СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ БИПОЛЯРНОГО ТРАНЗИСТОРА С ОБЪЕДИНЕННЫМ ЗАТВОРОМ Российский патент 1996 года по МПК H01L21/22 

Изобретение относится к электронной технике, в частности к способам изготовления полупроводниковых приборов, и может быть использовано при производстве биполярных транзисторов с объединенным затвором.

Известен способ создания биполярного транзистора с объединенным затвором, описанный в статье "Новый биполярный транзистор с объединенным затвором", авторы: Хисао Кондо, Йошинори юнимато ТЕЕЕ, Transactions Electron Device, 1980, февраль, с. 373-379, заключающийся в реализации следующих операций (см. фиг. 1-9):
1. В исходной подложке, например, n⁺ n-типа проводимости с помощью стандартных методов создания защитной маски фотолитографии и диффузии создаются сильнолегированные базовые области определенной глубины противоположного типа проводимости, например p⁺-типа.

2. С помощью стандартных методов создания защитной маски, проведения фотолитографии и диффузии создаются стабилизированные базовые области того же типа проводимости, что и сильнолегированная область, но меньшей глубины и концентрации примеси и расположенные внутри сильнолегированных областей.

3. Над чередующимися
областями разной глубины и концентрации примеси путем фотолитографии и диффузии создается область эмиттера.

4. Далее с помощью стандартных методов фотолитографии и напыления проводится создание омических контактов к активным областям структуры. Изготовленная таким образом база действует как затвор полевого транзистора, у которого область коллектора, расположенная рядом с базой, выполняет роль истока, а удаленная от базы стока. Область коллектора между ними действует как канал полевого транзистора, остальная часть базовой области работает как обычная база.

Описанный способ создания транзистора с объединенным затвором требует проведения прецизионных процессов диффузии и фотолитографии для создания слаболегированных областей базы.

Технический результат повышение рабочего тока, напряжения и частоты транзистора.

В известном способе, включающем в себя создание в коллекторной области базовой области с участками чередующиеся глубины и концентрации, упомянутая базовая область
создается стандартными процессами фотолитографии и диффузии сквозь маску определенной конфигурации, которая представляет собой систему защитных островков шириной не более 1,28 глубины залегания коллекторного p-n-перехода. Эмиттерная область создается диффузией в область, расположенную вокруг защитных островков. За счет этого удается создать более плотную упаковку чередующихся базовых сильно- и слаболегированных участков, следовательно, обеспечить больший ток с единицы площади, а при одинаковой площади структур - больший рабочий ток, напряжение и частоту. Кроме того, предлагаемый способ позволяет упростить технологию создания базовой области за счет исключения одного процесса фотолитографии и диффузии.

Пример. При выполнении биполярного транзистора с объединенным затвором на исходной пластине, например кремниевой эпитаксиальной структуре n⁺ - n-типа, создается диоксид кремния термическим окислением, затем в этом диоксиде кремния с помощью фотолитографии формируется маска определенной конфигурации с защитными островками, шириной не более 1,28 глубины последующей диффузии. Сквозь созданную маску производится диффузия примеси p-типа, например, бора на глубину x_j. Одновременно с созданием базовой области создается диоксид кремния, таким образом под островками защитного диоксида кремния образуются участки базовой области меньшей глубины и концентрации примеси, чем под открытыми участками. С помощью фотолитографии создаются окна под диффузию фосфора в эмиттер, расположенного в области защитных островков. Следует отметить, что при ширине островков меньше 1,28 глубины коллекторного p-n-перехода эффект увеличения рабочего тока, напряжения и частоты наблюдается в значительно меньшей степени, а при ширине больше 1,28 глубины коллекторного p-n-перехода происходит полное разделение базовых областей между собой, или смыкание эмиттерной области с коллекторной. После создания активных областей с помощью стандартных методов фотолитографии и напыления металлов создаются омические контакты к этим областям. Схема изготовления биполярного транзистора с объединенным затвором представлена на фиг. 10-16.

Технико-экономическая эффективность изобретения заключается в снижении трудоемкости изготовления структуры транзистора за счет исключения одной операции фотолитографии и диффузии, кроме того, предлагаемый способ позволяет улучшить параметры прибора. ЫЫЫ15

Использование: в технологии изготовления биполярных транзисторов. Сущность изобретения: базовая область создается стандартными процессами фотолитографии и диффузии сквозь маску определенной конфигурации, которая представляет собой систему защитных островков шириной не более 1,28 глубины залегания коллекторного p-n-перехода. Эмиттерная область создается диффузией в область, расположенную вокруг защитных островков. 16 ил.

Способ изготовления транзистора с объединенным затвором, включающий формирование на исходной кремниевой пластине n⁺ n-типа проводимости защитной маски из диоксида кремния, формирование диффузией акцепторной примеси базовой области, состоящей из чередующихся участков с разной глубиной и концентрацией, один из которых имеет большую глубину и концентрацию примеси, чем второй, формирование эмиттерных областей над участками базовой области с меньшей глубиной и концентрацией, отличающийся тем, что диффузию для формирования базовой области проводят через маску, представляющую собой систему защитных островков шириной, не превышающей 1,28 глубины участка базовой области с большей концентрацией примеси и большей глубиной.