Способ изготовления биполярных транзисторов

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧ ЕСКРЕСПУБЛИК 5 п 5 Н 01 Ь 21/ ГОС ВЕД СТВЕННОЕ ПАТЕНТНОВО СССРНТ СССР) Т АВТОРСКОМ ЕТЕЛЬС 1 ИУ димос" е ле- нового(56) Авторское свидетельство СССРЛ 705921, кл, Н 01 Ь 21/021 1979.ГосгЬегет А Эопа 1 с 1 В, Ача 1 ап-.сЬе еНесСя п Я 1 соп р-и 1 цпоСопяБйгцсСцга 11 у регЕесС,1 цпохапя,Л,Арр 1, РЬуя, 1963, ч. 3.4, И б,р, 1591-1600,(54)(57) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ БИПОЛЯРННУ ТРАНЗИСТОРОВ, включающий окис-ление полупроводниковой подложки,фотогравировку эоны охранного кольцапо периФерии базы транзистора, диФФузию для создания дополнительнойобласти глубокозалегающего охранного кольца одинакового типа прово ти с базовой областью, удален гированного окисла и создание Изобретение относится к микроэлектронике, в частности к технологии изготовления биполярных транзис.- торов.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, диФ-Фузионное легирование для создания базовой, а затем эмиттерной областей, причем диФФузию контактной примеси 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 повышенияпроцента выхода годных изделий, послеокисления подложки на нее наносятнитрид кремния, проводят Фотограировку по нитриду кремния, оставляяего на области базы, осуществляют ло"кальное окисление подложки, удаляютслои нитрида кремния и нижележащегоокисла, повторно окисляют поверхность 3открытого кремния до толщины окисла0,1 б,17 мкм, проводят диФФузию длясоздания охранного кольца, затем удаляют последний слой окисла с областибазы и ведут ае легирование,осуществляют в окислительной атмосФере до поверхностной концентрации одного порядка с концентрацией на гра"нице перехода эмиттер-база, а окнопод дипФузию. базовой и эмиттернойпримесей выполняют, смыкающимся с окном под контактную диФФузию иличастично его перекрывающим. При этомв случае смыкающихся окон под контактную и базовую диФФузии, изготовленных с помощью двух ФотолитограФических операций, - окон под базу в окисле кремния и окон под контактную базув нитриде кремния - создают с приме 101099нением двух маскирующих слоев (окисла и нитрида кремния) область контактной (пассивной) базы, по своимочертаниям аналогичную охранномукольцу и повышающую пробивное напряжение перехода коллектор-баэз. Однако применение двух йотогравировокдля создания охранного кольца в видеконтактной базы слишком сложно итребует достаточной ширины для осуществления с ней контакта в виде проволочных выводов.Из известных наиболее близким потехнической сущности является сгособизготовления биполярных транзисторов,включающий окисление полупроводниковой подложки у фотогравировку зоны охрянного кольца по периферии базытранзистора диййузию для созданиядополнительной области глубокозалегающего охранного кольца одинаковоготипа проводимости с базовой областью,удаление легированного окисла и создание нового слоя маскирующего окисла, йотогравировку области базь, диФгрузию базы, удаление легированногоокисла и создание нового слоя маскирующего окисла, йотогравировку области эмиттера, ди 1 Фузию эмиттера, Фотогравировку контактов к базе и эмиттеру, создание металлизации,Недостатками этого способа являютсядополнительная йотолитограйическаяоперация для создания зоны охранногокольца, приводящая к уменьшению выхода годных приборов за счет дефектовотолитограйии, и увеличение площадиодного транзистора за счет зоны охранного кольца с размерами, ограниченными возможностями Фотолитографии,5-30 мкм,Целью изобретения является повышение процента выхода годных изделий.Поставленная. цель достигается тем, 45что в способе, включающем окислениеполупроводниковой подложки, йотогравировку зоны охранного кольца поперииберии базы транзистора, дихузию для создания дополнительной об-.ласти.глубокозалегающего охранногокольца одинакового типа проводимостис базовой областью, удаление легированного окисла и создание нового слоямаскирующего окисла, фотогравировкуобласти. базы, диййузию базы, удаление %легированного окисла и создание нов,го слоя маскирующего окисла, йотогравировку области эмиттера, диййузию эмиттера, зотогравировку контактов к базе и эмиттеру, создание металлизации, после окисления подложкина нее наносят нитрид кремния, проводят зотогравировку по нитриду кремния, оставляя его на области базы,осуществляют локальное окислениеподложки, удаляют слои нитрида кремния и нижележащего окисла, повторноокисляют поверхность открытого кремния до толщины окисла 0,11-0,17 мкм,проводят дийузию 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 йиг 1 изображена кремниеваяподложка 1 со слоем окисла 2 и участками нитрида кремния 3, стравляемыми на областях базы будущего транзистора, на биг.2 - подложка 1 послелокального окисления с образованиемтолстого окисла 1, на Фиг. 3 " подложка 1 после удаления слоев окисла2 и нитрида кремния 3, части окисласоздания путем окисления слоя маскирующего окисла 5 на областях базыбудущего транзистора с образованиемпо периферии базовой области переходного слоя "белой полосы" 6 и последующего йормирования методом ионноголегирования или диййузии областей охранного кольца 7 типом проводимости,противоположным типу проводимостиподложки, на Фиг,Й " подложка 1 судаленныи слоем окисла 5, насыщенным диййузантом, а также областей"белой полосы" 6 с последующим легированием области базы 8 транзисто"ра, на оиг.5 - кремниевая подложка 1после создания окисла 9 и проведения йотогравировки с образованиемокон 10 под диййузию 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 1 ч - к базе и металлизацииэмиттера 15 и базы 16,При этом за счет меньшей маскирующей способности области переходногослоя "белой полосы" 6 и номинальноподобранной толщины маскирующего слояокисла 5 происходит локальное, попериферии области базы, легирование10109 5подложки с образованием охранного1кольца 7. Пдновременно окисление кремния при образовании слоя 5 совместнос легированием слоя 5 при созданиизоны охранного кольца 7 позволяетполностью. удалять переходный .слой -"белую полосу" .6, Толщина окисла 5должна быть в пределах 0,1-0,17 мкм,поскольку толщина окисла менее 100,14 мкм не обеспечивает эМективного маскирования при ионном легировании при создании области охранногокольца, При получении толщины окисла5 более 0,17 мкм уменьшается соотношение маскирующих способностей окис-ла 5 и "белой полосы" 6, Таким образом исключается необходимость специальной готогравировки для созданиязоны охранного кольца,П р и м е р. Кремниевую подложку 1и-типа проводимости окисляют до получения окисла 2 толщиной 200 нм и наносят слой нитрида 3 толщиной70 нм.После проведения фотогравировки области базы по нитриду кремния 3 проводят локальное окисление кремнияпри температуре 1100 С в комбинированном режиме (кислород сухой - кислород влажный - кислород сухой) до Зотолщины окисла 4, равной 0,6-0,8 мкм,После удаления маскирующего от окисления участка нитрида кремния и нижележащего тонкого окисла кремния 91 6подложку повторно окисляют в сухомкислороде при 1000 С (200 мин) дотолщины окисла 0,15 мкм. Толщина толстого окисла составляет 0,3-0,б мкм.Создание зоны охранного кольца проводят путем ионного легирования бо"ром с энергией до 30 кэВ и дозой600 мкКл с последующей дийфузией("разгонкоцп бора) при 1150 С 3 часав Лг. После этого удаляют слой маскирующего окисла совместно с зонамипереходного окисла Р дебелой полосыф ф)и проводят необходимое легированиеобласти базы бором при 1150 С, затемудаляют легированный бором окислил.Далее идет обычный процесс Формирования маскирующего слоя при т= 1150 С в сухом и влажном кислороде,йотогравировки области эмиттера,дийузии осфора из РС 1 при Т == 1050 С и последующей термообработки во влажном кислороде при Т=ЭЯ Сдля создания областей эмиттера, фотогравировки областей контактов кэмиттеру и базе и создания металлизации,Предлагаемый способ позволяет увеличить выход годных биполярных тран-" зисторов за счет устранения Фотолито" граической операции по созданию охранного кольца и связанных с нею потерь,1010994Р;у 8, (М АУ Редактор Г,Берсенева Техред И,Иориентал Корректор И,Ьакова 4 ваттивеетвааееюиюиютеаттиюаювюЕеивв авее ва теивев иееаееввю ае еа т ввт т т ю Ев Еа вЗаказ 2834 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж"35, Раущская наб д, 4/5Производственно-издательский комбинат "Патент", и, Ужгород, ул. Гагарина, 101