Способ изготовления малошумящих высокочастотных транзисторов Советский патент 1993 года по МПК H01L21/331 

Изобретение относится к микроэлектронике и может быть использовано как при производстве интегральных схем, так и дискретных полупроводниковых приборов.

Известен способ изготовления малошумящих транзисторов, включающий формирование маскирующего покрытия и фотогравировку в нем, диффузию базовой примеси, удаление окисл:а с пластины, наращивание, эпитаксиальной п-пленки кремния толщиной б несколько Микрон с пбследуюЩйМ ее термическим окислением, во вновь образовавшемся окисле вскрытие базовых и 3MVitteprtbtx контактов и прЬёёдёниё последбеательно дополнительных операций диффузии ДЛИ созданий контакта -р к базе, расположенной в объёме кремния, и к эмиттеру-п в эпитаксиальном лслое.

Основным недостатком данного способа является наличие п/п эпитаксиального слоя Между п эмиттером и р-базой в объеме, на котором из-за накопления носителей терякзтся частотные свойства транзистора. Кроме того, при создании изолирующего покрытия, Г1 -эмиттера и р -контакта к базовой области, база транзистора увеличивается в двух направлениях за счет диффузии к поверхности и в объем. В базе образуете тормозящее пиле для неосновных носителей инжектируемых из эмиттера, что затрудняет создание 84 и СВЧ транзисторов.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является способ изготовлений малошумящих транзисторов, включающий формирование диффузией базовой области, эпитаксиэльиого пассивного эмиттера, контакта к базе и эмиттеру путем диффузии.

Недостаток известного способа в том, что диффузионный эмиттерный слой входит в область базы низколегированной частью, что не позволяет скомпенсировать примесь в базе. Наличие высокоомной области не позволяет создать ускоряющееполе в базе, что ограничивает частотные свойства транЗйЬтора и ухудшает шумовые характеристики на высоких частотах.

Целью изобретения является повышение предельной частоты, усиления при сохранении низ0го уровня Шумов.

Целъ достигается тем что после фбрмиррёания базовой области формируютдиффузией эмиттёрную область, кбторуй) ripi/i формировании эпйтаксиальнОго пассивного эмиттера и Последующих термообработках выводят к поверхности диффузией из объема, .; .

Изобретение поясняется фиг. 1,2,3.

На фиг.1 показана ниЗкоомная кремниевая подложка 1 с осажденной эпитаксиальной пленкой 2 много большего сопротивления. На пленке 2 выращен термический маскирующий окисел кремния 3 и через окна в нем сформована базовая область 4, а в ней и эмиттерная 5.

На фиг,2 окисел снят полностью и по всей поверхности пластины осаждена эпитаксиальная пленка 6, на которой повторно выращен термический окисел 7. Эмиттерная область, выходя на поверхность эпитаксиальной пленки, образует участок эмиттера 8.

На фиг.З к базе в обьеме полупроводникового тела показана контактная р диффузионная область 9. Между р областью 9 и эмиттером 8 остается участок 10 в эпитаксиальной Пленке 6, не залегированной в процессах диффузии.

В каждой из областей эмиттера 8 базы 9 вскрыты контактные окна и осуществлена металлизированная разводка 11.

Прим ер. На высоколегированную подложку (.001 Ом.см) осаждают еысокоомную (р 1-3 Ом.см)

.

пленку 2 эпитаксиального кремния того же п-типа проводимости. После этогО получают маскирующее покрытие 3 - путем окисления кремния в каомбинирогзанной среде сухого и увлажненного кислорода при

1200 С.. ,, . .

OoTOf равировкой в окисле 3 вскрывают окно и проводят базовую диффузию бора 4 (NSI 1 -10 ) термическим способом или ионным легированием. Далее в

области базь - диффузией фосфора (Ns2 5 10 см ) формируют мелкий эмиттер 5 (фиг,1). После Этого окисел 3 с пластины снимают полностью и на подложку осаждают эпитаксиальную (п-) пленку 6с концентрацией ниже базовой на 1,5-2 порядка.

На поверхности пленки вновь термическим окислением- кремния Создают маскиРУЮ1ЦИЙ от последующей диффузии окисла 7. В процессе эпитаксиального наращивания и этой термической операции скрытый фронт базовой 4 и эмиттернОй 5 диффузионной области движется как к поверхности пленки 6, так и в обьем 2 (фиг.2). Но поскольку поверхностная концентрация эмиттёрнрй Примеси , то значительно раньше к поверхности подходит ее фронт 8, тогда как часть п- эНитаксиального слоя 10, расположенная над базовой областью 4 вне активного эмиттра 5, 8, остается незалегированной базовой диффузией. По периметру скрытой базы 4 до смыкания проводят р диффузию бора 9 - вновь термическим способом или ионным легированием с высокой понёрхностной конценграцией (Ns2 110 см ). Тем самым уменьшается переходное сопротивление контакта между металлизированным слоем 11 и областью 9.

По данному способу в приповерхностном слое базовая 9 и эмиттерная 8 области разделены (п) слоем Ю. который вместе с (р контактом 9 устраняет поперечный базовый ток и поверхностную рекомбинацию. Сохраняется одно из основных преимуществ LIC-транзистора - устранение влияния поверхностных эффектов. И вместе с тем, в отличие от известного способа, где эмиттер входит в эпитаксиальную базу своей низколегированной частью, в предлагаемом способе расположение эмиттера неФормула из о б р е т е ни я

СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ МАЛОШУМЯЩИХ ВЫСОКОЧАСТОТНЫХ ТРАНЗИСТОРОВ, включающий формирование диффузи ей базовой области, эпйтакеиального пассивного эмиттера, контакта к базе и эмиттеру путем диффузии, отличающийся

посредственно от поверхности в базе сформированного до эпитаксиального наращивания пассивного эмиттера позволяет значительно повысить его эффективность и, уменьшив сопротивление базы, увеличить как усиление, так и частотные свойства транзистора из-за наличия дрейфового поля в базе при сохранении низкого уровня шумов.

10

(56) Новая структура биполярного транзистора. Электроника, русский перевод. 1974, с.З, N 13.

Патент Японии N 46-31164, кл. 99(5)Е2, опублик. 1971.

тем. что, с целью п6вуш(вния предельной частоты усиления при сохранений низкого

20 уровня шумов, после формирования базовой области формируют эмиттерную область, которую при формировании эггитаксиальногб пассивного змйттера и последующих термообработках выводят к

25 поверхности диффузией из объема.

.: V,:..- 1

S I /

7 S .

I I I I

ff 5

I /

/;

Фиг.З