[發明專利]實現肖特基二極管的雙極IC結構的制造方法及雙極IC結構

有效

• 申請號: 201210369046.1
• 申請日: 2012-09-27
• 公開（公告）號: CN103700590B
• 公開（公告）日: 2016-11-23
• 發明（設計）人: 陳冠峰;張驍宇;卜慧琴
• 申請（專利權）人: 無錫華潤矽科微電子有限公司
• 主分類號: H01L21/331
• 分類號: H01L21/331;H01L29/73
• 代理公司: 上海智信專利代理有限公司 31002
• 代理人: 王潔

技術領域

本發明涉及半導體技術領域，特別涉及雙極集成電路生產工藝技術領域，具體是指一種實現肖特基二極管的雙極IC結構的制造方法及雙極IC結構。

背景技術

利用金屬和半導體整流接觸特性制成的二極管稱為肖特基勢壘二極管，它和PN結二極管具有類似的電流和電壓關系，即它們都有單向導電性。一般采用金屬與輕摻雜的N型硅接觸來制作肖特基二極管。該肖特基二極管的特性取決于幾個因素，包括金屬組成、硅摻雜、邊緣效應、退火條件以及是否存在表面污染物等。

在雙極集成電路設計中，為了節省成本，需要把一般外接的肖特基二極管集成在電路內部，這需要肖特基二極管的制造工藝與雙極集成電路工藝兼容。在現有技術中，通常采用在N型外延淀積特殊金屬（如鈦，鉑和鈀等）的方法來形成肖特基勢壘，因為在保持低接觸電阻的同時確保了足夠的勢壘高度，且具有穩定性高和重復性好的特點。N型硅構成肖特基二極管的陰極，而金屬構成陽極。此外，肖特基二極管需要形成通過厚場氧化層的接觸，而穿透厚場氧化層的接觸刻蝕會使基區接觸和發射區接觸出現過腐蝕。因此，一般需要執行兩步連續的氧化層去除工藝避免出現過腐蝕現象：首先減薄肖特基接觸上的場氧化層厚度，然后再形成實際的接觸孔。這樣制造的肖特基二極管需要增加一次光刻。

因此，一般雙極工藝制作高性能的肖特基二極管的方法是：首先，在刻蝕孔時增加一次肖特基接觸的光刻；然后，在淀積金屬布線時把常用的鋁硅銅濺射換成鈦、鉑和鈀等特殊金屬的濺射。增加光刻次數會帶來芯片成本的上升，而鈦，鉑和鈀等特殊金屬也是價格昂貴。用該方法來制作肖特基二極管，工序復雜，制作的工藝成本高昂。

發明內容

本發明的目的是克服了上述現有技術中的缺點，提供一種無需額外的肖特基接觸光刻，也無需采用鈦、鉑和鈀等貴金屬，同時保持這些特殊金屬形成的肖特基勢壘所具有的穩定性和重復性，制造工藝簡單，生產成本低廉，應用范圍較為廣泛的實現肖特基二極管的雙極集成電路結構的制造方法及雙極集成電路結構。

為了實現上述的目的，本發明的實現肖特基二極管功能的雙極集成電路結構的制造方法包括以下步驟：

（1）生成襯底、襯底內的N埋層和P埋層、襯底上的外延層以及外延層內的上隔離層和深磷層；

（2）利用準等平面工藝形成所述外延層內的N阱、基區和P-層，并退火；

（3）通過預淀積和再擴散生成深磷層上的發射區；

（4）通過一次蝕刻形成位于所述的基區內的肖特基接觸孔；

（5）蒸發鋁，在所述的肖特基接觸孔內形成硅化合物肖特基勢壘層。

該實現肖特基二極管功能的雙極集成電路結構的制造方法中，所述的步驟（1）具體包括以下步驟：

（11）選用P型硅制備襯底，所述襯底的晶向為〈111〉，電阻率為25Ω·cm～50Ω·cm；

（12）在襯底上生長一層厚度的氧化層，然后進行N埋層光刻、腐蝕，再進行磷淀積擴散，形成N埋層，所選用的磷的濃度ρS為18～25Ω/□，結深X_jN+為4μm；

（13）在襯底上生長一層厚度的薄氧化層，然后帶膠進行硼注入，注入能量為80kev，注入劑量為2.4E14，去膠，退火形成P埋層；

（14）在襯底上生長一層厚度為15μm的外延層，所述的外延層電阻率為4Ω·cm～5Ω·cm；

（15）在襯底上生長一層厚度為的氧化層，然后進行深磷光刻、腐蝕，再進行深磷預淀積和擴散，形成深磷層；

（16）在襯底上生長一層厚度為的氧化層，然后進行隔離光刻、腐蝕，再進行隔離CVD和再擴散形成上隔離層，所述的隔離CVD濃度ρs為3～5.5Ω/□。

該實現肖特基二極管功能的雙極集成電路結構的制造方法中，所述的步驟（2）具體包括以下步驟：

（21）去除所述的步驟（12）～（16）中生成的氧化層；

（22）在所述的襯底上生長一層厚度為的薄氧化層用作注入遮擋層；

（23）進行N阱光刻，而后進行N阱帶膠注入；

（24）進行基區光刻，而后進行基區帶膠注入；

（25）進行P-層光刻，而后進行P-層帶膠注入；

（26）去膠；

（27）二氧化硅CVD；

（28）達到1200℃后，退火30分鐘。

該實現肖特基二極管功能的雙極集成電路結構的制造方法中，所述的步驟（3）具體包括以下步驟：

（31）在所述的深磷層上進行光刻和腐蝕；

（32）進行預淀積；