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Kombination eines duennen chemischen Oxids mit einer thermischen Nachoxidation als stabiles Emitterinterface fuer Bipolartransistoren

IP.com Disclosure Number: IPCOM000020546D
Published in the IP.com Journal: Volume 3 Issue 12 (2003-12-25)
Included in the Prior Art Database: 2003-Dec-25
Document File: 1 page(s) / 23K

Publishing Venue

Siemens

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Abstract

Die Stromverstaerkung von Bipolartransistoren ist proportional zur Emitterweite, also der Tiefe senkrecht zur Substratoberflaeche des Emitters im kristallinen Siliziumsubstrat. Moderne Bipolartransistoren verwenden Polysilizium-Emitter, um die Stromverstaerkung bei gleichzeitig geringer realer Emitterweite zu erhoehen. Durch das Interface zwischen Poly und Substrat wird durch die Unterdrueckung der Minoritaetsladungstraegerinjektion von der Basis in den Emitter eine Erhoehung der elektrischen Emitterweite erreicht. Dadurch entfaellt die Notwendigkeit einer realen Erhoehung der Emitterweite, die denselben elektrischen Effekt auf die Stromverstaerkung, jedoch auch einen sehr hohen Emitter-Serienwiderstand zur Folge hat und keine steilen Emitterprofile erlaubt. Eine weitere Erhoehung der Stromverstaerkung wird durch eine gezielte duenne Oxidation der Substratoberflaeche vor der Abscheidung des Emitter-Polysiliziums (Interfaceoxidation) erreicht, da die Minoritaetsladungstraegerinjektion von der Basis in den Emitter weiter verringert wird. Die Hauptschwierigkeit beim Einsatz eines Polysiliziumemitters mit oder ohne Interfaceoxidation ist die Stabilitaet der Poly/Substratgrenzflaeche. Schwankungen in der Interfacedicke bilden sich in Schwankungen in der Stromverstaerkung ab, die sich negativ auf den Einsatz der Bipolartransistoren beispielsweise in integrierten BiCMOS (Bipolar Complementary Metal Oxide Semiconductor) Schaltungen auswirken.

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Kombination eines duennen chemischen Oxids mit einer thermischen Nachoxidation als stabiles Emitterinterface fuer Bipolartransistoren

Idea: Dr. Armin Tilke, DE-Dresden; Kristin Schupke, DE-Dresden

Die Stromverstaerkung von Bipolartransistoren ist proportional zur Emitterweite, also der Tiefe senkrecht zur Substratoberflaeche des Emitters im kristallinen Siliziumsubstrat. Moderne Bipolartransistoren verwenden Polysilizium-Emitter, um die Stromverstaerkung bei gleichzeitig geringer realer Emitterweite zu erhoehen. Durch das Interface zwischen Poly und Substrat wird durch die Unterdrueckung der Minoritaetsladungstraegerinjektion von der Basis in den Emitter eine Erhoehung der elektrischen Emitterweite erreicht. Dadurch entfaellt die Notwendigkeit einer realen Erhoehung der Emitterweite, die denselben elektrischen Effekt auf die Stromverstaerkung, jedoch auch einen sehr hohen Emitter-Serienwiderstand zur Folge hat und keine steilen Emitterprofile erlaubt. Eine weitere Erhoehung der Stromverstaerkung wird durch eine gezielte duenne Oxidation der Substratoberflaeche vor der Abscheidung des Emitter-Polysiliziums (Interfaceoxidation) erreicht, da die Minoritaetsladungstraegerinjektion von der Basis in den Emitter weiter verringert wird.

Die Hauptschwierigkeit beim Einsatz eines Polysiliziumemitters mit oder ohne Interfaceoxidation ist die Stabilitaet der Poly/Substratgrenzflaeche. Schwankungen in der Interfacedicke bilden sich in Schwankungen in der Stromverstaerkung ab, die sich negativ auf den Einsatz der Bipolartransistoren beispielsweise in integrierten BiCMOS (Bipolar Complementary Metal Oxide Semiconductor) Schaltungen auswirken.

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