Способ повышения коэффициента усиления по току кремниевых диффузионных р—р-л-транзисторов

Номер патента: 240852

Авторы: Берников, Никонов, Носиков, Пресс, Ржанов

ZIP архив

Текст

О П И С А Н И Е 240852ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических РеспубликЗависимое от авт. свидетельствал. 21 д, 11/ 141136/26-25) явлено 18.11.196 с присоединением заявкиПриоритетОпубликовано 01,1 К 1969. Бюллетень13Дата опубликования описания 25 Х 111.196 1 ПК Н 011 Комитет оо деламизооретений и открыти 621.382,002 (08 ори Совете Министра СССРАвторыизобретения рников, А. С. Никонов Ф есс, Г, В. Ржанов, М. АиС.В,Но ел. 1 тф.1 ья Й 1 Йд П,т.ТГ 11 ТГО- ТЕХБИЧЕСКАЯ явител ПОСОБ ПОВЫШЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА УСИЛЕНИЯ ПО ТОКУ КРЕМНИЕВЫХ ДИффУЗИОННЫХ р - р - и-ТРАНЗИСТОРОВСпособ повышения коэффициента усиления по току кремниевых диффузионных р - и - ртранзисторов известен.Термообработка при изготовлении диффузионных кремниевых транзисторов резко сокращает жизнь неосновных носителей, вследствие чего ухудшаются усилительные свойства. Для устранения этого явления в производстве и - р - и кремниевых транзисторов широко используется способ геттерирования примесей, сокращающих жизнь носителей, Геттерирование обеспечивается жидкой фазой Р.О-, которая создается на,поверхности кремния в период проведения диффузии для создания перехода эмиттер - база.В ,производстве р - и - р кремниевых диффузионных транзисторов с той же целью может использоваться жидкий слой ВзО однако геттерирование с помощью В.О, менее эффективно, нежели Р.О;, требует более высоких температур и более длительно. Кроме того, присутствие ВвО, в пассив ирующем окисле не повышает стабильности приборов, как в случае РзОо.Предлагаемый способ позволяет улучшить усилительные свойства р - и - р кремниевых диффузионных транзисторов в условиях, позволяющих применять более эффективный геттер Ре 05, ранее применявшийся, как указано выше, только для структур типа и - р - и. Это достигается нанесением на пластинку кремния геттера РзО; на стадии готовой транзисторной структуры, например, после изготовления контактных окон в окисле.Однако из-за диффузии фосфора в областьэмиттера хгожет возникнуть паразитный и-слой. Чтобы устранить вредное влияние этого слоя, увеличивают площадь эмиттерного контактного окна (методами фотолитографии), обеспечивая таким образом (прп последующей металлизации) контакт наносимого металла со свободным от паразитного слоя кремнием и закорачивание паразитного и - р перехода, В определенных случаях необходимость в этой операции отпадает, так как паразитный слой уничтожается прп вплавлении контакта.Данный способ позволяет уменьшить продолжительность и температуру геттерирова ния обработки готовых транзисторных структур в парах хлорокиси фосфора. Например, обработка в течение 20 мин при 950 С дает возможность увеличить коэффициент усиления по току с 5 до 30 - 50, Это можно объяс нить только эффектом геттерирования, таккак время и температура обработки слишком малы, чтобы изменить толщину базы, а удаление слоя РзО; и окпсного слоя с поверхности эмиттера не приводит к уменьшению ко эффициента усиления, т, е. эффект связан с5 10 15 20 25 30 35 40 45 объемной рекомбинацией неосновных носителей.Поскольку поверхностная концентрация бора в эмиттере р - и - р-транзистора достаточно высока (10-0 см 3 и выше), а время и температура геттерирования малы, образующийся наразитный слой и-типа обычно уничтожается при вжигании контактов. Перед нанесением контактов слой Р.О; удаляют травлением в составе, содержащем 15 ч. НЕ (490/О), 10 ч. Н 1 ЧОз (700/) и 300 ч. Н О, в течение 2 мия.На чертеже приведен, пример реализации заявляемого способа в технологическом процессе изготовления,кремниевого планарного р - и - р эпитаксиально-диффузионного транзистора. Исходным материалом для производства подобных транзисторов служит очень низкоомная эпитаксиальная структура: на подложку 1 р-типа наращивают более высокоомную эпитаксиальную пленку 2 и-типа толщиной, порядка 10 мк. Далее проводят изолирующую диффузию бора 3, в результате которой эпитаксиальная пленка разделяется на множество островков 4 и-типа - баз будущих транзисторов. В эти области на глубину 2 - 3 мк проводят диффузию бора для создания эмиттерных областей 5. Под эмиттером остается область активной базы толщиной 2 - 4 мк. В базовой области таких транзисторов нег ускоряющего поля, т. е. транзисторы не являются дрейфовыми, а термообработки в процессе эпитаксии и диффузии, как отмечалось, сокращают жизнь неосновных носителей; в результате у триодных структур коэффициент усиления по току мал: 1=5 - 10. Увеличение его за счет уменьшения толщины активной базы до 1 - 1,5 мк весьма затруднительно, так как толщина исходной эпитаксиальной пленки имеет разброс + мк. Кроме того, поскольку объемный заряд коллектора распространяется в достаточно высокоомную базу, уже при толщинах активной базы менее 2 мк наблюдается ухудшение характеристик коллектор - эмиттер. Пластину с готовыми триодными структурами, в которых сделаны подлегирующие области и-типа для контакта к базе и открыты контактные окна б ко всем областям, подвергают термообработке в парах хлорокиси фосфора, в результате чего на поверхности образуется геттерирующий слой Р 10;. Термообработку проводят в стандартной однозонной силитовой печи при 950 С. В печь подают поток аргона со скоростью 150 лчас. Установив в ней пластины на кремниевой лодочке, к потоку аргона добавляют слабый поток кислорода (10 лlчас), прошедший сквозь питатель с хлорокисью фосфора. Хлорокись фосфора содержится в питателе ,при комнатной температуре. Кислород барботирует сквозь жидкую хлорокись фосфора и насыщается парами РОС 1,. В рабочей зоне печи хлорокись фосфора разлагается и на поверхности,пластины образуется слой Р О;+О, который, будучи при температуре обработки жидким, эффективно геттерирует примеси из области эмиттера и лежащей под ним области активной базы. Тот факт, что геттер находится в непосредственной близости к активной базе, позволяет резко ускорить геттерирование по сравнению, например, с возможными методами геттерирования со стороны коллектора (подложки) или из базовых контактных окон. Подбором времени геттерирования можно получить требуемый коэффициент усиления по току. Предмет изобретения 1. Способ повышения коэффициента усиле. ния,по току кремниевых диффузионных р - и - р-транзисторов, использующий геттерирование примесей, сокращающих жизнь неосновных носителей, с применением в качестве геттера пятиокиси фосфора, отличающиися тем, что, с целью повышения коэффициента усиления по току транзисторов с р - и - р структурой, геттерный слой наносят на пластинку кремния с готовыми транзисторными структурами непосредственно, после изготовления контактных окон в защитном слое, например в окисле,2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что, с целью сокращения времени и снижения температуры геттерирования, готовые транзисторные структуры обрабатывают в парах хлор- окиси фосфора,240852 б ВоллееаоР 5030 Зниач тавитель М. Г. ЛепешкинаТехред Т. П. Курилко Корректор М, В, Радзинская едакгор Б. Б. тов ипография, пр. Сапунова заказ 1870115 Тираж 480 Подп испоЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытый при Совете Министров СССМосква, центр, пр, Серова, д. 4

Смотреть

Заявка

1141136

Ф. П. Пресс, Г. В. Ржанов, М. А. Берников, А. С. Никонов, В. Носиков

МПК / Метки

МПК: H01L 21/322

Метки: диффузионных, коэффициента, кремниевых, повышения, р—р-л-транзисторов, току, усиления

Опубликовано: 01.01.1969

Код ссылки

<a href="https://patents.su/3-240852-sposob-povysheniya-koehfficienta-usileniya-po-toku-kremnievykh-diffuzionnykh-rr-l-tranzistorov.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Способ повышения коэффициента усиления по току кремниевых диффузионных р—р-л-транзисторов</a>

Похожие патенты