Спосіб виготовлення діодів шотткі з охоронним кільцем

Реферат: Спосіб виготовлення діодів Шотткі з охоронним кільцем в епітаксійному шарі першого типу провідності, нанесеному на високолеговану підкладку того ж типу провідності, включає нанесення на епітаксійний шар першого маскувального шару. При цьому як маскувальний шар використовують шар нітриду кремнію, при першій фотолітографії видаляють нітрид кремнію навкруг основної площі контакту Шотткі, проводять дифузію домішки другого типу провідності та анодне окислення в режимах отримання пористого окислу кремнію, після чого проводять термічне окислювання без видалення шарів пористого анодного окислу, а після селективного видалення нітриду кремнію наносять шар металу в вакуумних установках. UA 79669 U (12) UA 79669 U UA 79669 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до електроніки, зокрема до технології виготовлення кремнієвих діодів Шотткі з охоронним кільцем. Відомий спосіб виготовлення кремнієвих діодів Шотткі з охоронним кільцем в епітаксійному шарі першого типу провідності, нанесеному на високолеговану підкладку того ж типу провідності, який включає нанесення на епітаксійний шар першого маскувального шару окислу кремнію, першу фотолітографію під охоронне кільце, дифузію домішки другого типу провідності, другу фотолітографію під основну площу контакту Шотткі, нанесення шару металу в вакуумних установках та третю фотолітографію по металу. [Стриха В.И., Бузанева Е.В., Радзиевский И.А. Полупроводниковые приборы с барьером Шоттки (физика, технология, применение). Под ред. В.И. Стрихи. – М.: Сов. радио, 1974.-248 с. (стр. 114-115, рис. 3.23 б)]. При такому способі виготовлення отримують високу стійкість до статичної електрики за рахунок р-n переходу охоронного кільця, а також підвищується напруга пробою в порівнянні зі способом виготовлення без охоронного кільця, тобто ВАХ приладу близька до ідеальної. Однак гранична частота діода Шотткі з охоронним кільцем значно зменшується через те, що охоронне кільце дає додаткову ємність. По-перше, ширина доріжки під охоронне кільце на першій фотолітографії складає декілька мкм тому, що необхідно враховувати як мінімальний розмір доріжок при фотолітографії, так і треба одержати запас на розусуміщення при другий фотолітографії. По-друге, дифузія домішки другого типу йде не тільки строго від поверхні пластини вниз, а й за рахунок бічної дифузії йде під шар, який маскує, в два боки, що створює додаткову площу р-n переходу. З врахуванням того, що охоронне кільце створюється по периферії контакту металнапівпровідник, його ємність може дорівнювати ємності контакту Шотткі, тобто ємність приладу підвищується в 2 рази, а гранична частота значно зменшується. В основу корисної моделі поставлена задача створити спосіб виготовлення діодів Шотткі, який за рахунок технологічних особливостей дозволить підвищити граничну частоту діода Шотткі з охоронним кільцем за рахунок зменшення площі охоронного кільця. Поставлена задача вирішується тим, що в способі виготовлення діодів Шотткі з охоронним кільцем в епітаксійному шарі першого типу провідності, нанесеному на високолеговану підкладку того ж типу провідності, який включає нанесення на епітаксійний шар першого маскувального шару, як перший маскувальний шар використовують шар нітриду кремнію, при першій фотолітографії видаляють нітрид кремнію навкруг основної площі контакту Шотткі, проводять дифузію домішки другого типу провідності та анодне окислення в режимах отримання пористого окислу кремнію, після чого проводять термічне окислювання без видалення шарів пористого анодного окислу, а після селективного видалення нітриду кремнію проводять нанесення шару металу в вакуумних установках. Суттєвою відмінністю запропонованого способу виготовлення діодів Шотткі з охоронним кільцем є застосування процесу анодного окислення в режимі, при якому одержують пористий анодний окисел, який проникає в кремній на задану глибину. У процесі анодного окислювання в технологічних режимах одержання пористого анодного окислу відбувається ріст товстих шарів пористого анодного окислу кремнію як в глибину, так і вверх строго вертикально по границях вікон, що маскують, та які створюються за допомогою фотолітографії. В результаті отримані шари пористого анодного окислу мають вертикальні стінки. Другою відмінністю запропонованого способу є формування охоронного кільця за рахунок бічної дифузії домішки другого типу провідності під шар нітриду кремнію. Площа кільця складається з площі бічної дифузії тільки з одної сторони, а вся інша площа, яка занята шаром другого типу провідності, отриманим при дифузії, буде зайнята непровідним шаром пористого окислу кремнію. Також відмінністю запропонованого способу є застосування процесу нанесення шару металу в вакуумних установках на структуру, в якій шари пористого анодного окислу не видаляються. При такому процесі шари металу на вертикальних стінках пористого анодного окислу розриваються та утворюється окремо шар металу над контактом Шотткі і окремо шар металу над пасивними областями приладу. Таким чином, в запропонованому способі виготовлення зберігається охоронне кільце, що дозволяє значно підвищити напругу пробою порівняно з діодами Шотткі без охоронного кільця. А значне зменшення площі охоронного кільця дозволяє підвищити граничну частоту приладу. Додатковими перевагами запропонованого способу виготовлення є використання тільки одної фотолітографії, що зменшує собівартість виробництва, а також використання ефектів самосуміщення технологічних шарів при дифузії та нанесенні шару металу, що дозволяє отримувати прилади з однаковими параметрами. 1 UA 79669 U 5 10 15 20 Спосіб, що пропонується, ілюструється наступним прикладом. Для виготовлення діодів + Шотткі використовують кремнієву одношарову n-n епітаксійну структуру з епітаксійним шаром 1 (Фіг. 1) з питомим опором =2,5 Омсм та товщиною h=5 мкм, нанесеним на високолеговану підкладку 2 марки ЭКЭС 0,01. Після первинної хімічної обробки на структуру наносять шар нітриду кремнію 3, товщиною 0,1±0,03 мкм в установках типу "Изотрон" при температурі 690±20 °C, проводять першу фотолітографію по нітриду кремнію та дифузію бора при температурі 950 °C, для того, щоб одержати дифузійні області 4. Потім проводять процес анодного окислювання в киплячому розчині борної або лимонної кислоти при постійній напрузі 60-80 В для одержання шарів пористого анодного окислу 5, які проникають у кремній на глибину 6-8 мкм (Фіг. 2). Після цього проводять термічне окислювання для одержання щільного якісного захисного шару окислу кремнію 6. Далі проводять селективне видалення шарів нітриду кремнію, що залишилися, в киплячій ортофосфорній кислоті, та наносять шар металу 7 в вакуумних установках термічним або термоіонним способом. Таким чином, запропонований спосіб в порівнянні з відомими технічними рішеннями виготовлення кремнієвих діодів Шотткі з охоронним кільцем характеризується простотою виконання, зменшеною кількістю технологічних операцій, та дозволяє отримувати прилади з підвищеною частотою або з підвищеним значенням напруги пробою порівняно з приладами, що виготовлені по відомих технічних рішеннях, а також надійністю одержання бажаних результатів, що приводить до зниження собівартості готового продукту та підвищення зручності при використанні. Все це обумовлює його широке промислове застосування. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 25 30 Спосіб виготовлення діодів Шотткі з охоронним кільцем в епітаксійному шарі першого типу провідності, нанесеному на високолеговану підкладку того ж типу провідності, який включає нанесення на епітаксійний шар першого маскувального шару, який відрізняється тим, що як маскувальний шар використовують шар нітриду кремнію, при першій фотолітографії видаляють нітрид кремнію навкруг основної площі контакту Шотткі, проводять дифузію домішки другого типу провідності та анодне окислення в режимах отримання пористого окислу кремнію, після чого проводять термічне окислювання без видалення шарів пористого анодного окислу, а після селективного видалення нітриду кремнію проводять нанесення шару металу в вакуумних установках. Комп’ютерна верстка І. Мироненко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2