[發明專利]BiCMOS工藝中的PN結變容器及制造方法

有效

• 申請號: 201010585008.0
• 申請日: 2010-12-13
• 公開（公告）號: CN102544119A
• 公開（公告）日: 2012-07-04
• 發明（設計）人: 陳帆;陳雄斌
• 申請（專利權）人: 上海華虹NEC電子有限公司
• 主分類號: H01L29/93
• 分類號: H01L29/93;H01L29/06;H01L21/329
• 代理公司: 上海浦一知識產權代理有限公司 31211
• 代理人: 丁紀鐵

技術領域

本發明涉及半導體集成電路制造領域，特別是涉及一種BiCMOS工藝中的PN結變容器；本發明還涉及一種BiCMOS工藝中的PN結變容器的制造方法。

背景技術

現有BiCMOS工藝中的PN結變容器，N端即PN結的N型區的引出通常需要經過淺槽場氧即淺溝槽隔離(STI)底下的埋層或者阱和與之相連的有源區來實現。這樣的做法是由現有PN結變容器的垂直結構特點所決定的。現有PN結變容器缺點是器件面積大、連接電阻大。而且引出N端的有源區的存在及其與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一步縮小。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種BiCMOS工藝中的PN結變容器，能減小器件的面積和傳導電阻、同時還能保持良好的器件性能，能作為BiCMOS高頻電路中的輸出器件。為此，本發明還要提供一種BiCMOS工藝中的PN結變容器的制造方法。

為解決上述技術問題，本發明提供的BiCMOS工藝中的PN結變容器形成于P型硅襯底上，有源區由淺槽場氧隔離，所述PN結變容器包括：

一N型區，由形成于所述有源區中的N型離子注入區組成，所述N型區的深度大于所述淺槽場氧底部深度，所述N型區的底部橫向延伸進入所述有源區兩側的所述淺槽場氧底部。所述N型區的N型離子注入的工藝條件為：注入雜質為磷、砷，注入劑量為1e12cm^-2～5e14cm^-2，注入能量為50KeV～400KeV。

一N型贗埋層，形成于所述有源區兩側的所述淺槽場氧底部，所述N型贗埋層和所述N型區的底部橫向延伸部分形成接觸，通過在所述N型贗埋層頂部的所述淺槽場氧中形成的深孔接觸引出所述N型區。所述N型贗埋層是在所述淺槽場氧形成前在淺槽的底部通過N型離子注入形成，所述N型贗埋層的N型離子注入的工藝條件為：注入雜質為磷、砷，注入劑量大于1e14cm^-2～1e16cm^-2，注入能量為小于3KeV～50KeV。

一P型區，由形成于所述有源區中的P型離子注入區組成，所述P型區位于所述N型區的上部區域中、所述P型區和所述N型區相接觸形成PN結；通過所述P型區頂部的金屬接觸引出所述P型區。所述深孔接觸和所述N型贗埋層相接觸，是通過在所述N型贗埋層頂部的淺槽場氧中開一深孔并在所述深孔中淀積鈦/氮化鈦阻擋金屬層后、再填入鎢形成。所述P型區的P型離子注入的工藝條件為：注入雜質為硼、氟化硼，注入劑量為1e12cm^-2～5e14cm^-2，注入能量為5KeV～200KeV。

為解決上述技術問題，本發明提供的BiCMOS工藝中的PN結變容器的制造方法，包括如下步驟：

步驟一、在P型硅襯底上形成淺溝槽和有源區。

步驟二、在所述有源區兩側的淺溝槽底部的進行N型離子注入形成N型贗埋層。所述N型贗埋層的N型離子注入的工藝條件為：注入雜質為磷、砷，注入劑量大于1e14cm^-2～1e16cm^-2，注入能量為小于3KeV～50KeV。

步驟三、在所述淺溝槽中填入氧化硅形成淺槽場氧。

步驟四、在所述有源區中進行N型離子注入形成N型區，所述N型區的深度大于所述淺槽場氧底部深度，所述N型區的底部橫向延伸進入所述有源區兩側的所述淺槽場氧底部并和所述N型贗埋層形成接觸。所述N型區的N型離子注入的工藝條件為：注入雜質為磷、砷，注入劑量為1e12cm^-2～5e14cm^-2，注入能量為50KeV～400KeV。

步驟五、在所述有源區中進行P型離子注入形成P型區，所述P型區位于所述N型區的上部區域中、所述P型區和所述N型區相接觸形成PN結。所述P型區的P型離子注入的工藝條件為：注入雜質為硼、氟化硼，注入劑量為1e12cm^-2～5e14cm^-2，注入能量為5KeV～200KeV。

步驟六、對所述N型區、所述P型區和所述N型贗埋層進行退火推進。所述退火推進為快速退火推進，工藝條件為：溫度為1000℃～1050℃、時間為10秒～30秒。

步驟七、在所述N型贗埋層頂部的淺槽場氧中形成深孔接觸引出所述N型區，在所述P型區頂部形成金屬接觸引出所述P型區。所述深孔接觸是通過在所述N型贗埋層頂部的淺槽場氧中開一深孔并在所述深孔中淀積鈦/氮化鈦阻擋金屬層后、再填入鎢形成。