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1. WO2000036653 - BIPOLARTRANSISTOR UND VERFAHREN ZU SEINER HERSTELLUNG

Veröffentlichungsnummer WO/2000/036653
Veröffentlichungsdatum 22.06.2000
Internationales Aktenzeichen PCT/DE1999/003961
Internationales Anmeldedatum 08.12.1999
Antrag nach Kapitel 2 eingegangen 17.06.2000
IPC
H01L 21/331 2006.01
HElektrotechnik
01Grundlegende elektrische Bauteile
LHalbleiterbauelemente; elektrische Festkörperbauelemente, soweit nicht anderweitig vorgesehen
21Verfahren oder Geräte, besonders ausgebildet für die Herstellung oder Behandlung von Halbleiter- oder Festkörperbauelementen oder Teilen davon
02Herstellung oder Behandlung von Halbleiterbauelementen oder Teilen davon
04Bauelemente mit mindestens einer Potenzialsprung-Sperrschicht oder Oberflächensperrschicht, z.B. PN-Übergang, Verarmungsschicht, Anreicherungsschicht
18Bauelemente mit Halbleiterkörpern aus Elementen der Gruppe IV des Periodensystems oder AIIIBV-Verbindungen mit oder ohne Fremdstoffe, z.B. Dotierungsmaterialien
328Mehrstufenprozesse zur Herstellung von bipolaren Bauelementen, z.B. Dioden, Transistoren, Thyristoren
33bei denen das Bauelement drei oder mehr Elektroden aufweist
331Transistoren
H01L 29/737 2006.01
HElektrotechnik
01Grundlegende elektrische Bauteile
LHalbleiterbauelemente; elektrische Festkörperbauelemente, soweit nicht anderweitig vorgesehen
29Halbleiterbauelemente, besonders ausgebildet zum Gleichrichten, Verstärken, Schalten oder zur Schwingungserzeugung mit wenigstens einer Potenzialsprung-Sperrschicht oder Oberflächensperrschicht; Kondensatoren oder Widerstände mit wenigstens einer Potenzialsprung-Sperrschicht oder Oberflächensperrschicht, z.B. PN-Übergang mit Verarmungs- oder Anreicherungsschicht; Einzelheiten von Halbleiterkörpern oder von Elektroden auf diesen Halbleiterkörpern
66Typen von Halbleiterbauelementen
68steuerbar allein durch den einer Elektrode, die nicht den gleichzurichtenden, zu verstärkenden oder zu schaltenden Strom führt, zugeführten elektrischen Strom oder durch das an eine solche Elektrode angelegte elektrische Potenzial
70Bipolare Bauelemente
72Bauelemente vom Transistor-Typ, d.h. stetig steuerbar
73Bipolare Transistoren
737Hetero-Bipolar-Transistoren
CPC
H01L 29/66242
HELECTRICITY
01BASIC ELECTRIC ELEMENTS
LSEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
29Semiconductor devices adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching, or capacitors or resistors with at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof; ; Multistep manufacturing processes therefor
66Types of semiconductor device ; ; Multistep manufacturing processes therefor
66007Multistep manufacturing processes
66075of devices having semiconductor bodies comprising group 14 or group 13/15 materials
66227the devices being controllable only by the electric current supplied or the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched, e.g. three-terminal devices
66234Bipolar junction transistors [BJT]
66242Heterojunction transistors [HBT]
H01L 29/7378
HELECTRICITY
01BASIC ELECTRIC ELEMENTS
LSEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
29Semiconductor devices adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching, or capacitors or resistors with at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof; ; Multistep manufacturing processes therefor
66Types of semiconductor device ; ; Multistep manufacturing processes therefor
68controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
70Bipolar devices
72Transistor-type devices, i.e. able to continuously respond to applied control signals
73Bipolar junction transistors
737Hetero-junction transistors
7371Vertical transistors
7378comprising lattice mismatched active layers, e.g. SiGe strained layer transistors
Anmelder
  • IHP GMBH INNOVATIONS FOR HIGH PERFORMANCE MICROELECTRONICS INSTITUT FÜR INNOVATIVE MIKROELEKTRONIK [DE/DE]; Im Technologiepark 25 D-15236 Frankfurt (oder), DE (AllExceptUS)
  • HEINEMANN, Bernd [DE/DE]; DE (UsOnly)
  • EHWALD, Karl-Ernst [DE/DE]; DE (UsOnly)
  • KNOLL, Dieter [DE/DE]; DE (UsOnly)
Erfinder
  • HEINEMANN, Bernd; DE
  • EHWALD, Karl-Ernst; DE
  • KNOLL, Dieter; DE
Vertreter
  • HEITSCH, Wolfgang; Göhlsdorfer Strasse 25g D-14778 Jeserig, DE
Prioritätsdaten
198 57 640.414.12.1998DE
Veröffentlichungssprache Deutsch (DE)
Anmeldesprache Deutsch (DE)
Designierte Staaten
Titel
(DE) BIPOLARTRANSISTOR UND VERFAHREN ZU SEINER HERSTELLUNG
(EN) BIPOLAR TRANSISTOR AND METHOD FOR PRODUCING SAME
(FR) TRANSISTOR BIPOLAIRE ET SON PROCEDE DE PRODUCTION
Zusammenfassung
(DE)
Aufgabe der Erfindung ist es, einen Bipolartransistor und ein Verfahren zu seiner Herstellung anzugeben, bei dem minimale Basis-Emitter-Kapazitäten und beste Hochfrequenzeigenschaften realisiert werden, ohne daß die statischen Eigenschaften eines Bipolartransistors mit schwach dotierter Cap-Schicht (116), vor allem die Basisstromidealität und das Niederfrequenz-Rauschen, spürbar verschlechtert werden und die Prozeßkomplexität zunimmt. Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Einbringung eines speziellen Dotierungsprofils in eine epitaktisch erzeugte Cap-Schicht (116) (Cap-Dotierung) gelöst. Mit Hilfe dieses Dotierngsprofils wird erreicht, daß eine minimale Basis-Emitter-Kapazität und beste Hochfrequenzeigenschaften erreicht werden können, aber auch die generations-/rekombinationsaktive Grenzfläche zwischen Cap-Schicht (116) und Isolator (117) im Polysilizium-Überlappungsgebiet im interessanten Arbeitsbereich des Transistors in ihrer Wirksamkeit eingeschränkt und die Basisstromidealität verbessert wird. Entscheidend für die guten Hochfrequenzeigenschaften ist der nur schwach, vorzugsweise kleiner als 5.1016 cm-3 dotierte basisseitige Abschnitt in der Cap-Schicht (116) mit einer bevorzugten Dicke zwischen 20 nm und 70 nm.
(EN)
The aim of the invention is to provide for a bipolar transistor and a method for producing the same. Said bipolar transistor should have minimal base-emitter capacities and very good high frequency characteristics. The static characteristics, especially the base current ideality and the low frequency noise, of a bipolar transistor with weakly doped cap layer (116) should not significantly deteriorate and process complexity should not increase. According to the invention, the problem is solved by inserting a special doping profile in a cap layer (116) (cap doping) which has been produced epitaxially. A minimal base emitter capacity and very good high frequency characteristics can be obtained by means of said doping profile. At the same time, the efficiency of the generation/recombination active boundary surface between the cap layer (116) and the isolator (117) in the polysilicon overlapping area in the relevant working area of the transistor is reduced and the base current ideality is improved. The section at the base side in the cap layer (116) has a preferred thickness of between 20 nm and 70 nm and is only doped weakly, preferably less than 5.1016 cm-3. Said section is crucial for the good high frequency characteristics.
(FR)
L'invention vise à créer un transistor bipolaire et un procédé pour sa production, permettant d'obtenir des capacités base-émetteur minimales et d'excellentes propriétés hautes fréquences, sans dégradation notable des propriétés statiques d'un transistor bipolaire à couche superficielle faiblement dopée (116), en particulier sans dégradation du caractère idéal du courant de la base et du bruit basse fréquence, ni augmentation de la complexité du processus. A cet effet, on intègre un profil de dopage particulier dans une couche superficielle (116) produite par épitaxie (dopage superficiel). Ce profil de dopage permet d'obtenir une capacité base-émetteur minimale et d'excellentes propriétés hautes fréquences, mais également de limiter l'efficacité des surfaces limites actives par génération/recombinaison entre la couche superficielle (116) et l'isolateur (117) dans la zone de recouvrement en silicium polycristallin, dans la plage de travail intéressante du transistor et d'améliorer le caractère idéal du courant de la base. La partie côté base, dopée uniquement faiblement, de préférence avec une valeur inférieure à 5.1016 cm-3, dans la couche superficielle (116), présentant une épaisseur de préférence comprise entre 20 nm et 70 nm, joue un rôle déterminant dans l'obtention de bonnes propriétés hautes fréquences.
Auch veröffentlicht als
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