Способ изготовления полупроводникового прибора Российский патент 2020 года по МПК H01L21/331 H01L21/205 

Изобретение относится к области технологии производства полупроводниковых приборов, в частности к технологии изготовления биполярного транзистора с высоким напряжением пробоя.

Известен способ изготовления полупроводникового прибора [Заявка 1241168 Япония, МКИ H01L 29/72] путем последовательного нанесения на кремниевой подложке слоя диэлектрика, тугоплавкого металла или его силицида и поликристаллического или аморфного кремния. В последний имплантируют ионы мышьяка. На второй кремниевой подложке наращивают эпитаксиальный слой n^- типа проводимости, после чего обе пластины накладывают друг на друга так, что слой легированный мышьяком, и эпитаксиальный слой соприкасаются, и отжигают при температуре 800°С, в результате чего они соединяются. Вторую подложку стравливают до вскрытия эпитаксиального слоя и наращивают на нем рабочий эпитаксиальный слой. И на нем формируют структуру биполярного транзистора. В таких приборах из-за низкой технологичности образуются неровности, которые ухудшают электрические параметры приборов.

Известен способ изготовления полупроводникового прибора [Заявка 2148847 Япония, МКИ H01L 21/331] путем формирования на подложке р-типа проводимости скрытого n⁺ слоя и эпитаксиального слоя n^- типа проводимости. В последнем создают полевой окисел и маску, защищающую область формирования активной базы. Через нее эпитаксиальный слой травят на глубину 3-5 мкм, осаждают на пластину поликристаллический кремний, легированный донорной примесью. Из последнего формируют коллекторный электрод с контактной площадкой.

Недостатками этого способа являются:

- низкие значения напряжения пробоя;

- высокие значения токов утечек;

- низкая технологичность.

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

Задача решается формированием системы эпитаксии последовательным наращиванием слоев кремния: нижний эпитаксиальный слой р-типа с концентрацией легирующей примеси бора 1,0*10¹⁵ см^-3, средний эпитаксиальный слой n^- типа с концентрацией легирующей примеси фосфора 1,0*10¹⁵ см^-3, верхний эпитаксиальный слой n^- типа с концентрацией легирующей примеси фосфора 2,3*10¹⁵ см^-3.

Технология способа состоит в следующем: на пластинах кремния р-типа проводимости формируют скрытый n⁺ слой, по стандартной технологии, затем последовательно наращивают эпитаксиальный слой р-типа проводимости толщиной 3,5 мкм с концентрацией легирующей примеси бора 1,0*10¹⁵ см^-3, который служит продолжением подложки, затем формируют эпитаксиальный слой n^-- типа проводимости толщиной 7,1 мкм с концентрацией легирующей примеси фосфора 1,0*10¹⁵ см^-3 и верхний эпитаксиальный слой n^- типа проводимости толщиной 4,4 мкм с концентрацией легирующей примеси фосфора 2,3*10¹⁵ см^-3. Формирование пленки кремния на кремниевой подложке проводили со скоростью роста 20 нм/мин при температуре 750°С, давлении 1,33*10^-5 Па и скорости подачи силана 14,3 см³/мин. Активные области транзистора и электроды к ним формировали 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 21,9%.

Технический результат: повышение значений напряжения пробоя, обеспечение технологичности, улучшение параметров приборов, повышение качества и увеличения процента выхода годных.

Предложенный способ изготовления полупроводникового прибора формированием системы эпитаксии последовательным наращиванием слоев кремния: нижний эпитаксиальный слой р-типа с концентрацией легирующей примеси бора 1,0*10¹⁵ см^-3, средний эпитаксиальный слой n^- типа с концентрацией легирующей примеси фосфора 1,0*10¹⁵ см^-3, верхний эпитаксиальный слой n^- типа с концентрацией легирующей примеси фосфора 2,3*10¹⁵ см^-3, позволяет повысить процент выхода годных приборов и улучшить их надежность.

Изобретение относится к области технологии производства полупроводниковых приборов, в частности к технологии изготовления биполярного транзистора с высоким напряжением пробоя. Технология способа состоит в следующем: на пластинах кремния р-типа проводимости формируют скрытый n⁺ слой по стандартной технологии, затем последовательно наращивают эпитаксиальный слой р-типа проводимости толщиной 3,5 мкм с концентрацией легирующей примеси бора 1,0*10¹⁵ см^-3, который служит продолжением подложки, затем формируют эпитаксиальный слой n^-- типа проводимости толщиной 7,1 мкм с концентрацией легирующей примеси фосфора 1,0*10¹⁵ см^-3 и верхний эпитаксиальный слой n^- типа проводимости толщиной 4,4 мкм с концентрацией легирующей примеси фосфора 2,3*10¹⁵ см^-3. Формирование пленки кремния на кремниевой подложке проводили со скоростью роста 20 нм/мин при температуре 750°С, давлении 1,33*10^-5 Па и скорости подачи силана 14,3 см³/мин. Активные области транзистора и электроды к ним формировали по стандартной технологии. Изобретение обеспечивает повышение значений напряжения пробоя приборов, улучшение параметров и качества приборов, увеличение выхода годных. 1 табл.

Способ изготовления полупроводникового прибора, включающий подложку, процессы формирования n⁺ скрытого слоя, создания активных областей транзистора и эпитаксиального слоя, отличающийся тем, что формируют систему эпитаксии последовательным наращиванием слоев кремния: нижний эпитаксиальный слой р-типа с концентрацией легирующей примеси бора 1,0*10¹⁵ см^-3, средний эпитаксиальный слой n^- типа с концентрацией легирующей примеси фосфора 1,0*10¹⁵ см^-3, верхний эпитаксиальный слой n^- типа с концентрацией легирующей примеси фосфора 2,3*10¹⁵ см^-3.