Способ изготовления кремниевых магниточувствительных транзисторов Советский патент 1993 года по МПК H01L21/263 

Изобретение относится к технологии маг- ниточувствительных полупроводниковых приборов и может быть использовано при изготовлении магниточувствительных транзисторов, в которых в качестве магниточувст- вительного параметра используется изменение коллекторного тока транзистора при приложении магнитного поля.

Цель изобретения - увеличение магни- точувствительности и улучшение воспроизводимости параметров.

Поставленная цель достигается тем, что облучение магниточувствительных транзисторов производится- на последней стадии изготовления, перед герметизацией, потоком электронов дозой 1013-3 1013 см с энергией 4-10 МэВ с последующим отжигом при 480-520 К в течение 2-3 ч. .

Магниточувствительность транзистора в схеме с общим эмиттером определяется как

.

w2

где - подвижность неосновных носителей в базе; В - величина магнитного поля; Lp - диффузионная длина неосновных носителей в базе; W0 - длина базы транзистора.

Облучение электронами приводит к уменьшению концентрации примесных рассеивающих центров и, как следствие, к увеличению диффузионной длины Lp. а значит, и S, Причем для транзисторов, у которых Lp было больше до облучения, она увеличивается после облучения на меньшую величину, а у транзисторов с меньшим значением Lp до облучения она увеличивается после облучения на большую величину.

Для осуществления данного процесса необходимо образование незначительной концентрации радиационных дефектов и наличие ионизации. Таким образом, облучение электронами позволяет повысить магни- точувствительность. Кроме того, облучение электронами не требует дорогостоящего оборудования, непродолжительно по времени и технологически несложно.

Ё

00

о со XI

Сл

Образцы магниточувствительных транзисторов изготавливались из кремния п-ти- па с исходным удельным сопротивлением 1 Ом м по стандартной пленарной технологии. Глубина залегания эмиттера и коллектора 2,5 мкм, Концентрация основной примеси в эмиттере 1020 . После сборки кристаллов магниточувствительных транзисторов в корпуса измерялась зависимость тока коллектора от прилагаемого магнитного поля и определялась магниточувствительность. Облучение образцов проводилось на линейном ускорителе Электроника. После проведения отжига магниточувствительных транзисторов снова измерялась зависимость тока коллектора для тех же значений прилагаемого магнитного поля, что и до облучения. Затем определялась магниточувствительность.

Режимы облучения и отжига определяли экспериментально.

На чертеже приведены зависимости магниточувствительности от величины потока электронов. Как следует из результата эксперимента, для магниточувствительных транзисторов существует оптимальная доза электронов, равная 3 10 см , При дозах свыше 3 1013 происходит уменьшение, диффузионной длины Lp в базе транзистора вследствие возрастания концентрации радиационных дефектов и образования областей разупорядочения, магниточувствительность уменьшается. Из зависимости на чертеже также видно, что разброс значений магниточувствительности после облучения уменьшается, т.е. улучшается воспроизводимость параметров магнитотранзисторов.

Обнаружено, что для магниточувствительных транзисторов существует минимальное значение энергии, равное 4 МэВ, ниже которого электроны в меньшей степени воздействуют на магниточувствительные параметры транзисторов. Использование энергии более 10 МэВ технологически нецелесообразно.

Температура отжига 480 К выбрана из тех соображений, что при меньших температурах отжиг малоэффективен, а при температурах выше 520 К в структуру полупроводника

вводятся дефекты, что ухудшает параметры р - п-перёхода.

Экспериментально установлено, что при длительности отжига менее 2 ч рост магниточувствительности снижается. Уве

личение продолжительности отжига свыше

3 ч неопределенно увеличивает длительность технологического цикла.

Формула изобретения Способ изготовления кремниевых магниточувствительных транзисторов, включающий формирование структуры транзистора и герметизацию, отличающийся тем, что, с целью увеличения магниточувстритель- ности и улучшения воспроизводимости

параметров; перед герметизацией последовательно проводят облучение структуры электронами с энергией не менее 4 МэВ, дозой (1013-3 1013) и отжиг при темре- ратуре (480-520)К в течение времени не менее 2 часов.

10

15 МО 3 3-Ю13 35Ш 3 Ј Ю(3 ;

Использование: технология изготовления магниточувствительных и других полупроводниковых приборов. Сущность изобретения: магниточувствительные транзисторы облучают до герметизации потоком электронов дозой 1013-3 10 с энергией не менее 4 МэВ, а затем обжигают при 480-520 К в течение не менее 2 ч. 1 ил.