Способ изготовления полупроводникового прибора Российский патент 2020 года по МПК H01L21/265 

Изобретение относится к области технологии производства полупроводниковых приборов, в частности к технологии изготовления кремниевого биполярного n-p-n-транзистора с пониженными токами утечки.

Известен способ изготовления полупроводникового прибора [Патент №5163178 США, МКИ H01L 29/72] с латеральной структурой. Тип проводимости подложки соответствует типу проводимости области базы прибора. Эмиттерный и коллекторный электроды создают путем локального легирования поверхности подложки через окна, сформированные с использованием фотолитографии, ширина базы определяется расстоянием между легированными областями. Затем проводят повторный процесс легирования удаленных от базы частей электродов эмиттера и коллектора, повышая в них концентрации легирующих примесей. При такой технологии изготовления увеличиваются радиационные дефекты, повышается дефектность структуры и ухудшаются электрические параметры изделий

Известен способ изготовления полупроводникового прибора [Патент №5111266 США, МКИ H01L 29/167] в котором эмиттерная область имеет более высокий уровень легирования, чем базовая, причем концентрация носителей превышает предел растворимости этой примеси в кремнии. Уровни этих концентраций выбраны таким образом, что разница в концентрации носителей в эмиттерной и базовой областях существенно снижается с ростом концентрации примесей в базовой области.

Недостатки способа - повышенные значения тока утечки, высокая плотность дефектов, низкая технологичность.

Задача, решаемая изобретением: снижение токов утечек, обеспечение технологичности, улучшение параметров приборов, повышение качества и увеличение процента выхода годных.

Задача решается формированием области базы путем ионного внедрения бора нелегированного поликристаллического кремния с энергией (25-30) кэВ, дозой 4*10¹⁴-3*10¹⁵ см^-2, с последующей термообработкой в атмосфере азота в два этапа: сначала при температуре 950°С в течение 50 мин, затем при температуре 1100°С в течение 120 мин, с последующим отжигом в течение 3 мин в атмосфере водорода при температуре 850°С.

Технология способа состоит в следующем: на пластинах кремния n-типа проводимости с удельным сопротивлением 4,5 Ом*см, ориентацией (111), после формирования нелегированного поликристаллического кремния по стандартной технологии, проводили ионное внедрение бора с энергией (25-30) кэВ, дозой 4*10¹⁴-3*10¹⁵ см^-2, с последующей термообработкой в атмосфере азота в два этапа: сначала при температуре 950°С в течение 50 мин, после при температуре 1100°С в течение 120 мин. Затем проводили отжиг в течение 3 мин в атмосфере водорода при температуре 850°С. Контакты к областям базы, коллектора и эмиттера 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 15,7%.

Технический результат: снижение токов утечек, обеспечение технологичности, улучшение параметров структур, повышение качества и увеличения процента выхода годных.

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

Изобретение относится к области технологии производства полупроводниковых приборов, в частности к технологии изготовления кремниевого биполярного n-p-n-транзистора с пониженными токами утечки. Способ изготовления полупроводникового прибора путем ионного внедрения бора в нелегированный поликристаллический кремний с энергией (25-30) кэВ, дозой 4*10¹⁴-3*10¹⁵ см^-2, с последующей термообработкой в атмосфере азота в два этапа: сначала при температуре 950°С в течение 50 мин, затем при температуре 1100°С в течение 120 мин, с последующим отжигом в течение 3 мин в атмосфере водорода при температуре 850°С. Техническим результатом изобретения является снижение токов утечек, обеспечение технологичности, улучшение параметров приборов, увеличение процента выхода годных. 1 табл.

Способ изготовления полупроводникового прибора, включающий формирование на пластине кремния n-типа проводимости с удельным сопротивлением 4,5 Ом*см ориентацией (111) нелегированного поликристаллического кремния, формирование областей коллектора, эмиттера, базы, отличающийся тем, что область базы формируют путем ионного внедрения бора в нелегированный поликристаллический кремний с энергией (25-30) кэВ, дозой 4*10¹⁴-3*10¹⁵ см^-2, с последующей термообработкой в атмосфере азота в два этапа: сначала при температуре 950°С в течение 50 мин, затем при температуре 1100°С в течение 120 мин, с последующим отжигом в течение 3 мин в атмосфере водорода при температуре 850°С.