Способ изготовления германиевых планарных транзисторов

Реферат

 

Изобретение относится к электронной технике, а именно к технологии изготовления полупроводниковых приборов. Цель - улучшение параметров и повышение выхода годных германиевых планарных транзисторов - достигается за счет того, что после проведения всех высокотемпературных операций по формированию транзисторных структур на поверхности Ge выращивают планку GeO2 толщиной 100 . После этого ее обрабатывают импульсом лазерного излучения длительностью 1 мс с плотностью энергии 6 104 Дж/м2. Выход годных возрастает на 13%. Основные параметры - обратный ток, коэффициент усиления тока базы, мощности и т. д. - улучшаются на 10-20%. 6 ил., 2 табл.

Изобретение относится к области электронной техники и может быть использовано при изготовлении германиевых сверхвысокочастотных планарных транзисторов. Цель изобретения улучшение параметров транзисторов и повышение выхода годных. На фиг. 1-6 представлены гистограммы параметров транзисторов, изготовленных по предложенному способу (сплошные линии) и по прототипу (пунктирные линии). Обозначения: h21э коэффициент передачи тока базы; к - постоянная времени цепи обратной связи транзистора; Iкбо обратный ток коллекторного перехода, Кур.обр коэффициент передачи мощности в обратном направлении; Кур коэффициент передачи мощности в прямом направлении; ур- диапазон регулирования коэффициента передачи мощности в прямом направлении. П р и м е р. Исходным материалом для изготовления транзисторов являются пластины германия с эпитаксиальным р-слоем с удельным сопротивлением 3 Ом см. Толщина эпитаксиальной германиевой пластины составляет 300 мкм. На исходную пластину германия наносится пленка двуокиси кремния (SiO2 пиролизом тетраэтоксисилана при температуре 650oC в вакууме. Толщина пленки SiO2 составляет 0,15 мкм. С помощью фотолитографии в пленке SiO2 вскрываются окна и проводится первая диффузия мышьяка для получения базовой области n-типа. В качестве источника диффузии используется порошок-диффузант, приготовленный из германия, легированного мышьяком. Диффузия проводится в потоке аргона при 655oС. Затем пиролизом тетраэтоксисилана в вакууме при Т 645oС наносится вторая пленка двуокиси кремния. Толщина второй пленки составляет 0,12 мкм. Для формирования n+-слоя в базовой области с помощью фотолитографии вскрываются во второй пленке SiO2 окна и проводится вторая (подконтактная) диффузия мышьяка при 710oС в течение 5 мин. Все дальнейшие операции по созданию транзисторных структур являются сравнительно низкотемпературными (Т 500oС), поэтому после операции "Вторая диффузия мышьяка" под первой пленкой SiO2 формируют переходный слой двуокиси германия. Для его формирования пластины подвергают термообработке в кислороде при температурах от 350 до 450oС, наличие подслоя GeO2 в системе Ge-SiO2 определяется путем оптических измерений методом многократного нарушенного полного внутреннего отражения, а его толщина контролируется эллипсометрическим методом. Лазерный отжиг пластин с системой Ge-GeO2-SiO2 осуществляется с помощью квантового генератора ГОСТ-301 на длине волны 1,06 мкм в режиме свободной генерации. Длительность импульсов лазерного излучения составляет 810-4 с, плотность энергии в импульсе (от 6 до 8) 104 Дж/м2. Результаты измерений электрофизических характеристик образцов пластин с системой Ge-GeO2-SiO2, подвергнутых технологическим обработкам, используемым при изготовлении транзисторов, и лазерному облучению, представлены в табл.1 и 2. При наличии подслоя GeO2 в системе Ge-GeO2-SiO2 толщиной менее 60 не удается с помощью лазерного облучения управлять зарядовым состоянием. Лазерная обработка системы Ge-CeO2-SiO2 оказывается эффективной для управления зарядовым состоянием системы и его стабилизации при толщинах подслоя GeO2 от 60 до 100 ангстрем. При облучении образца с системой Ge-GeO2-SiO2 с таким подслоем импульсами неодимового лазера с плотностью энергии (от 6 до 8) 104 Дж/м2 уменьшается встроенный заряд в окисле, а также гистерезис вольт-фарадных характеристик, окисел сохраняет зарядовую стабильность при длительном межоперационном хранении. При этом увеличивается до 50 мкс эффективное время жизни. Повышается и стабильность параметров транзисторов, в частности, Iкбо, h21э. Анализ параметров транзисторов ГТ-346, изготовленных данных способом, показал одновременное улучшение таких параметров, как коэффициент передачи тока базы h21э, постоянная времени цепи обратной связи транзистора к, коэффициенты передачи мощности в прямом Кур и обратном Кур.обр направлениях, диапазон регулирования коэффициента усиления по мощности Kур, ток Iкбр (см. фиг.1-6). При использовании способа процент брака снижается по h213 с 19,6 до 10,8% по Iкбо с 15,5 до 13,7% по Iэбо- с 11,7 до 9,4% Выход годных транзисторных структур на пластине увеличивается на 13% (Iэбо- тепловой ток эми

Формула изобретения

Способ изготовления германиевых планарных транзисторов, включающий создание на поверхности пластин германия диэлектрических покрытий, формирование активных областей с использованием высокотемпературных и низкотемпературных операций, создание оксида германия путем термообработки в кислороде, формирование контактных площадок, отличающийся тем, что, с целью улучшения параметров транзисторов и повышения выхода годных, окисел германия толщиной от 60 до создают после завершения всех высокотемпературных операций и непосредственно после создания окисла германия облучают поверхность пластин импульсами лазерного излучения миллисекудной длительности с длиной волны 1,06 мкм и плотностью энергии (от 6 до 8) 104 Дж/м2, причем температура низкотемпературных операций не превышает 500oС.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9

MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Номер и год публикации бюллетеня: 36-2000

Извещение опубликовано: 27.12.2000