Способ изготовления биполярных транзисторов

Способ изготовления биполярных транзисторов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ БИПОЛЯРНЫХ ТРАНЗИСТОРОВ, Езключающий окисяение полупроводниковой подложки, фотогравировку зоны охранного кольца по периферии базы транзистора, диф фузию для со.чдания дополнительной области глубокозалегающего охранного кольца одинакового типа проводимости с базовой областью, удаление легированного окисла и создание нового «гша.ЙГ;,,/ 1SS1S 1 слоя маскирую1цего окисла, фотогравировку области базы, диффузию базы, удаление легированного окисла и создание нового слоя маскирующего окисла , фотогрявировку области эмиттера, диффузию эмиттера, фотогравировку контактов к безе и эмиттеру, создание металлизации, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью поаышения процента выхода годных изделий,после окисления подложки на нее наносят нитрид кремния, проводят фотограеировку по нитриду кремния, оставляя его на области базы, осу1цествляют локальное окисление подложки, удаляют слои нитрида кремния и нижележащего окисла, повторно окисляют повер сность открытого кремния до окисла 0,lf-0,17 мкм, проводят диффузию для создания охранного кольца, затем удаляют последний слой окисла с области базы и ведут ее легированиео

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

<5п5 Н 01 L 21/331

ОПИСАНИЕ ИЗОЬРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬС1 ИУ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) (21) 332.6786/25 (22} 05,08.81 (6) 15 07.93 Бюл. Р 26 (72).A.È,Kðàñíoæoí и Н.И.Сухоруков (56) Авторское свидетельство СССР

Р 705921, кл, Н 01 L 21/02, 1979.

4octzberger А,, Donalcl В. Avalan-. сне еЛесСs in Silicon p-n junotions.

Structurally perfect Junotions.

J,Àðð1. Phys, 1963, v. 3.4, И б, р. 1591-1600. (54) (57) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ БИПОЛЯРННУ ТРАНЗИСТОРОВ, включающий окис- ление полупроводниковой подложки, фотогравировку эоны охранного кольца по периферии базы транзистора, диффузию для создания дополнительной области глубокозалегающего охранного кольца одинакового типа проводимости с базовой областью, удаление легированного окисла и создание нового ю

Изобретение относится к микроэлектронике, в частности к технологии изготовления биполярных транзисторов.

Известен способ изготовления мощных. ВЦ транзисторных структур, включающий диффузию контактной примеси в полупроводниковую подложку через маскирующее покрытие, создание в маскирующем покрытии окна под диффузию базовой и эмиттерной примесей, диффузионное легирование для созпания базовой, а затем эмиттерной областей, причем диффузию контактной примеси

Ä:,5U, „1010994 А1 слоя маскирующего окисла, фотогравировку области базы, диффузию базы, удаление легированного окисла и создание нового слоя маскирующего окисла, фотогравировку области эмиттера, диффузию эмиттера, фотогравировку . контактов к базе и эмиттеру, создание металлизации, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения процента выхода годных изделий, после окисления подложки на нее наносят нитрид кремния, проводят фотогравировку по нитриду кремния, оставляя его на области базы, осуществляют локальное окисление подложки, удаляют слои нитрида кремния и нижележащего окисла, повторно окисляют поверхность открытого кремния до толщины окисла

0,14-0,17 мкм, проводят диффузию лля соз 1ания охранного кольца, затем удаляют последний слой окисла с области базы и ведут ае легирование, осуществляют в окислительной атмосфере до поверхностной концентрации одного порядка с концентрацией на гра" нице перехола эмиттер-база, а окно под диффузию. базовой и эмиттерной примесей выполняют. смыкающимся с окном под контактную -диффузию или частично его перекрывающим. При этом в случае смыкающихся окон под контакт-. ную и базовую диффузии, изготовленных с помощью двух фотолитографических операций, - окон под базу в окисле кремния и окон под контактную базу в нитриде кремния - создают с приме101099« нением двух маскирующих слоев (окисла и нитрида кремния) область контактной (пассивной) базы, по своим очертаниям аналогичную охранному кольцу и повышающую пробивное напряжение перехода коллектор-база. Однако применение двух фотогравировок для создания охранного кольца в виде контактной базы слишком сложно и требует достаточной ширины для осуществления с ней контакта в виде проволочных выводов.

Из известнь<х наиболее близким по технической сущности является сгособ изготовления биполярных транзисторов, включающий окисление полупроводниковой подллн<ки, фотогравировку зоны охранного кольца по периферии базы транзистора„ диффузию для создания дополнительной области глубокозалегающего охранного кольца одинакового типа проводимости с базовой областью, удаление легированного окисла и создание нового слоя маскирующего окис- 25 ла, фотогравировку области базь1, диффузию базы, удаление легированного окисла и создание нового слоя маскирующего окисла, фотогравировку области эмиттера, диффузию эмиттера, фото- 30 гравировку контактов к базе и эмиттеру, создание металлизации.

Недостатками этого способа являются дополнительная фотолитографическая операция для создания зоны охранного кольца, приводящая к уменьшению выхода годных приборов за счет дефектов фотолитографии, и увеличение площади одного транзистора за счет зоны охранного кольца с размерами, ограни- 4О ченными возможностями Фотолитографии, g-30 мкм.

Целью изобретения является повышение процента выхода годных изрелий.

Поставленная. цель достигается тем, 45 что в способе, включающем окисление полупроводниковой подложки, фотогравировку зоны охранного кольца rlo периферии базы транзистора, диффузию для создания дополнительной об-. ласти.глубокозалегающего охранного кольца одинакового типа проводимости с базовой областью, удаление легированного окисла и создание нового слоя маскирующего окисла, фотогравировку области базы, диффузию базы, удаление 5S легированного окисла и создание нового слоя маскирующего окисла, фотогравировку области эмиттера, диффузию эмиттера, фотогравировку контактов к базе и эмиттеру, создание металлизации, после окисления подложки на нее наносят нитрид кремния, проводят фотогравировку по нитриду кремния, оставляя его на области базы, осуществляют локальное окисление подлон<ки, удаляют слои нитрида кремния и нижележащего окисла, повторно окисляют поверхность открытого кремния до толщины окисла 0,14-0,17 мкм, проводят диффузию для созДания охранного кольца, затем удаляют последний слой окисла с области базы и ведут ее легирование.

На фиг,1-6 изображены этапы изготовления кремниевых бипопярных транзисторов, На фиг„1 изображена кремниевая подложка 1 со слоем окисла 2 и участками нитрида кремния 3, стравляемыми на областях базы будущего транзистора, на < иг.2 - подложка 1 после локального окисления с образованием толстого окисла Й, на фиг. 3 - подложка 1 после удаления слоев окисла

2 и нитрида кремния 3, части окисла

Ч, создания путем окисления слоя маскирующего окисла 5 на областях базы будущего транзистора с образованием по периферии базовой области переходного слоя "белой полосы" 6 и последующего формирования методом ионного легирования или диффузии областей охранного ксльца 7 типом проводимости, противоположным типу проводимости подложки, на фиг.4 - подложка 1 с удаленным слоем окисла 5, насыщенным диффузантом, а также областей

"белой полосы" 6 с последующим легированием области базы 8 транзистора, на фиг.5 - кремниевая подложка 1 после создания окисла 9 и проведения фотогравировки с образованием окон 10 оор диффузию области эмиттера 11 и последующего формирования защитного окисла 12, на фиг.6 - подложка 1 со сйормированными областями базы Й, охранных колец 7, эмиттера 11, контактных окон 13 к эмиттеру и 1ч - к базе и металлизации эмиттера 15 и базы 16, При этом за счет меньшей маскирующей способности области переходного слоя "белой полосы" 6 и номинально подобранной толщины маскирующего слоя окисла 5 происходит локальное, по периферии области базы, легирование

10109

5 подложки с образованием охранного

1 кольца 7. Одновременно окисление кремния при образовании слоя 5 совместно с легированием слоя 5 при создании зоны. охранного кольца 7 позволяет полностью удалять переходный .слой—

"белую полосу" .6.. Толщина окисла 5 должна быть в пределах 0,1»»-0,17 мкм, поскольку толщина окисла менее tO

0,14 мкм не обеспечивает эффективного маскирования при ионном легировании при создании области охранного кольца. При получении толщины окисла

5 более 0,17 мкм уменьшается соотно- 16 шение маскирующих способностей окис- ла 5 и "белой полосы" 6. Таким образом исключается необходимость специальной г»отогравировки для создания зоны охранного кольца, Пример. Кремниевую подложку 1 и-типа проволимости окисляют до получения окисла 2 толщиной 200 нм и наносят слой нитрида 3 толщиной 70 нм.

После проведения фотогравировки области базы по нитриду кремния 3 проводят локальное окисление кремния при температуре 1100 С в комбинированном режиме (кислород сухой -.кислород влажный - кислород сухой) до толщины окисла 4», равной 0,6-0,Е мкм.

После удаления маскирующего от окисления участка нитрида кремния и нижележащего тонкого окисла кремния

9l» 6 подложку повторно окисляют в сухом кислороде при 1000 С {200 мин) до толщины окисла 0,15 мкм. Толщина толстого окисла составляет 0,3-0,4 мкм.

Создание зоны охранного кольца проводят путем ионного легирования бором с энергией до 30 кэВ и дозой

600 мкКл с последующей дийфузией ("разгонко"" бора) при 1150 С 3 часа в Ar. После этого удаляют слой маскирующего окисла совместно с зонами переходного окисла (" белой полосы") и проволят необходимое легирование области базы бором при 1150 С, затем удаляют легированный бором окислил.

Далее идет обычный процесс »»»орМ»»рования маскирующего слоя при т

= 1150 С в сухом и влажном кислороде, йотогравировки области эмиттера, дий »узии »»осфора из РС1 при Т =

= 1050 С и последующей термообработки во влажном кислороде при Т=9Я С для создания областей эмиттера, фотогравировки областей контактов к эмиттеру и базе и создания металлизации.

Предлагаемый способ позволяет увеличить выход годных биполярных тран- зисторов за счет устранения Фотолитогра»»ической операции по созданию охранного кольца и связанных с нею потерь. (Риг i

101 099ч

Редактор Г,Берсенева Техрел И,Иоргентал Корректор И,С1макова

»«««««««««««» 4»

« «»

Заказ 2 836 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д, 4/5

» «

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул. Гагарина, 101