Способ изготовления полупроводникового прибора

Авторы патента:

H01L21/329 - приборов, имеющих один или два электрода, например диодов

Владельцы патента RU 2280915:

Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х.М. Бербекова (RU)

Изобретение относится к области технологии производства полупроводниковых приборов. Сущность изобретения: способ изготовления полупроводникового прибора включает кремниевую полупроводниковую пластину с эпитаксиальным слоем, в которой формируются базовая и эмиттерная области. Низколегированную базу формируют имплантацией бора ионным легированием области базы дозой 8-10 мкКл·см^-2, энергией 120-170 КэВ с последующей загонкой бора при температуре 600-1250°С в течение 6-12 часов. Техническим результатом изобретения является создание полупроводникового прибора с низколегированной базой, обеспечение технологичности, улучшение параметров, повышение надежности и увеличение процента выхода годных. 1 табл.

Изобретение относится к области технологии производства полупроводниковых приборов, в частности к технологии изготовления мощных высоковольтных транзисторов.

Известен способ изготовления полупроводникового прибора, включающий предварительную термическую диффузию в базу примеси того же типа, что и базовая примесь, но с очень малой поверхностной концентрацией [1]. В полупроводниковые приборы, изготовленные таким способом, вносятся дополнительные структурные нарушения, которые ухудшают параметры полупроводниковых приборов.

Известен способ изготовления полупроводникового прибора, включающий проведение операции диффузии алюминия или галлия для создания низколегированной базы транзистора [2]. Недостатками этого способа являются:

- сложность технологического процесса;

- плохая технологическая воспроизводимость;

- низкий процент выхода годных.

Целью изобретения является создание полупроводникового прибора с низколегированной базой, обеспечивающее технологичность, улучшение параметров, повышение надежности и увеличение процента выхода годных.

Поставленная цель достигается тем, что в процессе производства полупроводниковых приборов низколегированную базу создают имплантацией бора ионным легированием дозой 8-10 мкКл·см^-2, энергией 120-170 КэВ с последующей загонкой бора при температуре 600-1250°С в течение 6-12 часов.

Проведение имплантации бора ионным легированием с последующей загонкой уменьшает плотность дефектов, что ведет к улучшению параметров полупроводниковой структуры.

Отличительными признаками способа являются создание низколегированной базы имплантацией бора ионным легированием и температурный режим процесса.

Технология способа заключается в следующем: в полупроводниковую структуру с эпитаксиальным слоем (35-40) КЭФ-7,5 формируют низколегированную базу имплантацией бора ионным легированием дозой 8-10 мкКл·см^-2, энергией 120-170 КэВ с последующей загонкой бора при температуре 600-1250°С в течение 6-12 часов. Далее полупроводниковый прибор изготавливают по стандартной технологии.

Сформированная транзисторная структура имела: глубину низколегированной базы 10-12 мкм; глубину базы 6-6,5 мкм; глубину эмиттера 5-5,5 мкм.

По предлагаемому способу были изготовлены и исследованы полупроводниковые приборы. Результаты измерений параметров полупроводниковых приборов представлены в таблице.

Таблица.
	U_кб, B	U_кэн, В	U_кэо, B	I_эбо, мА	U_кб, B	U_кэн, В	U_кэо, В	I_эбо, мА
№	Параметры приборов, изготовленных по стандартной технологии	Параметры приборов изготовленных по предлагаемой технологии
1	420	1.24	280	0.32	490	1.12	330	0.2
2	395	1.35	265	0.45	452	1.16	305	0.15
3	446	1.16	293	0.27	481	1.04	318	0.17
4	403	1.17	279	0.4	454	1.03	306	0.1
5	450	1.04	300	0.43	510	0.98	345	0.13
6	422	1.07	284	0.26	448	1.02	298	0.16
7	427	1.02	290	0.29	450	0.95	301	0.2
8	450	1.15	302	0.45	515	1.02	348	0.15
9	405	1.32	270	0.34	456	1.15	310	0.14
10	435	1.27	298	0.39	523	1.09	352	0.19

Экспериментальные исследования показали, что выход годных полупроводниковых структур на партии пластин, сформированных в оптимальном режиме, увеличился на 20%.

Из анализа полученных данных следует, что разработанная технология, включающая имплантацию бора ионным легированием области базы дозой 8-10 мкКл·см^-2, энергией 120-170 КэВ с последующей загонкой бора при температуре 600-1250°С в течение 6-12 часов, позволяет:

- обеспечить высокую технологичность и легкую встраиваемость в стандартный технологический процесс изготовления полупроводникового прибора;

- улучшить параметры полупроводникового прибора;

- повысить процент выхода годных;

- сократить сроки изготовления полупроводникового прибора.

Стабильность параметров во всем эксплуатационном интервале температур была нормальной и соответствовала требованиям.

Предложенный способ изготовления полупроводникового прибора путем формирования низколегированной базы имплантацией бора ионным легированием области базы дозой 8-10 мкКл·см^-2, энергией 120-170 КэВ с последующей загонкой бора при температуре 600-1250°С в течение 6-12 часов позволяет повысить процент выхода годных приборов и улучшить их надежность.

Источники информации

1. Патент №1523012, кл. H 01 L 29/72, Великобритания.

2. Фесюк К.Л., Страков В.В., Фирсов В.И. и др. Исследование и разработка процесса диффузии галлия для создания базы высоковольтных кремниевых приборов. Сб. Технология полупроводниковых приборов, Таллин, 1982. с.151 [прототип].

Способ изготовления полупроводникового прибора, включающий кремниевую полупроводниковую пластину с эпитаксиальным слоем, в которой формируется базовая и эмиттерная области, отличающийся тем, что низколегированную базу формируют имплантацией бора ионным легированием области базы дозой 8-10 мкКл·см^-2, энергией 120-170 КэВ с последующей загонкой бора при температуре 600-1250°С в течение 6-12 ч.

Изобретение относится к микроэлектронике, а именно к способам изготовления полупроводниковых приборов, предназначенных для работы особенно в миллиметровом СВЧ диапазоне, таких как мощные генераторные лавинно-пролетные диоды, диоды Ганна и др.

Способ изготовления диода шоттки // 2197767

Высокотемпературный полупроводниковый прибор и способ его изготовления // 2166221

Способ изготовления интегрального стабилитрона // 1814107

Способ изготовления кремниевых диффузионных диодов // 140499

Способ изготовления кристаллов p-i-n диодов групповым методом (варианты) // 2393583

Изобретение относится к области микроэлектроники и может быть использовано при изготовлении диффузионных p-i-n диодов с большим уровнем управляемой мощности групповым методом

Способ изготовления интегрированных шоттки-pn диодов на основе карбида кремния // 2395868

Изобретение относится к области электронной техники, а более конкретно - к технологии создания высоковольтных полупроводниковых диодов, и может быть использовано для создания интегрированных Шоттки-pn диодов на основе карбида кремния

Способ изготовления шунтирующего диода для солнечных батарей космических аппаратов // 2411607

Изобретение относится к области изготовления дискретных полупроводниковых приборов и может быть использовано при изготовлении шунтирующих диодов для солнечных батарей космических аппаратов

Диод силовой низкочастотный выпрямительный непланарный и способ его изготовления // 2411611

Изобретение относится к области силовой промышленной электронной техники

Способ изготовления полупроводниковых ограничительных диодов сверхвысокочастотного диапазона групповым методом // 2452057

Изобретение относится к микроэлектронике

Способ получения диода на основе оксида ниобия // 2470409

Изобретение относится к микроэлектронике

Способ изготовления шунтирующего диода для солнечных батарей космических аппаратов // 2479888

Изобретение относится к области изготовления дискретных полупроводниковых приборов

Способ изготовления диода шоттки // 2488912

Изобретение относится к изготовлению полупроводниковых диодов с барьером Шоттки на основе синтетического алмаза, широко применяющихся в сильнотоковой высоковольтной и твердотельной высокочастотной электронике

Способ изготовления диода шоттки и диод шоттки, изготовленный таким способом // 2523778

Изобретение относится к области полупроводниковой промышленности, в частности к диодам Шоттки, и может быть использовано при создании микросхем радиочастотной идентификации в диапазоне частот сканирующего электромагнитного поля СВЧ-диапазона. Способ изготовления диода Шоттки включает формирование области N-типа внутри подложки P-типа, формирование разделительных областей двуокиси кремния на подложке P-типа и области N-кармана, формирование в области N-кармана области с более низкой концентрацией примеси, формирование высоколегированных областей P+-типа на подложке P-типа и высоколегированных областей N+-типа в области N-кармана, осаждение слоя межслойной изоляции с последующей термообработкой, фотокопию вскрытия окон к области с более низкой концентрацией примеси, на которую напыляется слой Pt с последующей термообработкой, стравливание слоя Pt с областей вне зоны анода диода Шоттки, вскрытие контактных окон к P+-областям и N-областям, напыление слоя Al+Si и проведение фотолитографии по металлизации с последующей термообработкой. Изобретение позволяет получить низкобарьерный диод Шоттки с высокочастотными характеристиками и большим пробивным напряжением. Способ изготовления диода Шоттки может быть интегрирован в базовый технологический процесс изготовления КМОП-интегральных микросхем. 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 7 ил.

Способ формирования высоковольтного карбидокремниевого диода на основе ионно-легированных p-n-структур // 2528554

Изобретение относится к твердотельной электронике, в частности к технологии изготовления высоковольтных карбидокремниевых полупроводниковых приборов на основе p-n-перехода с использованием ионной имплантации. Технический результат, достигаемый при реализации заявленного изобретения, заключается в получении высоковольтного карбидокремниевого диода на основе ионно-легированных p-n-структур с напряжением пробоя ~1200 В. В способе формирования высоковольтного карбидокремниевого диода на основе ионно-легированных p-n-структур на сильнолегированную подложку 6H-SiC наносят методом химического осаждения из газовой фазы слаболегированный эпитаксиальный слой толщиной 10÷15 мкм, после чего проводят ионное легирование этого слоя акцепторной примесью А1 или В с энергией 80÷100 кэВ и дозой 5000÷7000 мкКл/см2, что позволяет максимально увеличить ширину области пространственного заряда p-n-перехода (w~10 мкм), при которой в приповерхностном p-слое не возникает инверсии носителей заряда, при этом достигается величина напряжения пробоя p-n-перехода ~1200 В. 1 ил.