Способ изготовления мощных вч-транзисторов

)5 Н 01 1 21/331 НТН ГОСУДАРСТВЕННОЕ ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСА ОБ Т ЛЬСТВ лик. 1974. блик, 1975, ЛЕНИЯ МОЩ- , включающий гированной по- служащей колАВТОРСКОМУ СВИ(54 Х 57) СПОСОБ ИЗГОТОВНЫХ ВЧ-ТРАНЗИСТОРОВформирование на высоколелупроводниковой подложке,Изобретение относится к области элек.троники и может быть использовано в производстве полупроводниковых приборов, вчастности дискретных транзисторов и интегральных схем,Целью изобретения является повышение граничной частоты усиления транзисторной структуры.На фиг. 1 показана высоколегированнаяполупроводниковая подложка 1 с высокоом, ным эпитаксиально наращенным коллекторным слоем 2 того же типа проводимости,что и подложка и высоколегированным эпитаксиальным базовым. слоем 3; на фиг. 2 -диффуэионпые базовые слои 4; маскирующий диэлектрический слой 5; на фиг. 3 -области 3, 4, окно 6, через которое сформирован эмиттер 7 и маскирующей диэлектрический слой 8; на фиг 4 - контактные окна9, 10; 11, 12 - металлизированные контактные площадки к эмиттернойи базовой областям соответственно; разделительная лектором, высокоомного эпитаксиально наращенного слоя той же проводимости, что и подложка, эпитаксиального базового слоя, высоколегированного базового слоя, сквозь который сформирована эмиттерная область, и разделительной изоляции, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения граничной частоты транзисторов, высоколегированный базовый слой формируют эпитаксиальным наращиванием в одном процессе непосредственно после наращивания эпитаксиального базового слоя. изоляция, состоящая из канавки 13 и маскирующего диэлектрического слоя 14.П р и м е р. На высоколегированную полупроводниковую подложку 1 (фиг. 1) ртипа проводимости с удельным сопротивлением 0,01 Ом.см осаждают эпитаксиальным наращиванием коллекторной слой 2 того же типа проводимости, что и подложка, но большого сопротивления (1-25) Ом см и с постоянной концентрацией легирующей примеаи бора по толщине слоя.На поверхность слоя 2 наносят также эпитаксиальным наращиванием легированный фосфором базовый слой 3, но уже противоположного подложке п-типа проводимости. Степень легирования выбирают на уровне(1-5) 10 см при толщине слоя 0,5 - 5 мкм в зависимости от требований к граничной частоте усиления по току транзисторной структуры.При необходимости получения более высокочастотных свойств транзисторныхструктур соответственно формируют малые толщины базового эпитаксиального слоя с тем, чтобы при последующих термических операциях сохранить малую величину базовой диффузионной области, находящейся в необходимом соответствии с глубиной залегания эмиттерной области,Так при низкотемпературном (1283 К) гидридном (из моносилана) процессе эпитаксиального наращивания тонких пленок ( -1 мкм) базового слоя 3, несмотря на относительно высокую степень легирования базовая примесь практически мало разгоняется в высокоомный коллекторный слой 2. И только при более высокой температуре процессов последующего выращивания маскирующего диэлектрического покрытия двуокиси кремния 5(фиг, 2) в комбинированной среде сухого и увлажненного водяными парами кислорода (ТК) - формируется базовый слой 4 ( 0,9 мкм) полученный термической диффузией из эпитаксиального слоя, Для более глубокой подразгонки базового диффузионного слоя используют отжиг в окислительной и нейтральной (азотной) средах при температуре 1373 - 1423 К.Далее фотогравировкой в диэлектрическом слое 5 вскрывают окно 6, через которое загонкой бора из борного ангидрида (В 20 з) при температуре 1323 К с последующей термической обработкой в комбинированной среде сухого и увлажненного водяными парами кислорода(Т"1223 К) формируют эмиттерную область 7 с маскирующим ее диэлектрическим покрытием двуокиси кремния 8, При этом область эмиттера 7 входит в диффузионный базовый слой 4, полученный диффузией из высоколегированного эпитаксиального слоя 3. Толщину базовой области выдерживают на таком же уровне (0,55 мкм), что и для транзисторных структур, полученных по чисто диффузионной технологии и обеспечивающих граничную частоту усиления по току -.300 мгц. Затем фотогравировкой вскрывают контактные окна 9 и 10 к эмиттерной 7 и базовой 3 областям и проводят их металлизацию алюминием, Металл наносят обычным электронно-лучевым способом до толщины л 1,5 мкм и фотогравировкой разделяют металлизированные эмиттерные 11 и базовые 12 контактные площадки.Разделительную изоляцию .получают фотогравировкой по диэлектрическому покрытию 5 и оттравливанием канавки 13 травителем по кремнию на основе фтористоводородной и азотной кислот, Поскольку в результате травления открывается коллектор-базового р-п перехода, то ее дополнительно защищают двуокисью крем ния, полученной, например, разложениеммоносилана в присутствии кислорода в плазме высокочастотного разряда,Возможно разделительную изоляциюосуществить и изоляцией р-п переходом, то 10 есть отдельным проведением разделяющейр-диффузии сквозь базовые области 3 и 4 до смыкания с подложкой 2. Однако, такая диффузия, как правильно высоколегированная и, состоящая по меньшей мере из одной, но 15 высокотемпературной разгонки предварительно имплантированной примеси, вносит существенное изменение в диффузионное перераспределение базовой примеси, которое больше отвечает необходимости пол учения глубоких диффузионных слоев сширокой базовой областью, и следовательно, с меньшей граничной частотой усиления транзисторной структурыТаким образом, получают транзисторную структуру с базовой областью, имеющей равномерное легирование примесью по вертикальной границе эмиттерного р-и перехода и градиентное ее распределение под змиттером. Диффузионное распределе ние примеси по толщине базовой областименее 1 мкм обеспечивает более высокочастотные свойства транзистору. Этому способствует и ускоряющее дрейфовое поле в базе. Неравномерное легирование значи тельно большее у эмиттерного р-п перехода, чем у коллекторного,устраняет прокол тонкой базы, обусловленный смыканием объемных зарядов обоих переходов. Это и позволяет создавать транзисторные струк туры с более тонкой базовой областью, увеличив граничную частоту усиления по отношению к прототипу с более толстой эпитаксиальной базовой областью. То обстоятельство, что объемный заряд эмиттер ного перехода со стороны базовой областине сужается к поверхности структуры, а остается равномерным по ширине высоколегированной эпитаксиальной базовой облас:и, объединяет достоинства транзи сторных структур с поверхностно подлегирванной эпитаксиальной и диффузионной базой, Сохраняется характерное для мощных транзисторов с высоколегированной эпитаксиальной базой низкое напряжение 55 насыщения, а для транзисторов с диффузионной базой - высокая граничная частота усиления по току.900759Составитель В.Глущенко Редактор Г.Берсенева Техред М, Моргентал Корректор И.Ш Заказ 2833 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС113035, Москва,Ж, Раушская наб., 4/5роизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 1