Способ изготовления полупроводникового прибора Российский патент 2019 года по МПК H01L21/265 

Изобретение относится к области технологии производства полупроводниковых приборов, в частности к технологии изготовления п+ скрытых слоев.

Известен способ изготовления полупроводникового прибора [Заявка 2148847 Япония, МКИ H01L 21/331] путем формирования на подложке р-типа скрытого п+ слоя и эпитаксиального слоя п- типа. В последнем создают полевой оксид и маску, защищающую область формирования активной базы. Через нее эпитаксиальный слой травят, защищают стенки нитридом кремния и осаждают на пластину поликремний, легированный донорной примесью. Из последнего формируют коллекторный электрод с контактной площадкой расположенной на полевом оксиде. Поверхность поликремния окисляют и осаждают на структуру второй слой поликремния, легированный акцепторной примесью. Из него формируют базовый электрод. Затем формируют области активной базы и эмиттера.

Из-за не технологичности процессов осаждения поликремния при изготовлении приборов повышается дефектность структуры и ухудшаются электрические параметры изделий.

Известен способ изготовления полупроводникового прибора [Патент США5110749, МКИ H01L 21/265] путем формирования скрытых слоев для п-р-п и р-п-р биполярных транзисторов, входящих в состав биполярных ИС. В р-кремниевой подложке имплантацией ионов сурьмы формируют чередующиеся п+ карманы, покрытые термическим оксидом. Имплантацией ионов бора промежутки между п+ карманами заполняются р-областями. Затем проводится имплантация ионов фосфора с энергией 2 МэВ с образованием под р-областями скрытых п- слоев изолирующих р-области от подложки. Далее наращивается эпитаксиальный п- слой и формируется структура биполярного транзистора.

Недостатками этого способа являются: низкие значения коэффициента усиления; повышенные значения тока утечки; низкая технологичность.

Задача, решаемая изобретением: повышение значений коэффициента усиления, обеспечение технологичности, улучшение параметров приборов, повышение качества и увеличение процента выхода годных.

Задача решается формированием скрытого п+ слоя имплантацией ионов мышьяка с энергией 150 кэВ, дозой (2-4) 10¹² см^-2 при температуре подложки 500-600°С, с последующей разгонкой при температуре 1200°С в атмосфере смеси 50% кислорода О₂/50% азота N₂ и термическим отжигом при температуре 1000°С в течении 20 мин в атмосфере водорода.

Технология способа состоит в следующем: на пластинах кремния р-типа проводимости с удельным сопротивлением 10 Ом* см, ориентации (111) формировали п+ скрытый слой имплантацией ионов мышьяка с энергией 150 кэВ, дозой (2-4) 10¹² см^-2 при температуре подложки 500-600°С, с последующей разгонкой при температуре 1200°С в атмосфере смеси 50% кислорода О₂/50% азота N₂ и термическим отжигом при температуре 1000°С в течении 20 мин в атмосфере водорода. В последующем формировали активные области транзистора и 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 16,7%.

Предложенный способ изготовления полупроводникового прибора путем формирования скрытого п+ слоя имплантацией ионов мышьяка с энергией 150 кэВ, дозой (2-4) 10¹² см^-2 при температуре подложки 500-600°С с последующей разгонкой при температуре 1200°С в атмосфере смеси 50% кислорода О₂/50% азота N₂ и термическим отжигом при температуре 1000°С в течении 20 мин в атмосфере водорода, позволяет, повысит процент выхода годных приборов и улучшит их надежность.

Технический результат: повышение значений коэффициента усиления, обеспечение технологичности, улучшение параметров, повышение качества и увеличения процента выхода годных.

Изобретение относится к области технологии производства полупроводниковых приборов, в частности к технологии изготовления п+ скрытых слоев. Технология способа состоит в следующем: на пластинах кремния р-типа проводимости с удельным сопротивлением 10 Ом*см, ориентации (111) формировали п+ скрытый слой имплантацией ионов мышьяка с энергией 150 кэВ, дозой (2-4) 10¹² см^-2 при температуре подложки 500-600°С, с последующей разгонкой при температуре 1200°С в атмосфере смеси 50% кислорода О₂/50% азота N₂ и термическим отжигом при температуре 1000°С в течение 20 мин в атмосфере водорода. В последующем формировали активные области транзистора и контакты по стандартной технологии. Техническим результатом изобретения является повышение значений коэффициента усиления, обеспечение технологичности, улучшение параметров, повышение качества и увеличения процента выхода годных. 1 табл.

Способ изготовления полупроводникового прибора, включающий кремниевую подложку, процессы имплантации и отжига, наращивание эпитаксиального слоя, формирование активных областей, создание контактов и скрытых слоев, отличающийся тем, что скрытый п+ слой формируют имплантацией ионов мышьяка с энергией 150 кэВ, дозой (2-4) 10¹² см^-2 при температуре подложки 500-600°С с последующей разгонкой при температуре 1200°С в атмосфере смеси 50% кислорода О₂/50% азота N₂ и термическим отжигом при температуре 1000°С в течение 20 мин в атмосфере водорода.