СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПОЛУПРОВОДНИКОВОГО ПРИБОРА Российский патент 2017 года по МПК H01L21/20 H01L21/331 

Изобретение относиться к области технологии производства полупроводниковых приборов, в частности к технологии изготовления приборов с гетероструктурой с пониженной дефектностью.

Известен способ изготовления гетероструктуры GaAs/Si формированием многослойной переходной структуры, согласно которому с целью предотвращения процесса распространения дислокаций между слоем GaAs и кремниевой подложкой вводятся промежуточные слои AIGaAs, формируемые методом МЛЭ или ПФХО из паровой фазы металлоорганических соединений [Заявка 1293611, Япония, МКИ H01L 21/205].

В таких многослойных структурах из-за низкой технологичности процесса формирования слоев повышается дефектность и ухудшаются электрофизические параметры приборов.

Известен способ изготовления прибора с гетероструктурой на полуизолирующей подложке GaAs с нанесением на ней эпитаксиального слоя n⁺GaAs : Si (эмиттер биполярного транзистора с концентрацией примеси 5*10¹⁸ см^-3) и n^- GaAs : Si (10¹⁷ см^-3). Далее выращивается эпитаксиальный слой n^- Ge : Si (коллектор 5*10¹⁶ см^-3); при этом нижняя часть этого слоя за счет диффузии Ga из нижележащего слоя GaAs приобретает проводимость p⁺-типа [Патент 5047365 США, МКИ H01L 21/20]. Затем путем имплантации ионов В⁺ по бокам слоя Ge формируются p⁺-участки (базовые слои), а по бокам n - GaAs-слоя формируются высокоомные изолирующие участки.

Недостатками способа являются:

- повышенная плотность дефектов;

- низкая технологичность;

- низкие значения коэффициента усиления.

Задача, решаемая изобретением, - снижение плотности дефектов, обеспечение технологичности, улучшение параметров, повышение надежности и увеличение процента выхода годных.

Задача решается формированием гетероструктуры база-коллектор выращиванием n-слоя Si толщиной 400 нм при температуре 1000°С со скоростью роста 2,5 нм/с, с концентрацией мышьяка As (3-5)*10¹⁶ см^-3, с последующим выращиванием p-слоя SiGe толщиной 50 нм со скоростью роста 0,5 нм/с при температуре 625°С, с концентрацией бора В (2-4)* 10¹⁶ см^-3, давлении 3*10^-7 Па.

Технология способа состоит в следующем: на полуизолирующей подложке GaAs после нанесения на ней слоя n⁺ GaAs : Si и n^- GaAs : Si выращивают n-слой Si толщиной 400 нм при температуре 1000°С со скоростью роста 2,5 нм/с, с концентрацией мышьяка As (3-5)*10¹⁶ см^-3. Затем выращивают p-слой SiGe толщиной 50 нм со скоростью роста 0,5 нм/с при температуре 625°С, с концентрацией бора В (2-4)*10¹⁶ см^-3, давлении 3*10^-7 Па в реактор подавали SiH₂Cl₂ и пары Ge в смеси с Н₂. Для легирования использовали ASH₃ и B₂Н₆. Далее формировали контакты по стандартной технологии.

По предлагаемому способу были изготовлены и исследованы полупроводниковые приборы. Результаты обработки представлены в таблице.

Экспериментальные исследования показали, что выход годных структур на партии пластин, сформированных в оптимальном режиме, увеличился на 19,3%.

Технический результат: снижение плотности дефектов, обеспечение технологичности, улучшение параметров, повышение надежности и увеличение процента выхода годных.

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

Предлагаемый способ изготовления полупроводникового прибора формированием гетероструктуры база-коллектор выращиванием n-слоя Si толщиной 400 нм при температуре 1000°С со скоростью роста 2,5 нм/с, с концентрацией мышьяка As (3-5)*10¹⁶ см^-3, с последующим выращиванием p-слоя SiGe толщиной 50 нм со скоростью роста 0,5 нм/с при температуре 625°С, с концентрацией бора В (2-4)*10¹⁶ см^-3, давлении 3*10^-7 Па позволяет повысить процент выхода годных.

Изобретение относиться к области технологии производства полупроводниковых приборов, в частности к технологии изготовления приборов с гетероструктурой с пониженной дефектностью. В способе изготовления полупроводникового прибора гетеропереход база-коллектор формируют выращиванием n-слоя Si толщиной 400 нм при температуре 1000°С со скоростью роста 2,5 нм/с, с концентрацией мышьяка As (3-5)*10¹⁶ см^-3, с последующим выращиванием p-слоя SiGe толщиной 50 нм со скоростью роста 0,5 нм/с при температуре 625°С, с концентрацией бора В (2-4)*10¹⁶ см^-3, давлении 3*10^-7 Па. Изобретение обеспечивает снижение плотности дефектов, улучшение параметров и надежности, повышение процента выхода годных приборов. 1 табл.

Способ изготовления полупроводникового прибора, включающий подложку, эпитаксиальный слой, процессы легирования, отличающийся тем, что гетеропереход база-коллектор формируют выращиванием n-слоя Si толщиной 400 нм при температуре 1000°C со скоростью роста 2,5 нм/с, с концентрацией мышьяка As (3-5)*10¹⁶ см^-3, с последующим выращиванием p-слоя SiGe толщиной 50 нм со скоростью роста 0,5 нм/с при температуре 625°C, с концентрацией бора В (2-4)*10¹⁶ см^-3, давлении 3*10^-7 Па.