[發明專利]一種雙極與P溝自對準JFET管兼容工藝

有效

• 申請號: 201210425955.2
• 申請日: 2012-10-31
• 公開（公告）號: CN102915974A
• 公開（公告）日: 2013-02-06
• 發明（設計）人: 丁繼洪;呂東鋒;陳計學;李蘇蘇;簡崇璽
• 申請（專利權）人: 華東光電集成器件研究所
• 主分類號: H01L21/8248
• 分類號: H01L21/8248
• 代理公司: 安徽省蚌埠博源專利商標事務所 34113
• 代理人: 楊晉弘

1.一種雙極與P溝自對準JFET管兼容工藝，包括以下步驟：

【1】、埋層氧化：在基片（1）上生長一層二氧化硅埋層（2）；

【2】、埋層光刻：在埋層（2）上光刻N+區圖形（3）；

【3】、埋層砷注入：在N+區圖形（3）中，利用離子注入技術注入砷埋層（4），砷注入劑量為5E15的砷雜質，注入能量為70Kev；

【4】、砷埋層退火：退火后形成埋層砷氧化層（5），具體退火步驟如下：

在氧化擴散爐中，溫度為800℃～1180℃～800℃條件下，氣體時間與模式為：在800℃時通入50min的N₂及小O₂，升溫至1180℃并保持穩定，1180℃時依次通入20minN₂、5minO₂、400minN₂、30minO₂，最后通入N₂降溫至800℃，使注入的砷雜質再分布到一定的結深，砷埋層砷4的方塊電阻小于18Ω/方塊，氧化層厚度為230±10nm；

【5】、P+區光刻?：在基片上兩側對稱位置，通過光刻工藝分別光刻出P+區（6）的圖形；?

【6】、P+埋層區注硼：在P+區利用離子注入技術形成P+埋層（8）,注入劑量為3.4E14的硼雜質，注入能量為60Kev；

【7】、下隔離退火：將基片退火，在P+埋層（8）上形成氧化層（7），退火條件為：

在氧化擴散爐溫度為920℃～1150℃～920℃條件下，氣體時間與模式為：在920℃時依次通入30分O₂、30N₂及小O₂，升溫并1150℃保持穩定，在1150℃時依次通入10minO₂、40minN₂、10minO₂、10min濕O₂、10minO₂，最后通入N₂降溫至800℃，使注入的硼雜質再分布到一定的結深；?

【8】、外延：利用HCL拋光腐蝕基片硅50～100nm，把上面的氧化層去掉，然后在外延爐中有氫氣以及氯化氫氣體的條件下，生長一層單晶硅外延層（9），生長參數為ρ：3.2～3.8Ω.cm；w：12.5～13.5μm；

【9】、隔離氧化：在外延層（9）上生長一層氧化層（10），隔離氧化工藝采用的條件為：在爐溫為1100±1℃條件下，氣體時間與模式為：依次通入10minO₂、140min濕O₂、10minO₂，生長一層1000±50nm的氧化層（10）；

【10】、隔離區硼預涂：通過光刻工藝制作隔離區（11）圖形與P+埋層（8）對準，隔離區（11）在爐溫為920℃～1020℃～920℃的條件下，氣體時間與模式為：920℃時通入35min?N₂升溫至1020℃，通入26min?N₂并降溫至20℃，將硼源擴散到隔離區（11）表面，形成一定結深分布的硼預涂層（12）與P+埋層（8）對準，硼預涂層（12）的方塊電阻為(16～18)Ω/方塊；

【11】、隔離主擴：將硼預涂完的基片取出馬上送入主擴爐內進行升溫擴散，條件為：800℃～1180℃～800℃條件下，氣體時間與模式為：800℃時，通入50分鐘O₂升溫至1180℃并保持穩定，在1180℃時依次通入10minO₂、180minN₂、20minO₂，最后通入N₂并降溫至800℃，使硼預涂層（12）的硼雜質在隔離槽內向下擴散與P+埋層（8）相連接，從而使N_外延層割為獨立的隔離島，實現器件與器件之間的PN結隔離；

【12】、基區光刻：在基片中間，利用光刻技術形成溝道區（13）圖形，并將需要注入的區域氧化層腐蝕干凈；

【13】、基區硼注入：在基片中間的溝道區（13）中，利用離子注入技術注入基區硼（14）,注入劑量為7E12的P31＋雜質,注入能量為80Kev；

【14】、基區主擴：在基區硼（14）上面生長氧化層（10），在氧化擴散爐溫度為920℃～1100℃～920℃條件下，氣體時間與模式為：920℃時通入10minO₂，并升溫至1100℃，在1100℃時依次通入40minTCA及O₂、10min?O₂、25minN₂，最后通入?N₂降溫至920℃，使注入的硼雜質再分布擴散，形成一定深度的基區硼（14）；

【15】、發射區光刻：在基區硼（14）的兩側，利用光刻技術形成發射區（15）圖形，并將該區域的氧化層腐蝕干凈；

【16】、發射區注磷：在發射區（15）中，利用離子注入技術注入發射區磷（16）,注入劑量為1E16的P31＋雜質,注入能量為60Kev；

【17】、發射區主擴：在氧化擴散爐爐溫為1100±1℃條件下，氣體時間與模式為：依次通入5min?O₂、23minTCA及?O₂、5min?O₂；在N+發射區磷16上生長100±10nm的熱氧化層（10）將發射層磷（16）覆蓋；

【18】、?溝道區光刻：在基片中間，利用光刻技術形成溝道區（17）圖形；

【19】、柵區預氧化：利用熱氧化工藝條件生長薄氧化層,用做溝道區和柵區注入的掩蔽層；

【20】、溝道區注硼：在溝道區（17）中，利用離子注入技術注入溝道硼雜質層（18），使硼雜質層（18）與基區硼（14）相連，硼雜質注入劑量為7E12的P31＋雜質,注入能量為80Kev；

【21】、溝道區主擴：利用氧化擴散過程，將注入的硼雜質層（18）進行推進擴散，?以及對基片表面損傷晶胞進行修復處理；

【22】、柵區注入：利用離子注入技術,?在硼雜質層（18）上注入磷雜質（19）；

【23】、柵區退火：利用氧化擴散過程，將注入的磷雜質（19）進行推進擴散，在磷雜質（19）上形成氧化層（10），以及對硅片表面損傷晶胞進行修復處理；

【24】、沉積氮化硅：在基片的氧化層（10）上淀積一層35～40nm的氮化硅薄膜掩蔽層（20）；

【25】、退火：利用高溫退火過程對PJFET管以及雙極NPN管、PNP管等進行優化調試，使其器件參數達到器件設計值；

【26】、引線孔光刻：利用光刻技術形成引線孔圖形，并將引線孔區域的氧化層腐蝕干凈；

【27】、濺鋁：在基片上濺射一層1.2～1.5μm的純鋁膜，在引線孔中形成鋁引線實現電路的自連與互連；

【28】、鋁光刻：利用光刻工藝，腐蝕掉濺射層純鋁膜的無用部分，即形成鋁引線（21）；

【29】、合金退火：在500℃氮氣下進行合金退火，合金時間30分鐘，使鋁壓點與硅形成良好歐姆接觸。