СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПОЛУПРОВОДНИКОВОГО ПРИБОРА Российский патент 2006 года по МПК H01L21/263 

Изобретение относится к области технологии производства полупроводниковых приборов, в частности к технологии повышения выходной мощности лавинно-пролетных диодов.

Известен способ повышения выходной мощности полупроводникового прибора путем применения теплоотвода [1]. В полупроводниковые приборы, изготовленные таким способом, вносятся дополнительные структурные нарушения и имеют ограниченный диапазон применения.

Известен способ повышения выходной мощности полупроводникового прибора путем изготовления структур, формирования на n⁺ подложке эпитаксиального n-слоя с последующим созданием диффузионного p⁺ слоя [2].

Недостатками такого способа являются:

- плохая технологическая воспроизводимость;

- низкий процент выхода годных.

Целью изобретения является разработка способа повышения выходной мощности полупроводникового прибора, обеспечивающего технологическую воспроизводимость, расширение диапазона работы, повышения надежности и увеличения выхода годных приборов.

Указанная цель достигается тем, что в процессе изготовления полупроводниковых приборов после формирования областей n и p⁺ типов на n⁺ подложке они подвергаются обработке высокоэнергетичными электронами дозой 8·10¹⁴ - 6·10¹⁵ см^-2 с энергией 4 МэВ с последующим термостабилизирующим отжигом при температуре 150-200°С в течение не мение 3 часов.

При облучении высокоэнергетичными электронами на полупроводники в объеме и на поверхности полупроводниковой структуры уменьшаются центры рекомбинации, обусловливая снижение составляющих тока утечки и способствующих повышению выходной мощности полупроводникового прибора.

Отличительными признаками способа являются обработка высокоэнергетичными электронами и температурный режим процесса.

Технология способа состоит в следующем.

По стандартной технологии последовательно формируют области n и p⁺ типов на n⁺ подложке, затем сформированные полупроводниковые приборы обрабатывают высокоэнергетичными электронами дозой 8·10¹⁴ - 6·10¹⁵ см^-2 с энергией 4 МэВ с последующим термостабилизирующим отжигом при температуре 150-200°С в течение не менее 3 часов. По предлагаемому способу были обработаны изготовленные по принятой технологии готовые лавинно-пролетные диоды с низкой выходной мощностью. Выходная мощность образцов была приведена к норме согласно требованиям ТУ при сохранении остальных параметров в пределах требования ТУ.

Результаты обработки полупроводниковых приборов представлены в таблице.

ТаблицаНорма по ТУ не менее, мВтДо обработкиПосле обработки и отжигаРвых, мВтРвых, мВт7545607565907560807565947560867564907566100756285756076756875755072755778755576

Как видно из анализа полученных данных, способ позволяет, используя разработанную технологию, включающую обработку полупроводниковых приборов высокоэнергетичными электронами дозой 8·10¹⁴ - 6·10¹⁵ см^-2 с энергией 4 МэВ с последующим термостабилизирующим отжигом при температуре 150-200°С в течение не менее 3 часов:

1. повысить выходную мощность полупроводниковых приборов;

2. повысить процент выхода годных приборов;

3. обеспечить технологичность и легкую встраиваемость в технологический процесс изготовления полупроводниковых приборов.

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

Предложенный способ повышения выходной мощности лавинно-пролетных диодов путем обработки их высокоэнергетичными электронами дозой 8·10¹⁴ - 6·10¹⁵ см^-2 с энергией 4 МэВ с последующим термостабилизирующим отжигом при температуре 150-200°С в течение не менее 3 часов позволяет значительно повысить процент выхода годных приборов и улучшить надежность.

Источники информации

1. Патент США №2899646.

2. Зи С. Физика полупроводниковых приборов. М., "Мир", 1984 г., кн.2, стр.191 (прототип).

Использование: технология производства полупроводниковых приборов. Технический результат изобретения: повышение выходной мощности, технологической воспроизводимости, расширение диапазона работы, повышение надежности и увеличение процента выхода годных. Сущность: сформированные полупроводниковые приборы на конечной стадии их изготовления обрабатывают высокоэнергетичными электронами дозой 8·10¹⁴ - 6·10¹⁵ см² с энергией 4 МэВ с последующим отжигом при температуре 150-200°С в течение не менее 3 часов. 1 табл.

Способ изготовления полупроводникового прибора, включающий последовательное формирование на n⁺ подложке областей n и р⁺ типов, отличающийся тем, что после формирования областей n и p⁺ типов на n⁺ подложке проводят обработку полупроводниковых приборов высокоэнергетичными электронами дозой 8·10¹⁴-6·10¹⁵ см^-2 с энергией 4 МэВ, с последующим термостабилизирующим отжигом при температуре 150-200°С, в течение не менее 3 ч.