СПОСОБ ПОВЫШЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА УСИЛЕНИЯ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ПРИБОРОВ НА ОСНОВЕ КРЕМНИЯ Российский патент 2001 года по МПК H01L21/30 

Изобретение относится к области технологии производства полупроводниковых приборов, в частности к технологии повышения коэффициента усиления полупроводниковых приборов и интегральных микросхем.

Известен способ повышения коэффициента усиления полупроводниковых приборов путем использования паразитного падения напряжения на последовательном сопротивлении коллектора [1]. Изготовленные таким образом приборы имеют ограниченный диапазон работы.

Наиболее близким техническим решением является способ повышения коэффициента усиления полупроводниковых приборов путем использования легированного фосфором низкоомного полуизолирующего поликристаллического кремния в качестве материала эмиттера [2].

Недостатками существующего способа являются
1. необходимость наличия между поликремнием и монокристаллической областью эмиттера очень тонкого слоя окиси кремния;
2. плохая воспроизводимость технологического процесса получения низкоомного поликристаллического кремния.

Целью изобретения является разработка способа повышения коэффициента усиления полупроводниковых приборов, обеспечивающего технологическую воспроизводимость, расширение диапазона работы, повышение надежности и увеличение выхода годных приборов.

Указанная цель достигается тем, что в способе формирования полупроводниковых приборов на конечной стадии изготовления они подвергаются обработке высокоэнергетичными магнитными полями в объеме пирамиды, в течение не менее 5 часов, с последующим стабилизирующим отжигом при температуре 150 - 200^oC в течение 10 - 30 минут.

При воздействии магнитного поля на полупроводники в объеме и на поверхности полупроводниковой структуры уменьшаются центры рекомбинации, обуславливая снижение составляющих тока базы и способствующих повышению коэффициента усиления полупроводниковых приборов.

Отличительными признаками способа являются обработка магнитными полями в объеме пирамиды и температурный режим процесса. Для стабилизации параметров приборов они подвергаются отжигу в течение 10 - 30 минут при температуре 150 - 200^oC.

Технология способа состоит в следующем:
сформированные полупроводниковые приборы на конечной стадии их изготовления обрабатывают магнитными полями в течение не менее 5 часов, а затем проводят стабилизирующий отжиг при температуре 150 - 200^oC в течение 10 - 30 минут.

По предлагаемому способу были обработаны изготовленные по принятой технологии готовые полупроводниковые приборы и схемы с низким коэффициентом усиления. Коэффициент усиления образцов был приведен к норме согласно требованию ТУ при сохранении остальных параметров в пределах требований ТУ.

Результаты обработки полупроводниковых приборов представлены в таблице.

Количество обработанных полупроводниковых приборов 1000, количество годных приборов 902. Процесс выхода годных приборов после обработки 90%.

Как видно из анализа полученных данных, способ позволяет используя разработанную технологию, включающую обработку полупроводниковых приборов магнитными полями в объеме пирамиды в течение не менее 5 часов с последующим термостабилизирующим отжигом при температуре 150 - 200^oC,
1. повысить коэффициент усиления полупроводниковых приборов;
2. повысить процент выхода годных приборов;
3. частотный диапазон работы полупроводниковых приборов расширяется в сторону более высоких частот, так как с увеличением коэффициента усиления время переключения прибора снижается и расширяется динамический диапазон.

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

Предложенный способ повышения коэффициента усиления полупроводниковых приборов путем обработки их магнитными полями в объеме пирамиды в течение не менее 5 часов с последующим стабилизирующим термическим отжигом при температуре 150 - 200^oC в течение 10 - 30 мин позволяет значительно повысить процент выхода годных приборов, улучшить надежность при одновременном снижении затрат.

Источники информации
1. Авторское свидетельство СССР N 1806420, H 01 L 27/04.

2. Коледов Л.А. Технология и конструкции микросхем, микропроцессоров и микросборок. М., "Радио и связь", 1989 г., стр. 67 (прототип).

Использование: в технологии производства полупроводниковых приборов. Технический результат изобретения - повышение коэффициента усиления полупроводниковых приборов, обеспечивающего технологическую воспроизводимость, расширение диапазона работы, повышение надежности и увеличение процента выхода годных приборов. Сущность: при формировании полупроводниковых приборов на конечной стадии изготовления их подвергают обработке магнитными полями в объеме пирамиды в течение не менее 5 ч с последующим стабилизирующим отжигом при температуре 150-200°С в течение 10-30 мин. 1 табл.

Способ повышения коэффициента усиления полупроводниковых приборов на основе кремния, включающий операции диффузии примесей сначала акцепторной в эпитаксиальный слой n-типа, затем донорной в сформированную область р-типа, отличающийся тем, что обработку полупроводниковых приборов проводят магнитными полями в объеме пирамиды в течение не менее 5 ч, а затем проводят отжиг при температуре 150 - 200^oC в течение 10 - 30 мин.