Способ изготовления планарных @ -переходов Советский патент 1993 года по МПК H01L21/22 

Изобретение относится к микроэлектронике и предназначено для использования при изготовлении высоковольтный планарных транзисторов и интегральны( микросхем. ;/:--/.. ::;;;:;: : V. ; .- Одним из основных параметров высоковол)атных планарнМхтранзисторов является пробивное напряжение р-п-перехода.

Известно, что реальный планарный коллекторный р-п-переходоблада(эт пониженным напряжением пробоя по сравнению с идеальным ступенчатым р-п-пе еходом с той же концентрацией примеси в высокоомной области. Это сеязано с особенностями планарнойтехнЬлогии.-При этом значительное влияние на снижение напряжения пробоя оказывает искривление р-п-перехода.

Известен способ изготовления вцсокОвольтного плйнарного транзистора, предусматривающий создание базовой и эмиттерной областей, а также так называемьгх делительных Диффузионных колец, расп6лож:енных вокруг коллекторного

перехода,: -.; -: . :/.v-:/..v;;.-;.: -:-;-;;/-; .. :. При некотором обратном напряжении

смещения, близком к напряжению пробоя центральнбй части структуры, граница объемного зйрйда смыкается с внутренним контуром д0литёпьногЬ кольца. Дальнейшее увеяичёййё обратного напряжения к пробрю не приводит, так как p-ri-перёход, образо19 Нный делительным кольцом, дает сйой обедненный слой, который смыкается с oбёjйlrtieнным слоем основного р-п-перехода. При йтом, если плоский участок основного р-п-)Е ерех6да имеет достаточный запас по пробивному нагтряжёнию, пробой структуры с Jpsлитёльны кольцом наступит лишь Нри у,с{1 Ьеййи напряжения, поданного в момент включения кольца. . - Наиболее близким техническим pe ieниём является способ изготовления планарнь1Х р-п-перёхрДОв, включающий создание в переходном полупроводниковом теле одното типа Проводимости области противоположного т-ипа проводимости путем диффузии через маску.

Способ предусматривает создание базовой области, змиттерной области, расшйренного базового электрода и металлических электродов, расположенных на окисле, перекрывающих р-п-переходы и имеющие электрический контакт с делительными кольцами. Этот способ обладает повышенной сложностью, так как предусматривает дополнительные операции фотолитографии и диффузии. Кроме того, структура занимает большую площадь.

Целью изобретения является увеличение пробивного нппряжения р-п-переходов,

Поставленная цель достигается тем, что после создания диффузионной области ее среднюю часть вытравливают,оставляя только часть боковой диффузии, после чего проводят разгонку примеси, а затем среднюю часть исходного полупроводникового тела легируют через то же ркно в маске примесью, создающей противоположный

подложке тип проводимости. ;;

0 В результате такой последовательности операций обеспечивается конфигурация рп-перехода, обладающего повышенным пробивным напряжением. Двойное легирование базовой области в большей степени

5 периферийной ее части и, keic обычно, цент-3ральной ее части, осуществляемое в один

фотолитографический прием, позволяет, . кроме того, уменьшить уровни обратных токов р-п-переходов. При изготовлении конкретной транзисторной структуры таким способом можно изготавливать переход.

:На фиг.1-5 показаны этапы изготовления р-п-перехода., / ; ; 5 На исходной монокристаллической пластине 1 создают окисную маску 2, а затем диффузией через окно 3 создают область 4 п ротивоположного типа проводимости (см, фиг.1). Среднюю часть этой области вытрабО яивают через то же окно 3, оставляя только участок 5 боковой диффузий (см. фиг.2). После этого проводят термообработку, осущеЧствляя разгонку примеби, р-п-переход приобретает конфигурацию; показанную на

5 фиг.З. Затем в то же окно 3 в маске 2 из окисла проводят легирование средней части п|римесью, создающей область б противоположного типа проводимости (см. фиг.4). Далее нанесением металла создают контакт 7

0 ксформировагннойобласти5, 6.

Пример. Полупроводниковый материал кремнИй, поверхность пластин которого сориентирована & кристаллографической плоскости 100, подвергают термическому

5 окислению. Режим - комбинированная среда увлажнённого и сухого кислорода. Т 1 tOO-1200°C. 8 выращенном термическом окисле SI02 толщиной, достаточной для маскирования от последующих операций травления и диффузии, фотографировкой через светогувствительный слой резиста создают рисунок с прямоугольной геометрией 3. Взаимно перпендикулярные границы вскрытых окон совпадают с направлением

5 кристаллографических осей плоскости 100. Во вскрытое а маскирующем окислен 2 окно 3 проводят мелкую диффузию (х «1 мк) примеси р-типа 4 противоположной проводимости кремниевой подложки 1 п-типа (см. фиг.1). Например, в SI n-типа сопротивлением ( 3 ом СМ проводят термическую диффузию бора из борного ангидрида ВаОз, Т 1080°С, t 20 мин. X 1 мк. в присутствии подкисляющего кислорода. После первой стадии диффузии снимают боросиликатное стекло (БСС) в травйтеле HF : H20:(1:iO) а течение 10-20 с. Далее, в травйтеле (100 мл гидразина на 50 мл воды при 100°С) прово-; дятанизр1ропное вытравлийание диффузионного слоя 4 (см. фиг.2). Оставшийся участок бокового диффузоинного фронта 5 внеокисляющей инертной среде прйтемлературё Тт 1100°.С, t 60 мин дополнительно разгоняют в своей глубине (см. фиг.З). Эту термическую операцию можно не проводить, если вполне недостаточно и существующей глубины залегания диффузионного фронта,-.; . v : , ::. С-v. -/;:;:.; , Термическим способом, но предпочтительнёе имплант1ацией (при наличии V-образных фигур травления) прОводят формирование диффузионной области 6 Формул а изобретения :; : criofebe ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПШАНАРНЫХ р - n-FiEFвходов, включающий создание в исходном полупроводниковом теяе одного ;типа проводимости области противололр)цногЬ типа проводимости путем Диффузии Через маску, отличающийся тем, что, с целью увеличения прибивного напряжения р - л-перёхолов, послё .созда- ;ч;.. .,--.,..-. ..-. ,.,.. о (см. фиг,4). При ЭТОМ происходит смыкание боковой части 5 диффузионного слоя с участком 6. После чего следует термическая активация имплантированной примеси и. при необходимости, увеличение глубины диффузионного слоя 5, 6.{г .. у Если геометрические размеры окна 3 достаточно велики, то в предварительно вы-ращенном з;ащитнрм пркрь1тий при дальнейшей диффузии слоя 6, 7 средствами фотолитографии вскрывают контактные окНа и прободят по ним металлизированную разводку 7 (см. фиг,5). ; - . . ;Подобный способ ф6|рмиррванйя планарного р-п-перехрд усиленный более развитой боковой диффузией, наиболее эффективен присоздании сверхузких в геометрическом плане элементов, например змйттеровр З мк). : : ;; (56) Патент Японии Ыг 4о-;12739, кл. 99(5) Е2, опублик. 1965,/ : Патент 1понии № 40-151139, |(л. 99)Е2, опублик. 1965/ Л :- . ИИ диффузионной Области ее среднюю асть вытравливают, оставляя часть бокоой диффузии, после чего проводят разгону примеси; а затем среднюю часть исходого полупроводникового тела легируют ерез то же Окне в MiacKe примесью, созда1цей проти1зоположнЦ1й поДложкё тип роводимости, ,,:- ::: :.-, /Л: ;-. :./

ff}tje.f

tflut.2

3S2

//

.r;-«Oi/j.;«-::: --,--:: : -:-;:--:

.

(put-у

//////////97.