Способ монтажа полупроводниковых кристаллов в корпус

Авторы патента:

H01L21/265 - с внедрением ионов (трубки с ионным пучком для локальной обработки H01J 37/30)

Владельцы патента RU 2710005:

Акционерное общество "ОКБ-Планета" АО "ОКБ-Планета" (RU)

Изобретение относится к области электронной техники и может быть использовано в технологии изготовления полупроводниковых приборов и интегральных схем при креплении кристаллов в корпус. Предлагаемый способ монтажа полупроводниковых кристаллов в корпус позволит улучшить мощностные и частотные характеристики полупроводниковых приборов и увеличить процент выхода годных изделий за счет обеспечения максимальной концентрации электрически активной примеси в приконтактной области, в месте контакта полупроводниковых пластин с защитным слоем металла. Способ монтажа полупроводниковых кристаллов в корпус включает ионное внедрение n или р-типа примеси в обратную сторону полупроводниковых пластин, на лицевой стороне которых сформированы рабочие структуры. Перед ионным внедрением n или р-типа примеси, на обратную сторону полупроводниковых пластин наносят защитный слоя металла, а режимы ионного внедрения выбирают из условия обеспечения максимальной концентрации электрически активной примеси в приконтактной области, в месте контакта полупроводниковых пластин с защитным слоем металла. Затем осуществляют резку пластин на кристаллы и монтаж их в корпус. Техническим результатом изобретения является улучшение технических параметров изготавливаемых полупроводниковых приборов и интегральных схем. 1 табл.

Известны способы крепления кристалла при которых на подложку наносится металл или его сплав, который при нагревании в процессе посадки кристалла образует эвтектический сплав с материалом кристаллодержателя и подложки (пат. Япония №41-12819 кл. 99(5) оп. 20.07.66 г.; пат. Япония №49-48265 кл. 99 оп. 20.12.74 г.).

Недостатком этих способов является то, что минимальное сопротивление контакта ограничивается концентрацией примеси в материале подложки.

Известен способ изготовления биполярного транзистора, при котором создается более легированный проводящий слой методом ионной имплантации, однако режим ионной имплантации, в указанном способе, не обеспечивает электрическую активацию внедренной примеси и для нее требуется высокотемпературная операция термического отжига. Это исключает возможность применения данного способа после формирования рабочих структур, так как высокие температуры приведут к разрушению сформированных рабочих структур.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является способ крепления кристалла, при котором для увеличения концентрации примеси в приповерхностном слое материала подложки, перед нанесением металла проводится ионное легирование ионов п или р - типа примеси, в зависимости от типа используемой полупроводниковой пластины и лазерный отжиг внедренной примеси сканирующим импульсным лучом лазера с целью ее активации. (ЭТ, Электроника СВЧ, 1986 г., вып. 7(391) с. 65-71).

Основными недостатками данного способа является то, что максимальная концентрация примеси приконтактной области не достигается из-за разрушений подложки в процессе ионного легирования, а также из-за испарения примеси и расползания созданного слоя в процессе лазерного отжига. Кроме того, требуется специальное оборудование для ионного легирования с низкими энергиями ионов.

Техническая задача, решаемая предлагаемым способом, заключается в получении максимальной концентрации электрически активной примеси в приконтактной области.

Технический результат, который требуется достигнуть - улучшение технических параметров изготавливаемых полупроводниковых приборов и интегральных схем.

Технический результат достигается тем, что способ монтажа полупроводниковых кристаллов в корпус включает ионное внедрение n или р-типа примеси в обратную сторону полупроводниковых пластин, на лицевой стороне которых сформированы рабочие структуры, нанесение на обратную сторону полупроводниковых пластин защитного слоя металла, резку пластин на кристаллы, монтаж полупроводниковых кристаллов в корпус, причем, ионное внедрение n или р-типа примеси в обратную сторону полупроводниковых пластин проводят после нанесения на них защитного слоя металла, а режимы ионного внедрения выбирают из условия обеспечения максимальной концентрации электрически активной примеси в приконтактной области, в месте контакта полупроводниковых пластин с защитным слоем металла.

Согласно предложенному способу, на обратную сторону полупроводниковых пластин наносится защитный слой металла, а затем проводится ионное легирование, с режимами, обеспечивающими максимальную концентрацию примеси в приконтактной области, в процессе которого происходит проникновение примеси в приконтактную область и ее электрическая активация. При этом не требуется проводить операцию высокотемпературного отжига, которая ведет к разрушению рабочих структур, сформированных на лицевой стороне полупроводниковых пластин.

Отсутствие разрушений полупроводниковой пластины и испарения примеси из нее в процессе ионного легирования обеспечивают получение максимальной концентрации примеси в приконтактной области и ее электрическую активацию в тонком приповерхностном слое полупроводниковой пластины.

Режим ионного легирования выбирается таким образом, чтобы обеспечить получение максимальной, близкой к пределу растворимости, концентрации примеси в полупроводниковой пластине и ее электрическую активацию в тонком приповерхностном слое, что исключает возможность перегрева сформированных активных структур.

Способ опробован при изготовлении кремниевых транзисторов 3187.

На обратную сторону пластин кремния n-типа, со сформированными на лицевой стороне рабочими структурами, наносили в качестве защитной металлизации слой ванадия, толщиной 30 нм. Ионное легирование осуществлялось на установке «Везувий-1», ионами мышьяка с энергией 125 кэВ и дозой 1600 мкКл/см², которые выбирались из условия обеспечения максимальной концентрации примеси в приконтактной области и ее электрическую активацию в тонком приповерхностном слое полупроводниковой пластины.

Далее ванадий стравливали, пластины разрезались на кристаллы и монтировались в корпус. Затем был произведен контроль параметров транзисторов, результаты которого представлены в таблице 1. Измерения всех параметров транзисторов проводились согласно ГОСТ 18604

Контроль основных параметров показал, что коэффициент шума (К_ш) транзистора изготовленного по предлагаемому способу на 50% меньше чем у транзистора, изготовленного по прототипу, при этом граничная частота коэффициента передачи тока (f_гр) не изменилась, что привело к увеличению процента выхода годных приборов. Технический результат, который требовалось достигнуть, достигнут полностью.

Кроме того, предлагаемый способ может быть использован для изготовления полупроводниковых приборов и интегральных схем из различных полупроводниковых материалов. При использовании защитного слоя металлизации с наличием в нем легирующей примеси р или n-типа, можно достигнуть улучшения технических параметров полупроводниковых приборов и интегральных схем и при меньших дозах ионного легирования, причем, в этом случае не требуется стравливание защитного слоя металла перед резкой пластин на кристаллы. Внедрение предлагаемого изобретения позволит за счет уменьшения сопротивления контакта, улучшить мощностные и частотные характеристики изготавливаемых изделий, увеличить выход годных и, кроме того, уменьшить размер кристалла с сохранением значений основных параметров полупроводниковых приборов и интегральных схем.

Способ монтажа полупроводниковых кристаллов в корпус, включающий ионное внедрение n или р-типа примеси в обратную сторону полупроводниковых пластин, на лицевой стороне которых сформированы рабочие структуры, нанесение на обратную сторону полупроводниковых пластин защитного слоя металла, резку пластин на кристаллы, монтаж кристаллов в корпус, отличающийся тем, что ионное внедрение n или р-типа примеси в обратную сторону полупроводниковых пластин проводят после нанесения на них защитного слоя металла, а режимы ионного внедрения выбирают из условия обеспечения максимальной концентрации электрически активной примеси в приконтактной области, в месте контакта полупроводниковых пластин с защитным слоем металла.

Изобретение относится к области технологии производства полупроводниковых приборов, в частности к технологии изготовления полевого транзистора. Согласно изобретению способ изготовления полупроводникового прибора реализуется следующим образом: на подложках кремния р-типа проводимости формируют инверсный карман имплантацией ионов фосфора с энергией 150 кэВ, дозой 2,0*1013 см-2, с разгонкой в окислительной среде в течение 15 мин при температуре 1150°С и образованием слоя диоксида кремния, затем в инертной среде - 45 мин и имплантацией бора через слой диоксида кремния с энергией 150 кэВ, дозой 1,5*1013 см-2, с последующей разгонкой при температуре 1150°С в инертной среде в течении 90 мин.

Способ изготовления полупроводникового прибора // 2709603

Способ изготовления чувствительных к гигантскому комбинационному рассеянию подложек на основе пористого кремния, содержащего наночастицы серебра // 2699310

Изобретение относится к оптике, а именно к способам изготовления устройств, служащих для анализа химических веществ при использовании эффекта поверхностно-усиленного комбинационного рассеяния света молекулами, находящимися вблизи наноструктур из серебра, проявляющих плазмонный резонанс электронов проводимости, колебания которых создает локальное электромагнитное поле.

Способ изготовления тонкопленочного транзистора // 2696356

Изобретение относится к области технологии производства полупроводниковых приборов, в частности к технологии изготовления тонкопленочных транзисторов с низким значением тока утечки.

Способ изготовления полупроводникового прибора // 2693506

Изобретение относится к области технологии производства полупроводниковых приборов, в частности к технологии изготовления полевого транзистора с повышенным значением напряжения пробоя изолирующих областей.

Способ изготовления полупроводникового прибора // 2688874

Изобретение относится к области технологии производства полупроводниковых приборов, в частности к технологии формирования силицидных слоев с низким сопротивлением.

Способ изготовления полупроводникового прибора // 2688866

Изобретение относится к области технологии производства полупроводниковых приборов, в частности к технологии изготовления п+ скрытых слоев. Технология способа состоит в следующем: на пластинах кремния р-типа проводимости с удельным сопротивлением 10 Ом*см, ориентации (111) формировали п+ скрытый слой имплантацией ионов мышьяка с энергией 150 кэВ, дозой (2-4) 1012 см-2 при температуре подложки 500-600°С, с последующей разгонкой при температуре 1200°С в атмосфере смеси 50% кислорода О2/50% азота N2 и термическим отжигом при температуре 1000°С в течение 20 мин в атмосфере водорода.

Способ изготовления фазовых периодических микроструктур на основе халькогенидных стеклообразных полупроводников // 2687889

Изобретение относится к оптоэлектронике, а именно к способам изготовления периодических микроструктур на основе материалов с фазовой памятью - халькогенидных стеклообразных полупроводников, выполненных на поверхности оптически прозрачных материалов.

Способ формирования гексагональной фазы кремния // 2687087

Использование: для изготовления светоизлучающих приборов на основе гексагональной фазы кремния, обеспечивающей эффективное возбуждение фотолюминесценции. Сущность изобретения заключается в том, что в способе формирования фазы гексагонального кремния путем имплантации в изготовленную из алмазоподобного монокристаллического кремния пластину ионов, имеющих атомный радиус, превышающий атомный радиус кремния, и образующих в результате указанной имплантации в алмазоподобном монокристаллическом кремнии пластины включения, инициирующие возникновение в нем повышенных механических напряжений, создающих энергетические условия преобразования алмазоподобной фазы монокристаллического кремния в его гексагональную фазу, для повышения стабильности возникновения в алмазоподобном монокристаллическом кремнии упомянутой пластины зоны повышенных механических напряжений производят имплантацию ионов азота и галлия через предварительно полученный на поверхности исходной пластины тонкий слой нитрида кремния толщиной, с одной стороны, не препятствующей прохождению сквозь слой имплантируемых ионов галлия и азота, с другой стороны, достаточной при подобранной энергии имплантации для запирания под ним в прилегающем к указанному слою нитрида кремния подповерхностном слое алмазоподобного монокристаллического кремния указанной пластины имплантированных ионов азота и галлия с образованием ими при последующем отжиге пластины в указанном подповерхностном слое включений нитрида галлия, приводящем к стабильному формированию в этом слое гексагональной фазы кремния с повышенным заполнением этого слоя указанной фазой.

Способ изготовления полупроводникового прибора // 2671294

Изобретение относится к области технологии производства полупроводниковых приборов, в частности к технологии изготовления полевого транзистора с пониженной плотностью дефектов.