Brevet FR2035028A1 — publié le 19701218

'7009076 s 2035028 L*invention concerne un transistor planar haute fréquence au silicium et son procédé de fabrication. Pour réaliser des transistors haute fréquence, on s'efforce de leur donner des dimensions qui permettent d'atteindre la fréquence d'oscillation 5 maximum la plus élevée possible. Cela signifie une fréquence limite élevée et une faible résistance de base. En outre il est absolument nécessaire pour les transistors haute fréquence, que la zône de base soit la plus mince possible* Les transistors haute fréquence connus, réalisés par la technique planar, peuvent être utilisés dans la plage de 1 GHz environ. 10 Pour augmenter encore plus cette limite d'oscillation il est néces- » saire de réaliser les diffusions dans des régions extrêmement voisines de la surface etd»obtenirdes largeurs de base extrêmement faibles. Mais cela entrai-ne des anomalies de diffusion dans les régions d'émetteur et de base-émetteur. De plus, la nécessité d'avoir une faible résistance de base et une fréquence 15 limite élevée limite la valeur de la tension qu'on peut appliquer au transistor. La présente invention a pour but de réaliser un transistor, et son procédé de fabrication, permettant, tout en évitant les anomalies de diffusion précédemment mentionnées, d'augmenter la limite d'oscillation» 20 Le transistor, conformément à l'inventions est essentiellement carac térisé par le fait que la base, dopée au bore» a un® résistance d® surface compris» entre 200 et 400 S et une concentration en substance de dopage d'en- 19 ' w 3 viron 10 atomes d'impureté/cm , que la largeur de base est au plus égale à 0,5 y , que l'émetteur, dopé au phosphore, a une concentration en substance - ^ 25 de dopage au plus égale à 5 x 20 atones d'impureté/cm s et que la largeur d'émetteur est inférieure à 0,5 v . L'invention comprend aussi un procédé de fabrication d'un tel transistor* Ce procédé consiste à poursuivre la diffusion de l'émetteur jusqu'à ce que le front de diffusion de l'émetteur commence à faire avancer de front 30 de diffusion de la base dans la région de collecteur existant après la fin de la diffusion de base. De préférence le dopage de la base est prévu à une valeur telle que la largeur de base qu'on obtient après la diffusion de l'éaietteur, qui suit la diffusion de la base, est réduite au plus à 0,5u , avant que le front de 35 diffusion de l'émetteur commence à faire avancer le front de diffusion de base dans la région de collecteur existant après la fin de la diffusion de base. Le transistor conforme à l'invention possède l'avantage de permettre d'atteindre une qualité en haute fréquence optimum parce qu'on .peut éviter les anomalies de diffusion qui se produisent dans les transistors à double diffu-40 sion* Le transistor conforme à l'invention présente d'excellentes propriétés 7009076 2035028 électriques. En utilisant un faible dopage initial de base avec une largeur de base mince on peut obtenir un facteur de bruit très bas. L1exemple de réalisation suivant, illustré par les figures, donne d'autres caractéristiques et particularités de l'invention. 5 La figure 1 montre la variation de la fréquence de transit avec le temps de diffusion de l'émetteur t » la diffusion de base présentant une résistance de surface de 190 Œ . La figure 2 montre la variation de l'a fréquence de transit fT avec le temps de diffusion de l'émetteur t, la diffusion de base présentant une 10 résistance de surface de 390 . La figure 3 montre la variation du dopage C (atomes/cm3) en fonction de la distance E à partir dé la surface, après une diffusion d,émetteur de 20 minutes. La figure 4 montre la variation du dopage C (atomes/cm ) en fonction 15 de la distance E à partir de -la surface, après une diffusion d'émetteur de 43,5 minutes. Dans les essais qui sont à la base de 1*invention, on a, pour obtenir un dopage optimum, fait varier dans de grandes limites la résistance de couche de la diffusion au bore de la base® Ces essais ont montré qu'on avait une ré-. 20 sistance de base élevée du transistor, défavorable, à la fois pour les dopages en bore très faibles (résistance de surface supérieure à 8GO Î2 ) et pour les dopages au bore très élevés (résistance de surface inférieure à 50 ). Ceci peut provenir d'une structure fortement perturbée du réseau ou de la présence d'une proportion élevée de bore électriquement inactif. 25 Pour exécuter le procédé conforme à l'invention, on réalise d'abord une diffusion au bore de la base dans un corps de siliciun, puis la diffusion du phosphore de l'émetteur. Comme le montrent les figures 1 et 2 qui représentent la variation de la fréquence de transit avec le temps de diffusion d'émetteur, la fréquence de transit ne croit le plus fortement que dans la 30 région des temps de diffusion les plus courts. Une diffusion d'émetteur prolongée influence à peine la fréquence de transit. Mais en comparant les figu-. res 1 et 2, on peut voir qu'on obtient des valeurs de fréquence de transit plus élevées avec un dopage de base initial plus faible. Ce fait est inattendu, puisque selon ce qu'on savait déjà, on pouvait 35 supposer qu'on aurait les valeurs de fréquence de transit les plus élevées en même temps que de faibles résistances de base pour un dopage de base initial plus élevé. Ce fait peut s'expliquer par.une avance d'i front de diffusiez d© base po«r vss accroissœ&sïvt de la diffusion de l'émetteur (effet Dip-Emetteur) ■=••0 Les variations de dopage montrées sur les figures 3 et 4 pour les >009076 3 2035028 mêmes échantillons, à des instants différents donnent une explication de ce qui précède* On voit nettement l'avance du front de diffusion de base et la diminution concomitante du dopage dans la région de base au-dessous de l'émetteur, pour les temps de diffusion plus longs. 7009076 2035028 REVENDICATIONS 1) Transistor,planar haute fréquence caractérisé par le fait'que la base, dopée au bore, a une résistance de surface comprise entre 200 et 19 400 îj et une concentration en substance de dopage d'environ 10 atomes 3 d'impureté/cm -, que la largeur de base est au plus égale à 0,5 ^ , que l'émet-5 teur, dopé au phosphore, a une concentration en substance de dopage au plus égale à 5 x 20 atomes d'impureté/cm , et que la largeur d'émetteur est inférieure, à 0,5 y • 2)Procédé de fabrication d'un transistor conforme à la revendication 1 caractérisé par le fait que la diffusion de l'émetteur se poursuit jusqu'à 10 ce que le front de diffusion de l'émetteur ccmmence à faire avancer le front de diffusion de la base dans là région de collecteur existant après la fin de la diffusion de base. 3) Procédé conforme à la revendication 2 caractérisé par le fait que le dopage de la base est prévu à une valeur telle que la largeur de base 15 qu'on obtient après la diffusion de l'émetteur, qui suit la diffusion de la base, est réduite au plus à 0,5y , avant que le front de diffusion de l'émetteur commence à faire avancer le front de diffusion de base dans la région de collecteur existant après la fin de la diffusion de base.