Способ изготовления полупроводникового прибора

Авторы патента:

Мустафаев Абдулла Гасанович (RU)

Мустафаев Арслан Гасанович (RU)

Мустафаев Гасан Абакарович (RU)

Черкесова Наталья Васильевна (RU)

H01L21/324 - термическая обработка для модификации характеристик полупроводниковых подложек, например отжиг или спекание (H01L 21/20-H01L 21/288 и H01L 21/302- H01L 21/322 имеют преимущество)

H01L21/268 - с использованием электромагнитного излучения, например лазерного

H01L21/26513 - Способы и устройства для изготовления или обработки полупроводниковых приборов или приборов на твердом теле или их частей (способы и устройства, специально предназначенные для изготовления и обработки приборов, относящихся к группам H01L 31/00- H01L 49/00, или их частей, см. эти группы; одноступенчатые способы изготовления, содержащиеся в других подклассах, см. соответствующие подклассы, например C23C,C30B; фотомеханическое изготовление текстурированных поверхностей или поверхностей с рисунком, материалы или оригиналы для этой цели; устройства, специально предназначенные для этой цели вообще G03F)[2]

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

Владельцы патента RU 2751982:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х.М. Бербекова» (КБГУ) (RU)

Изобретение относится к области технологии производства полупроводниковых приборов, в частности к технологии изготовления биполярного транзистора с повышенным коэффициентом усиления. Способ изготовления полупроводникового прибора включает формирование на кремниевой подложке эпитаксиального слоя, областей коллектора, базы и эмиттера, при этом область эмиттера формируют ионным внедрением мышьяка с энергией 50 кэВ, дозой 1*10¹⁵-1*10¹⁶ см^-2, с последующим лазерным отжигом с длиной волны излучения 1,06 мкм, длительность импульсов 50 нс, энергией импульсов 3-5 Дж/см², в атмосфере азота, со скоростью сканирования 12,5 см/с, при температуре 150°С. Изобретение позволяет повысить процент выхода годных приборов и улучшить их надёжность. 1 табл.

Известен способ изготовления полупроводникового прибора [Патент 5110749 США, МКИ H01L 21/265] путем формирования чередующиеся n⁺ карманы глубиной 2 мкм, имплантацией ионов сурьмы в p-Si подложку, покрытые термическим диоксидом кремния. С последующей имплантацией ионов бора B⁺ промежутки между n⁺ карманами заполняются p-областями глубиной 2 мкм. Затем проводится имплантация ионов фосфора P⁺ с энергией 2 МэВ с образованием под p-областями скрытых n^- слоев, изолирующих p-области от подложки. Далее наращивается эпитаксиальный n^- слой и формируется структура биполярного транзистора. В таких приборах из-за высокой энергии ионов фосфора образуются большое количество дефектов, которые ухудшают характеристики приборов и повышаются токи утечки.

Известен способ изготовления полупроводникового прибора [Пат. 5163178 США, МКИ H01L 29/72], в котором тип проводимости подложки соответствует типу проводимости области базы прибора. Эмиттерный и коллекторный электроды создают путем локального легирования поверхности подложки через окна, сформированные с применением фотолитографии, ширина базы определяется расстоянием между легированными областями. Затем проводят повторный процесс легирования удаленных от базы частей электродов эмиттера и коллектора, повышая в них концентрации легирующих примесей.

Недостатками способа являются:

- низкие значения параметра коэффициента усиления;

- повышенная значения токов утечек;

- низкая технологичность.

Задача, решаемая изобретением: повышения коэффициента усиления, обеспечение технологичности, улучшение параметров приборов, повышение качества и увеличение процента выхода годных

Задача решается формированием области эмиттера ионным внедрением мышьяка с энергией 50 кэВ, дозой 1*10¹⁵-1*1016 см^-2, с последующим лазерным отжигом с длиной волны излучения 1,06 мкм, длительность импульсов 50 нс, энергия импульсов 3-5 Дж/см², в атмосфере азота, со скоростью сканирования 12,5 см/с, при температуре 150°С.

Технология способа состоит в следующем: на пластинах кремния р-типа проводимости с удельным сопротивлением 10 Ом*см, ориентацией (100) формируют эпитаксиальный слой n-типа проводимости и базовый слой, соответствующий типу проводимости подложки по стандартной технологии. Затем формируют слой эмиттера ионным внедрением мышьяка с энергией 50 кэВ, дозой 1*10¹⁵-1*1016 см^-2, с последующим лазерным отжигом с длиной волны излучения 1,06 мкм, длительность импульсов 50 нс, энергия импульсов 3-5 Дж/см², в атмосфере азота, со скоростью сканирования 12,5 см/с, при температуре 150°С. Контакты к областям базы, коллектора и эмиттера формировали по стандартной технологии.

По предлагаемому способу были изготовлены и исследованы полупроводниковые приборы. Результаты обработки представлены в таблице.

Параметры полупроводникового прибора, изготовленного по стандартной технологии	Параметры полупроводникового прибора, изготовленного по предлагаемой технологии
№	коэффициент усиления	Ток утечки Iут*10¹¹ А	коэффициент усиления	Ток утечки Iут*10¹¹ А
1	48	10,5	83	1,6
2	44	11,7	84	1,3
3	45	10,4	77	1,5
4	52	11,5	79	1,7
5	54	9,8	85	1,1
6	46	9,7	83	1,2
7	52	10,3	81	1,5
8	47	10,6	86	1,4
9	53	11,2	82	1,3
10	49	11,7	78	1,5
11	45	9,5	76	1,7
12	51	11,4	84	1,3
13	52	10,8	85	1,2

Экспериментальные исследования показали, что выход годных структур на партии пластин, сформированных в оптимальном режиме, увеличился на 18,4%.

Технический результат: повышения коэффициента усиления, обеспечение технологичности, улучшение параметров структур, повышение качества и увеличения процента выхода годных.

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

Предложенный способ изготовления полупроводникового прибора путем формирования области эмиттера ионным внедрением мышьяка с энергией 50 кэВ, дозой 1*10¹⁵-1*1016 см^-2, с последующим лазерным отжигом с длиной волны излучения 1,06мкм, длительность импульсов 50 нс, энергия импульсов 3-5 Дж/ см², в атмосфере азота, со скоростью сканирования 12,5 см/с, при температуре 150°С, позволяет повысит процент выхода годных приборов и улучшит их надёжность.

Способ изготовления полупроводникового прибора, включающий формирование на кремниевой подложке эпитаксиального слоя, областей коллектора, базы и эмиттера, отличающийся тем, что область эмиттера формируют ионным внедрением мышьяка с энергией 50 кэВ, дозой 1*10¹⁵-1*10¹⁶ см^-2, с последующим лазерным отжигом с длиной волны излучения 1,06 мкм, длительность импульсов 50 нс, энергией импульсов 3-5 Дж/см², в атмосфере азота, со скоростью сканирования 12,5 см/с, при температуре 150°С.

Изобретение относится к области технологии производства полупроводниковых приборов. Способ формирования активных областей полевых транзисторов включает формирование активных областей полевого транзистора на кремниевой подложке n-типа проводимости с удельным сопротивлением 4,5 Ом*см.

Способ лазерной обработки неметаллических пластин // 2691923

Изобретение относится к области технологических процессов и может быть использовано для лазерного отжига пластин из полупроводниковых, керамических и стеклообразных материалов. В способе лазерной обработки неметаллических пластин, заключающемся в облучении их поверхности импульсом лазерного излучения с плотностью энергии, зависящей от температуры отжига, начальной температуры пластины, удельной теплоемкости и плотности материала пластины, а также показателя поглощения материала пластины на длине волны лазерного излучения, осуществляют предварительный нагрев пластины до определенной температуры.

Способ лазерной обработки неметаллических пластин // 2691923

Способ лазерной обработки неметаллических пластин // 2685427

Тонкая пленка низкотемпературного поликристаллического кремния, способ изготовления такой тонкой пленки и транзистор, изготовленный из такой тонкой пленки // 2642140

Изобретение предлагает способ изготовления тонкой пленки низкотемпературного поликристаллического кремния, включающий этап выращивания слоя аморфного кремния, этап первоначального выращивания слоя оксида кремния на слое аморфного кремния, затем формирование некоторого множества вогнутых поверхностей на слое оксида кремния, которые будут отражать лучи света, вертикально проецируемые на оксид кремния, и, последним, этап проецирования луча эксимерного лазера на слой аморфного кремния через слой оксида кремния, чтобы преобразовать слой аморфного кремния в тонкую пленку низкотемпературного поликристаллического кремния.

Устройство нагрева подложки для установки изготовления полупроводниковой структуры // 2468468

Изобретение относится к микроэлектронике. .

Способ получения самоподдерживающейся кристаллизованной кремниевой тонкой пленки // 2460167

Изобретение относится к способу перекристаллизации для получения самоподдерживающихся кристаллических кремниевых лент с размером зерна более 1 мм. .

Способ термической обработки пластин сапфира // 2419177

Изобретение относится к области производства подложек из лейкосапфира для гетероэпитаксии нитридов III группы. .

Способ термической обработки монокристаллической подложки znte и монокристаллическая подложка znte // 2411311

Устройство оптической очистки твердой поверхности от наночастиц // 2740533

Изобретение относится к устройствам очистки твердых поверхностей от нано- и микрочастиц и может быть использовано для удаления наночастиц с поверхности полупроводниковых пластин после их шлифовки, а также в космической оптике, оптике высокого разрешения, фотонике, иных нанотехнологиях. Устройство оптической очистки твердой поверхности от наночастиц содержит источник лазерного излучения, облучающий мезоразмерную диэлектрическую частицу с характерным размером (диаметром) не менее длины волны используемого излучения и эффективным показателем преломления материала, приблизительно равным 2, в мезоразмерной частице выполнено отверстие с диаметром менее половины длины волны используемого излучения, новым является то, что мезоразмерная частица имеет форму цилиндра или прямоугольного параллелепипеда, облучение производят по боковой поверхности частицы, а отверстие выполнено непосредственно на теневой поверхности мезоразмерной частицы вдоль ее боковой поверхности.