一种抗辐射晶体管制造技术

本发明专利技术提供的一种抗辐射晶体管，包括集电区,集电区上生成有基区；基区上生成有发射区A，所述集电区的底部加工有合金层,所述基区上还加工有若干保护环，所述发射区A和保护环上设置有金属层，基区和保护环的上端通过封层封闭。本发明专利技术通过控制基区，发射区和集电区区的杂质浓度，使得该晶体管收到辐射时，性能影响较小，当晶体管收到辐射时，由于各个区域的掺杂浓度互相有梯度，辐射给予的能量占比会越低，使得IC和IB的变化率在一定范围内，因此使得放大系数没有太大改变，保证了卫星的正常运作。作。作。

【技术实现步骤摘要】
一种抗辐射晶体管


[0001]本专利技术涉及一种抗辐射晶体管。

技术介绍

[0002]在宇宙航天领域中，特别是卫星在轨道运行中，会遇到大量的宇宙辐射。宇宙辐射分为两种，中子辐射和电离辐射，而电离辐射中的γ射线会导致卫星中的半导体器件载流子浓度发生变化，从而引起晶体管基区电阻率下降，从而使得放大系数等参数发生震荡。影响卫星的正常运作。

技术实现思路

[0003]为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种抗辐射晶体管。
[0004]本专利技术通过以下技术方案得以实现。
[0005]本专利技术提供的一种抗辐射的晶体管，包括集电区,集电区上生成有基区；基区上镶嵌有发射区A和发射区B，所述集电区的底部加工有合金层,所述基区上还加工有若干保护环，所述发射区A和保护环上设置有金属层，基区和保护环的上端通过封层封闭，所述集电区、基区、发射区的掺杂浓度呈梯度变化。
[0006]所述发射区A为若干且均匀镶嵌在基区中部。
[0007]所述发射区A嵌入基区内。
[0008]所述保护环的下端为与发射区A相同材质的掺杂层，保护环的上端伸出基区外与金属层连接。
[0009]所述封层为三层，从下往上分别为氧硅层、疏松的氮化硅层、致密的氮化硅层。
[0010]所述氧硅层、疏松的氮化硅层、致密的氮化硅层的浓度分别为800
‑
1300A、1800
‑
2500A、5000
‑
7000A。
[0011]其制造工艺为：
[0012]①
进行外延，制成电阻率为4
‑
6Ω
·
cm的N型外延片；
[0013]②
进行氧化，形成氧化层；
[0014]③
进行一次光刻，刻开氧化层中部形成注入孔；
[0015]④
在孔内进行离子注入，形成基区后进行激活，使其形成的基区掺杂浓度为1E17
‑
5E18；
[0016]⑤
在基区上进行光刻，刻出发射区A的注入孔；
[0017]⑥
在孔处进行离子注入，形成掺杂浓度为1E19
‑
5E19的发射区A；
[0018]⑦
光刻外延片底部；
[0019]⑧
进行背面离子注入形成掺杂浓度为1E19
‑
5E19的集电区；
[0020]⑨
在基区上进行光刻形成保护环的注入孔；
[0021]⑩
在集电结处进行离子注入，形成保护环；
[0022]进行钝化层的生长；
[0023]进行第五次光刻，将保留电极以外的区域的钝化层；
[0024]进行正面金属化；
[0025]进行第六次光刻，保留电极上的金属层；
[0026]进行合金；
[0027]进行减薄工艺；
[0028]进行背面金属化。
[0029]所述晶体管包括NPN型和PNP型。
[0030]所述NPN型晶体管形成P
‑
区基区时，硼注入的能量为60keV,注入角度为7
°
，形成基区的P
‑
区，使其掺杂浓度为1E17
‑
1E19；
[0031]所述PNP型晶体管形成N
‑
区基区，磷注入的能量为100keV，角度为7
°
，形成基区的N
‑
区，使其掺杂浓度为1E17
‑
5E18。
[0032]所述NPN型晶体管形成N
‑
区发射区A时，磷注入的能量为100keV,注入角度为9
°
，形成掺杂浓度为1E17
‑
5E19的发射区A；
[0033]所述PNP型晶体管形成P
‑
区发射区A时，硼注入的能量为90keV，角度为7
°
，形成掺杂浓度为1E17
‑
1E19的发射区A。
[0034]所述NPN型晶体管形成集电区时，磷注入的能量为100keV,注入角度为7
°
，形成掺杂浓度为1E17
‑
5E19的集电区；
[0035]所述PNP型晶体管形成集电区时，硼注入的能量为60keV，角度为7
°
，形成掺杂浓度为1E17
‑
1E19的集电区。
[0036]所述氧化层采用干湿干的生长方式，氧化的时间为120
‑
160分钟，温度为1000
‑
1200℃。
[0037]所述每次离子注入时均进行快速热退火激活，温度为900
‑
1100摄氏度，时间为10S
‑
60S。
[0038]所述氧化层，采用干湿干的生长方式，氧化的时间为120
‑
160分钟，温度为1000
‑
1200℃。
[0039]本专利技术的有益效果在于：通过控制基区，发射区和集电区区的杂质浓度，使得该晶体管收到辐射时，性能影响较小，当晶体管收到辐射时，由于各个区域的掺杂浓度互相有梯度，辐射给予的能量占比会越低，使得IC和IB的变化率在一定范围内，因此使得放大系数没有太大改变，保证了卫星的正常运作。
附图说明
[0040]图1是本专利技术的结构示意图；
[0041]图中：1
‑
封层，2
‑
基区，3
‑
发射区A，4
‑
集电区，5
‑
保护环，6
‑
发射区B，7
‑
金属层，8
‑
合金层。
具体实施方式
[0042]下面进一步描述本专利技术的技术方案，但要求保护的范围并不局限于所述。
[0043]实施例1：
[0044]一种NPN抗辐射的晶体管制作方法为：
[0045]1制成衬底电阻率在3Ω
·
cm的N外延片；该外延片本身自带1E15的掺杂。
[0046]2进行氧化，形成氧化层，采用干湿干的生长方式，氧化的时间为130分钟，温度为1100℃，氧化层厚度为900A。不能太厚，防止出现太大的高低差，该厚度可以作为离子注入的掩蔽层。
[0047]3进行1次光刻，刻开氧化层，在指定区域上开孔。
[0048]4进行60keV，角度为7
°
的硼注入，形成基区2的P
‑
区，然后进行激活，使其掺杂浓度为1E17。
[0049]5进行2次光刻，留下指定位置：
[0050]6在指定位置进行2次能量为100keV，角度为9
°
的磷注入，形成发射区的N+区3然后激活，使其掺杂浓度为2E19；
[0051]7进行3次光刻，留下指定位置：
[0052]8进行2
‑
3次能量为100k本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种抗辐射的晶体管，包括集电区(4),集电区(4)上生成有基区(2)，其特征在于：基区(2)上镶嵌有发射区A(3)和发射区B(6)，所述集电区(4)的底部加工有合金层(8),所述基区(2)上还加工有若干保护环(5)，所述发射区A(3)和保护环(5)上设置有金属层(7)，基区(2)和保护环(5)的上端通过封层(1)封闭，所述集电区(4)、基区(2)、发射区(3)的掺杂浓度呈梯度变化。2.如权利要求1所述的抗辐射的晶体管，其特征在于：所述发射区A(6)为若干且均匀镶嵌在基区(2)中部。3.如权利要求1所述的抗辐射的晶体管，其特征在于：所述保护环(5)的下端为与发射区A(3)相同材质的掺杂层，保护环(5)的上端伸出基区(2)外与金属层(7)连接。4.如权利要求1所述的抗辐射的晶体管，其特征在于：所述封层(1)为三层，从下往上分别为氧硅层、疏松的氮化硅层、致密的氮化硅层。5.如权利要求4所述的抗辐射的晶体管，其特征在于：所述氧硅层、疏松的氮化硅层、致密的氮化硅层的浓度分别为800
‑
1300A、1800
‑
2500A、5000
‑
7000A。6.如权利要求1所述的抗辐射的晶体管，其特征在于：其制造工艺为：
①
进行外延，制成电阻率为4
‑
6Ω
·
cm的N型外延片；
②
进行氧化，形成氧化层；
③
进行一次光刻，刻开氧化层中部形成注入孔；
④
在孔内进行离子注入，形成基区(2)后进行激活，使其形成的基区掺杂浓度为1E17
‑
5E18；
⑤
在基区(2)上进行光刻，刻出发射区A(3)的注入孔；
⑥
在孔处进行离子注入，形成掺杂浓度为1E19
‑
5E19的发射区A(3)；
⑦
光刻外延片底部；
⑧
进行背面离子注入形成掺杂浓度为1E19
‑
5E19的集电区(4)；
⑨
在基区(2)上进行光刻形成保护环(5)的注入孔；
⑩
在集电结处进行离子注入，形成保护环(5)；行钝化层的生长；行第五次光刻，将保留电极以外的区域的钝化层；行正面金属化；行第六次光刻，保留电极上的金属层；行合金；行减薄工艺；行背面金属化。7.如权利要求1～6任意一项所述的抗辐射的晶体管，其特征在于：所述晶体管包括NPN型和PNP型。8.如权利要求7所述的抗辐射的晶体管，其特征在于：
所述NPN型晶体管形成P
‑
...

【专利技术属性】
技术研发人员：王博，王光磊，袁正刚，王宏，时功权，谈林乖，孟繁新，何静，洪杜桥，王贵，
申请(专利权)人：中国振华集团永光电子有限公司国营第八七三厂，
类型：发明
国别省市：