Способ изготовления полупроводникового прибора

Способ изготовления полупроводникового прибора

Реферат

Изобретение относится к области технологии производства полупроводниковых приборов, в частности к технологии изготовления биполярных транзисторов с пониженными токами утечек.

Известен способ изготовления полупроводникового прибора [патент 5104829 США, МКИ H01L 21/02] формированием МОП полевого транзистора и биполярного транзистора для БиКМОП ИС. В слоях SiO₂/Si₃N₄/SiO₂ покрывающих Si-подложку, вытравливают два окна и диффузией As создают два n+ кармана. На n+ карманах выращивается утолщенный слой SiO₂ и в окне между ними проводят диффузию бора с образованием р+ кармана. Затем участки SiO₂ удаляют и всю структуру покрывают эпитаксиальным n -слоем. Далее над первым n+ карманом р+ карманом и вторым n+ карманом соответственно формируют р МОП - полевой транзистор, n МОП - полевой транзистор и n-р-n биполярный транзистор. В таких полупроводниковых приборах из-за низкой технологичности формирования изолирующих слоев образуется большое количество дефектов, которые ухудшают параметры структур

Известен способ изготовления полупроводникового прибора [заявка 2110937, Япония, МКИ H01L 21/331] формированием комплементарных биполярных транзисторных структур с изоляцией р-n переходом. Для подавления дислокационных розеток и, следовательно, утечек тока скрытые n+ слои формируют с различной концентрацией легирующей примеси. Сначала осаждают один слой силикатного стекла на открытые окна в окисле для легирования скрытых n+ слоев, затем этот слой стекла удаляют, осаждают окисел и вскрывают окна под скрытые слои для n-р-n биполярных транзисторов, осаждают второй слой стекла и проводят дополнительную загонку примеси в открытые окна. В результате получают скрытые слои n+ типа с разной степенью легирования и различной толщиной, выполняющие определенные функции для обеих типов биполярных транзисторов.

Недостатками способа являются: повышенные значения токов утечек; низкая технологичность; ухудшение электрических параметров.

Задача, решаемая изобретением: снижение значений токов утечек, обеспечение технологичности, улучшение параметров приборов, повышение надежности и увеличение процента выхода годных.

Задача решается созданием базовой области полупроводникового прибора путем диффузии бора из анодных оксидных пленок в кремнии при температуре 1473 К в течение 90 мин в потоке азота 1,2·10^-2 л/с.

Технология способа состоит в следующем. На пластинах кремния p-типа проводимости с удельным сопротивлением 10 Ом·см, ориентацией (111) формировали эпитаксиальный слой n-типа проводимости, формировали изолирующие области и базовую область. Создание базовой области полупроводникового прибора осуществляли путем диффузии бора из анодных оксидных пленок в кремнии при температуре 1473 К в течение 90 мин в потоке азота 1,2·10^-2 л/с. Формирование боросодержащих анодных оксидных пленок осуществляли на установке с вакуумной присоской в боратном электролите с нитратной электропроводящей добавкой с массовой долей H₃BO₃ 10% при температуре электролита 293 К и постоянной плотности тока 100 А/м², а затем до десятикратного уменьшения плотности тока. Затем формировали области эмиттера и коллектора по стандартной технологии.

По предлагаемому способу были изготовлены и исследованы приборы. Результаты обработки представлены в таблице 1.

Экспериментальные исследования показали, что выход годных полупроводниковых приборов на партии пластин, сформированных в оптимальном режиме, увеличился на 13,5%.

Технический результат: снижение токов утечек, обеспечение технологичности, улучшение параметров структур, повышение надежности и увеличение процента выхода годных.

Стабильность параметров во всем эксплуатационном интервале температур была нормальной и соответствовала требованиям.

Предложенный способ изготовления полупроводникового прибора путем создания базовой области транзистора диффузией бора из анодных оксидных пленок в кремнии при температуре 1473 К в течение 90 мин в потоке азота 1,2·10^-2 л/с позволяет повысить процент выхода годных приборов и улучшить их надежность.

Способ изготовления полупроводникового прибора, включающий кремниевую подложку, эпитаксиальный слой, процессы легирования, отличающийся тем, что базовую область создают формированием боросодержащих анодных оксидных пленок в боратном электролите с нитратной электропроводящей добавкой с массовой долей H₃BO₃ 10% при температуре электролита 293 К и постоянной плотности тока 100 A/м², а затем до десятикратного уменьшения плотности тока с последующей диффузией бора из анодных оксидных пленок в кремний при температуре 1473 К в течение 90 мин в потоке азота 1,2·10^-2 л/с.