Способ изготовления полупроводникового прибора
METHOD FOR PRODUCTION OF SEMICONDUCTOR DEVICE

Изобретение относится к области технологии производства полупроводниковых приборов, в частности к технологии изготовления биполярного транзистора с повышенным коэффициентом усиления.
+
+
+
+
-
-
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
15
-2
2
Задача решается формированием области эмиттера ионным внедрением мышьяка с энергией 50 кэВ, дозой 1*10-1*1016 см, с последующим лазерным отжигом с длиной волны излучения 1,06 мкм, длительность импульсов 50 нс, энергия импульсов 3-5 Дж/см, в атмосфере азота, со скоростью сканирования 12,5 см/с, при температуре 150°С.
15
-2
2
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*10-1*1016 см, с последующим лазерным отжигом с длиной волны излучения 1,06 мкм, длительность импульсов 50 нс, энергия импульсов 3-5 Дж/см, 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 утечкиIут*10<sup>11</sup> А
коэффициент усиления
Ток утечкиIут*10<sup>11</sup> 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.
15
-2
2
Предложенный способ изготовления полупроводникового прибора путем формирования области эмиттера ионным внедрением мышьяка с энергией 50 кэВ, дозой 1*10-1*1016 см, с последующим лазерным отжигом с длиной волны излучения 1,06мкм, длительность импульсов 50 нс, энергия импульсов 3-5 Дж/ см, в атмосфере азота, со скоростью сканирования 12,5 см/с, при температуре 150°С, позволяет повысит процент выхода годных приборов и улучшит их надёжность.