BiCMOS工藝中的PN結(jié)變?nèi)萜骷爸圃旆椒夹g(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種BiCMOS工藝中的PN結(jié)變?nèi)萜鳎ㄟ^采用具有正梯形形狀的鍺硅生長前定義窗口，能使P型區(qū)的鍺硅層為多晶結(jié)構(gòu)，從而能提高P型區(qū)的摻雜濃度，提高器件正向偏置時的電子發(fā)射效率。本發(fā)明專利技術(shù)采用了先進(jìn)的深孔接觸工藝和N型贗埋層的工藝，能極大地節(jié)省有源區(qū)的面積，有源區(qū)的寬度能夠縮小至0.3微米，能使有源區(qū)兩側(cè)的N型贗埋層更加充分的連接，從而能降低器件的寄生NP結(jié)效應(yīng)，以及減少器件的N端連接電阻，提高電流密度。本發(fā)明專利技術(shù)還公開了一種BiCMOS工藝中的PN結(jié)變?nèi)萜鞯闹圃旆椒ā?br />

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及半導(dǎo)體集成電路制造領(lǐng)域，特別是涉及一種BiCMOS工藝中的PN結(jié)變?nèi)萜鳎緦＠夹g(shù)還涉及一種BiCMOS工藝中的PN結(jié)變?nèi)萜鞯闹圃旆椒ā?br>技術(shù)介紹
現(xiàn)有BiCMOS工藝中的變?nèi)萜鞯腜端用單晶硅擴(kuò)散工藝形成，N端的引出通常需要經(jīng)過淺槽隔離(STI)底下的埋層或者阱和與之相連的有源區(qū)來實現(xiàn)。這樣的做法是由其器件的垂直結(jié)構(gòu)特點所決定的。其缺點是PN結(jié)電子發(fā)射效率低，器件面積大，連接電阻大。而且引出N端的有源區(qū)的存在及其與P端之間必須有STI或者其他場氧來隔離，這也限制了器件尺寸的進(jìn)一步縮小。現(xiàn)有變?nèi)萜鞑贿m合做高頻電路中的輸出器件。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)所要解決的技術(shù)問題是提供一種BiCMOS工藝中的PN結(jié)變?nèi)萜鳎芴岣咂骷蚱脮r的電子發(fā)射效率，能有效地縮小器件面積、減小器件的寄生效應(yīng)、減小器件的 N端的連接電阻、提高器件的電流密度。本專利技術(shù)還提供一種BiCMOS工藝中的PN結(jié)變?nèi)萜鞯闹圃旆椒ā榻鉀Q上述技術(shù)問題，本專利技術(shù)提供的BiCMOS工藝中的PN結(jié)變?nèi)萜餍纬捎诠枰r底上，有源區(qū)由淺槽場氧隔離即有源區(qū)的隔離結(jié)構(gòu)為淺溝槽隔離(STI)，包括一 N型區(qū)，由形成于所述有源區(qū)中的一 N型離子注入?yún)^(qū)組成，所述N型區(qū)的深度大于或等于所述淺槽場氧的底部深度。一贗埋層，由形成于所述N型區(qū)周側(cè)的所述淺槽場氧底部的N型離子注入?yún)^(qū)組成， 所述贗埋層和所述N型區(qū)的底部相接觸，在所述贗埋層頂部的所述淺槽場氧中形成有深孔接觸并引出N端。—鍺硅生長前定義窗口，由形成于所述有源區(qū)上方的第一介質(zhì)層定義而成，所述鍺硅生長前定義窗口位于所述有源區(qū)的正上方、所述鍺硅生長前定義窗口區(qū)域的所述第一介質(zhì)層被去除而將形成于所述有源區(qū)中的所述N型區(qū)露出；所述鍺硅生長前定義窗口的尺寸小于所述有源區(qū)尺寸、且所述鍺硅生長前定義窗口的尺寸為0. 1微米 0. 3微米；所述鍺硅生長前定義窗口的剖面結(jié)構(gòu)呈一上邊小于等于底邊的正梯形、且該正梯形的底邊和側(cè)邊的夾角為70度 90度。一 P型區(qū)，由填充于所述鍺硅生長前定義窗口中且還延伸到所述鍺硅生長前定義窗口外側(cè)的所述第一介質(zhì)層上的且為P型摻雜的鍺硅層組成，該鍺硅層呈多晶結(jié)構(gòu)；所述P 型區(qū)在所述鍺硅生長前定義窗口底部和所述N型區(qū)相接觸；在所述P型區(qū)頂部形成有金屬接觸并引出P端。進(jìn)一步的改進(jìn)是，所述第一介質(zhì)層為氧化膜，氮化膜，氧化膜和氮化膜的復(fù)合膜， 氧化膜和氮化膜和多晶硅的復(fù)合膜。進(jìn)一步的改進(jìn)是，在所述P型區(qū)的頂部表面還形成有金屬硅化物，在所述P型區(qū)頂部的金屬接觸和該金屬硅化物相接觸。 為解決上述技術(shù)問題，本專利技術(shù)提供的BiCMOS工藝中的PN結(jié)變?nèi)萜鞯闹圃旆椒ǎ涮卣髟谟冢ㄈ缦虏襟E步驟一、采用刻蝕工藝在硅襯底上形成有源區(qū)和淺溝槽。步驟二、在所述淺溝槽底部進(jìn)行N型離子注入形成贗埋層。步驟三、在所述淺溝槽中填入氧化硅形成淺槽場氧。步驟四、在所述有源區(qū)中進(jìn)行N型離子注入形成N型區(qū)，所述N型區(qū)的深度大于或等于所述淺槽場氧的底部深度，所述N型區(qū)的底部和所述贗埋層形成接觸。步驟五、在所述有源區(qū)和所述淺槽場氧上形成第一介質(zhì)層。步驟六、用光刻膠定義圖形，所述光刻膠在所述N型區(qū)和后續(xù)要形成的P型區(qū)和所述N型區(qū)的接觸區(qū)域處形成窗口 ；所述N型區(qū)和所述P型區(qū)的接觸區(qū)域位于所述有源區(qū)上方且小于等于所述有源區(qū)的大小。步驟七、采用干法加濕法刻蝕工藝刻蝕所述光刻膠形成的窗口下方的所述第一介質(zhì)層；刻蝕后，在所述有源區(qū)上方形成鍺硅生長前定義窗口，所述鍺硅生長前定義窗口的尺寸小于所述有源區(qū)尺寸、且所述鍺硅生長前定義窗口的尺寸為0. 1微米 0. 3微米；所述鍺硅生長前定義窗口的剖面結(jié)構(gòu)呈一上邊小于等于底邊的正梯形、且該正梯形的底邊和側(cè)邊的夾角為70度 90度。步驟八、在形成所述鍺硅生長前定義窗口后的所述硅襯底的正面淀積鍺硅層，所述鍺硅層完全填充所述鍺硅生長前定義窗口、且填充于所述鍺硅生長前定義窗口中的所述鍺硅層為多晶硅結(jié)構(gòu)，采用離子注入工藝對所述鍺硅層進(jìn)行P型摻雜。步驟九、采用光刻刻蝕工藝對所述鍺硅層進(jìn)行刻蝕，刻蝕后，由填充于所述鍺硅生長前定義窗口中且還延伸到所述鍺硅生長前定義窗口外側(cè)的所述第一介質(zhì)層上的所述鍺硅層組成所述P型區(qū)。步驟十、在所述贗埋層頂部的所述淺槽場氧中形成深孔接觸引出N端；在所述P型區(qū)的頂部形成金屬接觸引出P端。進(jìn)一步的改進(jìn)是，步驟五中所述第一介質(zhì)層為氧化膜，氮化膜，氧化膜和氮化膜的復(fù)合膜，氧化膜和氮化膜和多晶硅的復(fù)合膜，所述第一介質(zhì)層的厚度為300埃 2000埃。進(jìn)一步的改進(jìn)是，步驟八中所述鍺硅層的摻雜工藝采用BiCMOS工藝中的NPN三極管的外基區(qū)P+注入工藝。進(jìn)一步的改進(jìn)是，步驟二中所述贗埋層的N型離子注入的工藝條件為注入劑量為IeHcm 2 lel6cnT2、能量為小于!BkeV 50keV、注入雜質(zhì)為磷或砷。進(jìn)一步的改進(jìn)是，步驟四中所述N型區(qū)的N型離子注入采用CMOS工藝中的N阱注入工藝。進(jìn)一步的改進(jìn)是，步驟一中所述有源區(qū)的寬度為0. 25微米 0. 5微米。進(jìn)一步的改進(jìn)是，步驟九形成所述P型區(qū)后，還包括在所述P型區(qū)頂部形成金屬硅化物的步驟。本專利技術(shù)通過采用具有正梯形形狀的鍺硅生長前定義窗口，能使P型區(qū)的鍺硅層為多晶結(jié)構(gòu)，從而能提高P型區(qū)的摻雜濃度，提高器件正向偏置時的電子發(fā)射效率。本專利技術(shù)采用了先進(jìn)的深孔接觸工藝和N型贗埋層的工藝，能極大地節(jié)省有源區(qū)的面積，有源區(qū)的寬度能夠縮小至0. 3微米，能使有源區(qū)兩側(cè)的N型贗埋層更加充分的連接，從而能降低器件的寄生NP結(jié)效應(yīng)，以及減少器件的N端連接電阻，提高電流密度。附圖說明下面結(jié)合附圖和具體實施方式對本專利技術(shù)作進(jìn)一步詳細(xì)的說明圖1是本專利技術(shù)實施例BiCMOS工藝中的PN結(jié)變?nèi)萜鞯慕Y(jié)構(gòu)示意圖；圖2 —圖4是本專利技術(shù)實施例BiCMOS工藝中的PN結(jié)變?nèi)萜髟谥圃爝^程中的結(jié)構(gòu)示意圖。具體實施例方式如圖1所示，是本專利技術(shù)實施例BiCMOS工藝中的PN結(jié)變?nèi)萜鞯慕Y(jié)構(gòu)示意圖。本專利技術(shù)實施例BiCMOS工藝中的PN結(jié)變?nèi)萜餍纬捎诠枰r底1上，有源區(qū)由淺槽場氧3隔離，所述有源區(qū)的寬度為0. 25微米 0. 5微米。PN結(jié)變?nèi)萜靼ㄒ?N型區(qū)4，由形成于所述有源區(qū)中的一 N型離子注入?yún)^(qū)組成，所述N型區(qū)4的深度大于或等于所述淺槽場氧3的底部深度。所述N型區(qū)4的N型離子注入?yún)^(qū)采用CMOS工藝中的N阱注入工藝形成。一贗埋層2，由形成于所述N型區(qū)4周側(cè)的所述淺槽場氧3底部的N型離子注入?yún)^(qū)組成，所述贗埋層2和所述N型區(qū)4的底部相接觸；在所述贗埋層2頂部的所述淺槽場氧3 中形成有深孔接觸9并引出N端。所述贗埋層2的N型離子注入的工藝條件為注入劑量為IeHcm 2 lel6cnT2、能量為小于3keV 50keV、注入雜質(zhì)為磷或砷。圖1中可以看出， 由于所述有源區(qū)的寬度較小，這樣形成于所述有源區(qū)兩側(cè)的所述贗埋層2擴(kuò)散到所述有源區(qū)后能夠形成良好的連接。一鍺硅生長前定義窗口，由形成于所述有源區(qū)上方的第一介質(zhì)層5定義而成，所述第一介質(zhì)層5為氧化膜，氮化膜，氧化膜和氮化膜的復(fù)合膜，氧化膜和氮化膜和多晶硅的復(fù)合膜，所述第一介質(zhì)層5的厚度為300埃 2000埃。所述鍺硅生長前定義窗口位于所述有源區(qū)的正上方、所述鍺硅生長前定義窗口區(qū)域的所述第一介質(zhì)層5被去除而將形成于所述有源區(qū)中的所述N型區(qū)4露出；所述鍺硅生長前定義窗口的尺寸小于本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點】

【技術(shù)特征摘要】

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：陳帆，陳雄斌，薛愷，周克然，潘嘉，李昊，蔡瑩，陳曦，
申請(專利權(quán))人：上海華虹NEC電子有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：