способ изготовления полупроводникового прибора

Формула изобретения

Способ изготовления полупроводникового прибора, включающий кремниевую полупроводниковую пластину с эпитаксиальным слоем, в которой формируется базовая и эмиттерная области, отличающийся тем, что низколегированную базу формируют имплантацией бора ионным легированием области базы дозой 8-10 мкКл·см^-2 , энергией 120-170 КэВ с последующей загонкой бора при температуре 600-1250°С в течение 6-12 ч.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области технологии производства полупроводниковых приборов, в частности к технологии изготовления мощных высоковольтных транзисторов.

Известен способ изготовления полупроводникового прибора, включающий предварительную термическую диффузию в базу примеси того же типа, что и базовая примесь, но с очень малой поверхностной концентрацией [1]. В полупроводниковые приборы, изготовленные таким способом, вносятся дополнительные структурные нарушения, которые ухудшают параметры полупроводниковых приборов.

Известен способ изготовления полупроводникового прибора, включающий проведение операции диффузии алюминия или галлия для создания низколегированной базы транзистора [2]. Недостатками этого способа являются:

- сложность технологического процесса;

- плохая технологическая воспроизводимость;

- низкий процент выхода годных.

Целью изобретения является создание полупроводникового прибора с низколегированной базой, обеспечивающее технологичность, улучшение параметров, повышение надежности и увеличение процента выхода годных.

Поставленная цель достигается тем, что в процессе производства полупроводниковых приборов низколегированную базу создают имплантацией бора ионным легированием дозой 8-10 мкКл·см^-2, энергией 120-170 КэВ с последующей загонкой бора при температуре 600-1250°С в течение 6-12 часов.

Проведение имплантации бора ионным легированием с последующей загонкой уменьшает плотность дефектов, что ведет к улучшению параметров полупроводниковой структуры.

Отличительными признаками способа являются создание низколегированной базы имплантацией бора ионным легированием и температурный режим процесса.

Технология способа заключается в следующем: в полупроводниковую структуру с эпитаксиальным слоем (35-40) КЭФ-7,5 формируют низколегированную базу имплантацией бора ионным легированием дозой 8-10 мкКл·см ^-2, энергией 120-170 КэВ с последующей загонкой бора при температуре 600-1250°С в течение 6-12 часов. Далее полупроводниковый прибор изготавливают по стандартной технологии.

Сформированная транзисторная структура имела: глубину низколегированной базы 10-12 мкм; глубину базы 6-6,5 мкм; глубину эмиттера 5-5,5 мкм.

По предлагаемому способу были изготовлены и исследованы полупроводниковые приборы. Результаты измерений параметров полупроводниковых приборов представлены в таблице.

Таблица.
	Uкб, B	Uкэн, В	Uкэо, B	I эбо, мА	Uкб, B	Uкэн, В	Uкэо, В	I эбо, мА
№	Параметры приборов, изготовленных по стандартной технологии				Параметры приборов изготовленных по предлагаемой технологии
1	420	1.24	280	0.32	490	1.12	330	0.2
2	395	1.35	265	0.45	452	1.16	305	0.15
3	446	1.16	293	0.27	481	1.04	318	0.17
4	403	1.17	279	0.4	454	1.03	306	0.1
5	450	1.04	300	0.43	510	0.98	345	0.13
6	422	1.07	284	0.26	448	1.02	298	0.16
7	427	1.02	290	0.29	450	0.95	301	0.2
8	450	1.15	302	0.45	515	1.02	348	0.15
9	405	1.32	270	0.34	456	1.15	310	0.14
10	435	1.27	298	0.39	523	1.09	352	0.19

Экспериментальные исследования показали, что выход годных полупроводниковых структур на партии пластин, сформированных в оптимальном режиме, увеличился на 20%.

Из анализа полученных данных следует, что разработанная технология, включающая имплантацию бора ионным легированием области базы дозой 8-10 мкКл·см^-2, энергией 120-170 КэВ с последующей загонкой бора при температуре 600-1250°С в течение 6-12 часов, позволяет:

- обеспечить высокую технологичность и легкую встраиваемость в стандартный технологический процесс изготовления полупроводникового прибора;

- улучшить параметры полупроводникового прибора;

- повысить процент выхода годных;

- сократить сроки изготовления полупроводникового прибора.

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

Предложенный способ изготовления полупроводникового прибора путем формирования низколегированной базы имплантацией бора ионным легированием области базы дозой 8-10 мкКл·см^-2 , энергией 120-170 КэВ с последующей загонкой бора при температуре 600-1250°С в течение 6-12 часов позволяет повысить процент выхода годных приборов и улучшить их надежность.

Источники информации

1. Патент №1523012, кл. H 01 L 29/72, Великобритания.

2. Фесюк К.Л., Страков В.В., Фирсов В.И. и др. Исследование и разработка процесса диффузии галлия для создания базы высоковольтных кремниевых приборов. Сб. Технология полупроводниковых приборов, Таллин, 1982. с.151 [прототип].