[發明專利]淺結互補雙極晶體管的制造方法

無效

• 申請號: 200910190948.7
• 申請日: 2009-09-25
• 公開（公告）號: CN101673715A
• 公開（公告）日: 2010-03-17
• 發明（設計）人: 李榮強;崔偉;張正元
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第二十四研究所
• 主分類號: H01L21/84
• 分類號: H01L21/84;H01L21/331
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種淺結互補雙極晶體管的制造方法，它直接應用的領域是高速互補雙極晶 體管制造領域。

背景技術

互補雙極工藝(CB)迄今已經有超過30多年的歷史，早期主要采用PNP管與NPN管 形成互補結構，1986年前后開始采用結隔離CB工藝。CB工藝的主要優點在于能同時獲得 具有極小寄生電容的高頻縱向NPN和PNP晶體管，這種互補雙極晶體管在一定的電流下， 具有很高的特征頻率f_T，因而可以使集成運算放大器在很小的靜態電流下，具有較好的頻率 特性和帶寬特性。然而互補雙極工藝制造難度大，存在結隔離不完全，漏電流大，頻率低等 缺點。

上世紀九十年代初期，國外許多模擬電路研發公司都推出了有自己特色的工藝，如TI公 司的互補雙極工藝，ADI公司基于SOI上的XFCB1工藝，哈里斯半導體公司的UHF-1工藝。 Zarlink公司于2002年推出了類似哈里斯半導體公司的UHF-1工藝而具有更小尺寸的互補工 藝，其制造出的NPN晶體管的特征頻率達到50GHz，PNP晶體管達到35GHz。這些工藝的 優點在于特征頻率高，但在應用于高精度的模擬集成電路時，其晶體管的耐壓低(BV_CEO＜ 3.0V，難以滿足較高電壓的高速模擬集成電路的高精度和動態調整需求。

發明內容

本發明的目的是提供一種深槽與淺結結合的全介質隔離技術，獲得淺結互補雙極晶體管 的制造方法，在保證較高的晶體管的特征頻率條件下，提高晶體管的耐壓(BV_CEO＞5.0V) 和厄利電壓。

本發明解決上述技術問題的技術方案在于，一種淺結互補雙極晶體管的制造方法，其步 驟為：

(1)通過硅/硅鍵合、減薄拋光方法形成SOI材料片的步驟，其步驟包括對P型硅襯底 片清洗；氧化，形成600±50nm厚的SiO₂層；清洗；與未經氧化的另一硅片進行常溫硅/硅 鍵合；在氮氣保護下，經450℃處理1小時、850℃處理1小時、1200℃處理3小時的高溫退 火；減薄拋光，形成3～5μm厚硅膜的P^-型SOI材料片；

(2)在所述SOI材料片上通過深槽刻蝕、多晶硅回填的深槽介質隔離加淺隔離墻方法， 結合具有淺結多晶硅發射極的縱向NPN管與縱向PNP管兼容的互補雙極工藝制作所述淺結 互補雙極晶體管的步驟，其步驟包括：

(1)在所述SOI材料片上制作N⁺埋層和NWELL埋層；

(2)在形成N⁺埋層和NWELL埋層后的所述SOI材料片上制作P⁺埋層；

(3)在形成P⁺埋層后的所述SOI材料片上制作N^-超薄外延層；

(4)在形成N^-超薄外延層后的所述SOI材料片上制作深槽刻蝕、多晶硅回填的介質隔 離槽區；

(5)在形成介質隔離區后的所述SOI材料片上制作淺隔離墻；

(6)在形成淺隔離墻后的所述SOI材料片上制作縱向NPN管的N⁺穿透區和縱向PNP 管的P⁺穿透區、下集電區；

(7)在形成縱向NPN管的N⁺穿透區和縱向PNP管的P⁺穿透區、下集電區后的所述SOI 材料片上制作縱向NPN管的基區、高硼接觸區和縱向PNP管的基區；

(8)在形成縱向NPN管的基區、高硼接觸區后的所述SOI材料片上制作縱向NPN管的 發射區、集電區和縱向PNP管的發射區、集電區；

(9)在形成縱向NPN管的發射區、集電區和縱向PNP管的發射區、集電區后的所述SOI 材料片上制作金屬薄膜電阻和金屬引線、鈍化層。