Electrical and microstructural investigation of polysilicon emitter contacts for high-performance bipolar VLSI

Abstract

Les principales caracteristiques des contacts d'emetteur en silicium polycristallin des transistors bipolaires, telles que la resistance de contact et la vitesse de recombinaison sont extremement sensibles a la microstructure de l'interface silicium polycristallin/silicium monocristallin. On etablit la correlation entre la microstructure et les caracteristiques electriques de l'interface par des etudes de coupes de transistors reels, sur une meme pastille ou les vitesses d'oscillateurs en anneau ont ete mesurees, au microscope electronique par transmission. Le courant de base et la resistance d'emetteur des dispositifs les plus rapides tendent vers les valeurs typiques des emetteurs en silicium monocristallin. L'interpretation des donnees electriques et des profils d'impuretes SIMS indiquent une restructuration importante de l'interface polycristal/monocristal, confirmee par la microscopie electronique. Malgre une degradation de la performance aux courants faibles a cause de capacites de jonction plus elevees, la vitesse de commutation en courant fort est amelioree par suite de la resistance minimale de contact d'emetteur. Comme le gain de courant est assez grand et tres uniforme, il apparait que la profondeur de la jonction et la resistance de contact sont les facteurs principaux de haute performance des transistors submicroniques, plutot que le gain du a l'interface