專利名稱：制造半導(dǎo)體雙極器件的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種制造半導(dǎo)體雙極器件的方法，特別是一種制造具有很薄基極的InP(銦磷)雙極器件的方法。
背景技術(shù)：
InP晶體是重要的化合物半導(dǎo)體之一，與GaAs(砷化鎵)相比，它的優(yōu)越性主要在于高的飽和電場(chǎng)漂移速度、較好的導(dǎo)熱性能以及抗輻射能力強(qiáng)等[L.Quintanilla，R.Pinacho，L.Enriquez，R.Pelaez，S.Duenas，E.Castan，L.Bailon，and J.Barbolla，J.Appl.Phys.Vol.85，7978(1999)]，因此InP晶片常用于制造高頻、高速和大功率微波器件和電路。在當(dāng)前迅速發(fā)展的光纖通訊領(lǐng)域，InP晶片已成為首選的襯底材料。典型的InP基光電子器件包括激光器、探測(cè)器、波導(dǎo)器件和抗輻射太陽(yáng)能電池等；微電子器件包括高遷移率晶體管、異質(zhì)結(jié)雙極晶體管、毫米波和微波電路及高速數(shù)字集成電路等。用InP制作的長(zhǎng)波長(zhǎng)半導(dǎo)體激光器和光波導(dǎo)器件已在光通訊中得到廣泛應(yīng)用。對(duì)P型InP注入惰性元素離子可形成較穩(wěn)定的高阻隔離區(qū)，這一特性已被用于半導(dǎo)體激光器中。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，提供一種制造半導(dǎo)體雙極制作器件的方法，其是采用惰性元素離子的注入，即可形成具有薄基極區(qū)的InP雙極器件，采用本方法制作的器件具有高的飽和電場(chǎng)漂移速度、較好的導(dǎo)熱性能以及抗輻射能力強(qiáng)等。
本發(fā)明的技術(shù)方案是本發(fā)明一種制造半導(dǎo)體雙極器件的方法，其特征在于，包括如下步驟1)取一半導(dǎo)體材料；2)向該半導(dǎo)體材料中注入氦和氖雙離子，使半導(dǎo)體材料的表面下形成較薄的P型導(dǎo)電埋層區(qū)域；3)退火。
其中所述的半導(dǎo)體材料為InP材料，該InP材料在注入前是N型的。
其中的退火溫度在300℃到600℃之間。


為進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容，以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作一詳細(xì)的描述，其中圖1為本發(fā)明在InP材料上經(jīng)注入雙離子并退火后形成的具有薄基區(qū)的NPN結(jié)構(gòu)的剖面示意圖。
圖2為InP材料經(jīng)注入及退火后的載流子類型及濃度的測(cè)量曲線圖。
具體實(shí)施例方式
請(qǐng)參閱圖1所示，一種制造NPN結(jié)構(gòu)器件的方法，包括如下步驟1)取一半導(dǎo)體材料10，該半導(dǎo)體材料10為InP材料，該InP材料10在注入前是N型的，注入后還是N型的；2)向該半導(dǎo)體材料10中注入氦和氖雙離子，使半導(dǎo)體材料的表面11下形成較薄的P型導(dǎo)電埋層區(qū)域12，該P(yáng)型導(dǎo)電埋層區(qū)域12下為下層半導(dǎo)體材料13，該下層半導(dǎo)體材料13為InP材料，該InP材料13在注入前是N型的，注入后還是N型的；3)退火，退火的溫度在300℃到600℃之間。
其中所述的NPN結(jié)構(gòu)器件具有很薄的基極區(qū)。
實(shí)施例本實(shí)施例采用摻雜濃度為(3-7)×1018cm-3的N型InP單晶材料，首先對(duì)InP做三種能量的氦離子疊加注入，注入條件為(1)50keV，4×1013cm-2(2)100keV，6×1013cm-2(3)180keV，1×1014cm-2然后再做氖離子注入，注入條件為70keV，2×1013cm-2注入完后，將一部分注入的樣品做400℃ 3.3分鐘的退火。
采用C-V測(cè)試儀對(duì)退火過(guò)的注入樣品測(cè)載流子的濃度分布。圖2為InP經(jīng)注入及隨后退火樣品的C-V測(cè)量曲線，從中可看到1.0μm深度處有一很薄區(qū)域的載流子濃度值為正值，該薄區(qū)域?qū)?yīng)薄P型區(qū)，從而在InP的表面層區(qū)域形成了NPN的電結(jié)構(gòu)。圖1為InP經(jīng)注入雙離子并退火后形成的具有薄基區(qū)的NPN結(jié)構(gòu)剖面示意圖。其中，InP中間的P區(qū)很薄，這個(gè)薄的P區(qū)可用于三極管的薄基區(qū)。
這種NPN可嘗試用于制作三極管和利用InP的光電特性制作光電探測(cè)器等光電器件。
權(quán)利要求
1.一種制造半導(dǎo)體雙極器件的方法，其特征在于，包括如下步驟1)取一半導(dǎo)體材料；2)向半導(dǎo)體材料中注入氦和氖雙離子，使半導(dǎo)體材料的表面下形成較薄的P型導(dǎo)電埋層區(qū)域；3)退火。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造半導(dǎo)體雙極器件的方法，其特征在于，其中所述的半導(dǎo)體材料為InP材料，該InP材料在注入前是N型的。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造半導(dǎo)體雙極器件的方法，其特征在于，其中的退火溫度在300℃到600℃之間。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體電路器件結(jié)構(gòu)，特別是一種制造半導(dǎo)體雙極器件的方法，該方法包括如下步驟1)取一半導(dǎo)體材料；2)向半導(dǎo)體材料中注入氦和氖雙離子，使半導(dǎo)體材料的表面下形成較薄的P型導(dǎo)電埋層區(qū)域；3)退火。
文檔編號(hào)H01L21/328GK1664999SQ20041000787
公開日2005年9月7日 申請(qǐng)日期2004年3月3日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月3日
發(fā)明者徐嘉東, 李建明, 張秀蘭 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院半導(dǎo)體研究所