[發(fā)明專利]BiCMOS工藝中的寄生PIN器件及制造方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110259144.5
• 申請日: 2011-09-02
• 公開（公告）號: CN102412308A
• 公開（公告）日: 2012-04-11
• 發(fā)明（設計）人: 胡君;劉冬華;段文婷;石晶;錢文生
• 申請（專利權）人: 上海華虹NEC電子有限公司
• 主分類號: H01L29/868
• 分類號: H01L29/868;H01L29/06;H01L21/329;H01L21/265
• 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

1.一種BiCMOS工藝中的寄生PIN器件，其特征在于：所述寄生PIN器件形成于一P型硅襯底上，有源區(qū)通過淺溝槽隔離氧化層進行隔離，所述寄生PIN器件包括：

一I型區(qū)，是由形成于有源區(qū)中的N型集電極注入區(qū)組成；

一N型區(qū)，由形成于所述有源區(qū)側面的所述淺溝槽隔離氧化層底部的N型贗埋層組成；所述N型區(qū)和所述有源區(qū)相隔一段距離，所述N型區(qū)和延伸到所述淺溝槽隔離氧化層底部的所述I型區(qū)相接觸；在所述N型區(qū)頂部的所述淺溝槽隔離氧化層中形成有深孔接觸，所述深孔接觸和所述N型區(qū)接觸并將所述N型區(qū)引出；

一P型區(qū)，由形成于所述有源區(qū)表面上的摻有N型雜質的本征基區(qū)外延層組成，和所述I型區(qū)相接觸，所述P型區(qū)通過在其上部形成一金屬接觸引出。

2.如權利要求1所述的BiCMOS工藝中的寄生PIN器件，其特征在于：所述N型贗埋層的雜質濃度范圍為1e19cm^-3～1e21cm^-3，通過在所述淺溝槽隔離氧化層底部進行離子注入形成，該離子注入的注入劑量為1e14cm^-2～1e16cm^-2、注入能量小于30Kev、注入雜質為磷或砷或銻。

3.如權利要求1所述的BiCMOS工藝中的寄生PIN器件，其特征在于：所述P型區(qū)的本征基區(qū)外延層為P型摻雜的硅外延、或鍺硅外延、或鍺硅碳外延，所述P型摻雜的雜質濃度范圍為1e19cm^-3～1e21cm^-3，是通過在位P型摻雜和外基區(qū)離子注入形成，所述外基區(qū)離子注入的注入雜質為硼或氟化硼、注入劑量為1e14cm^-2～1e15cm^-2、注入能量為2KeV～30KeV。

4.如權利要求1所述的BiCMOS工藝中的寄生PIN器件，其特征在于：所述I型區(qū)的集電極注入區(qū)的注入雜質為磷或砷、注入劑量為1e12cm^-2～5e13cm^-2、注入能量為100KeV～2000KeV。

5.如權利要求1所述的BiCMOS工藝中的寄生PIN器件，其特征在于：所述N型區(qū)和所述有源區(qū)間相隔的距離根據(jù)所述寄生PIN器件的隔離性能需求進行確定，該距離越大，所述寄生PIN器件的隔離性能越好。

6.一種BiCMOS工藝中的寄生PIN器件的制造方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟一、利用淺溝槽刻蝕工藝在一P型硅襯底上形成淺溝槽，并由所述淺溝槽隔離出有源區(qū)；

步驟二、通過在所述淺溝槽底部進行N型贗埋層離子注入形成N型區(qū)，所述N型區(qū)和所述有源區(qū)相隔一段距離；

步驟三、在所述淺溝槽中填入氧化硅形成淺溝槽隔離氧化層；

步驟四、在有源區(qū)中進行P型的集電極注入形成I型區(qū)，所述I型區(qū)還延伸到所述淺溝槽隔離氧化層的底部；

步驟五、對所述硅襯底進行熱退火，所述N型區(qū)在退火過程中縱向擴散和橫向擴散并和所述I型區(qū)在所述淺溝槽隔離氧化層的底部形成接觸；

步驟六、在所述有源區(qū)表面上形成一本征基區(qū)外延層、并對所述本征基區(qū)外延層進行P型的外基區(qū)離子注入形成P型區(qū)，該P型區(qū)和所述I型區(qū)形成接觸；

步驟七、在所述N型區(qū)上部的所述淺溝槽隔離氧化層中形成深孔接觸引出所述N型區(qū)，在所述P型區(qū)上部做金屬接觸引出所述P型區(qū)。

7.如權利要求6所述方法，其特征在于：步驟二中所述N型贗埋層離子注入的注入劑量為1e14cm^-2～1e16cm^-2、注入能量小于30Kev、注入雜質為磷或砷或銻。

8.如權利要求6所述方法，其特征在于：步驟四中所述集電極注入的注入雜質為磷或砷、注入劑量為1e12cm^-2～51e13cm^-2、注入能量為100KeV～2000KeV。

9.如權利要求6所述方法，其特征在于：步驟六中所述本征基區(qū)外延層為在位P型摻雜的硅外延、或鍺硅外延、或鍺硅碳外延，所述外基區(qū)離子注入的注入雜質為硼或氟化硼、注入劑量為1e14cm^-2～1e15cm^-2、注入能量為2KeV～30KeV。

10.如權利要求6所述方法，其特征在于：所述N型區(qū)和所述有源區(qū)間相隔的距離根據(jù)所述寄生PIN器件的隔離性能需求進行確定，該距離越大，所述寄生PIN器件的隔離性能越好。