[實用新型]一種雙極電容結構

有效

• 申請號: 201220747322.9
• 申請日: 2012-12-28
• 公開（公告）號: CN203038922U
• 公開（公告）日: 2013-07-03
• 發明（設計）人: 張佼佼;李小鋒;楊彥濤;肖金平;王鐸
• 申請（專利權）人: 杭州士蘭集成電路有限公司
• 主分類號: H01L27/06
• 分類號: H01L27/06;H01L23/64
• 代理公司: 上海思微知識產權代理事務所(普通合伙) 31237
• 代理人: 鄭瑋

技術領域

本實用新型屬于半導體制造工藝技術領域，尤其涉及一種雙極電容結構。

背景技術

傳統的雙極電路工藝采用的制造方法流程結合圖1到圖8做詳細的說明：

參見圖1，形成底層：選取合適的襯底材料21；通過氧化、光刻、刻蝕、注入等工藝在所述襯底材料上形成電路所需的N型摻雜埋層22及P型摻雜下隔離23；通過外延工藝生成外延層24；氧化生成的第一氧化層26，用于對不需摻雜的區域做阻擋；采用光刻、刻蝕工藝在外延層24中形成深磷窗口，通過向深磷窗口進行磷擴散摻雜、退火氧化形成N型摻雜深磷28，用于減少器件電極串聯電阻；再在外延層24中形成上隔離窗口，通過向上隔離窗口進行銅擴散摻雜、退火氧化形成P型摻雜上隔離25，形成上隔離25與下隔離23相連接的完整的隔離結構，在形成深磷和上隔離后所處的深磷窗口和上隔離窗口又重新會生長薄層的第二氧化層；參見圖2，完成兩步擴散摻雜后采用一定濃度的氫氟酸溶液漂洗(體積比為HF∶H2O＝1∶8)去凈第一氧化層26和第二氧化層；參見圖3，氧化生長的第三氧化層27(圖中未示)，用于注入犧牲層，通過光刻、注入、擴散、退火等工藝在外延層24中形成多個第一類P型摻雜區271和第二類P型摻雜區272，并去除多余的第三氧化層27，第一類P型摻雜區71在后續工藝可形成NPN晶體管基區或PNP晶體管集電區與發射區，第二類P型摻雜區272在后續工藝可形成電阻及電容器件。

參見圖4，在所述底層上淀積的底層氧化硅薄膜中分步形成電容窗口和NPN晶體管的引線孔為例：通過注入對晶體管的發射區216進行摻雜；采用化學氣相淀積的方式生成底層氧化硅薄膜29，作為引線孔的介質材料；參見圖5，在H2/O2氣氛下通過低溫退火對淀積的底層氧化硅薄膜進行增密；完成底層氧化硅薄膜的增密后，接著通過光刻、刻蝕等工藝完成電容窗口211刻蝕；參見圖6，然后在電容窗口211及底層氧化硅薄膜29上淀積完電容介質材料214(電容介質材料為氮化硅層，或在生長氮化硅層之間先生長二氧化硅層)；淀積完電容介質材料后，采用光刻、刻蝕等工藝將電容窗口外的區域電容介質材料214去除，保留所述電容窗口內電容介質材料214，用于電容介質層；接著通過擴散爐對發射區進行發射區退火工藝得到滿足產品功能的晶體管放大參數；參見圖7，然后再通過光刻、刻蝕等工藝再在底層氧化硅薄膜上做引線孔210；參見圖8，利用金屬布線工藝、鈍化及壓點工藝形成完整的電路芯片。

傳統的雙極電路中，電容器件采用低壓化學氣相淀積的方式生成氮化硅或采用低溫干氧生長致密的氧化層，也可采用氮化硅和二氧化硅的復合結構作為電容介質材料。采用常規的工藝制作方法，只形成一種電容器件，無法滿足一些特殊產品對高低壓模塊中不同電容值及耐壓的要求。

雙極電路中大量使用的器件是晶體管，其電路功能會受晶體管電學參數影響(例如特征NPN晶體管放大系數、三極管集電極開路BVebo耐壓、三極管發射極開路BVceo耐壓等參數)，尤其是放大系數，電路會對該參數有具體的規范要求。因晶體管放大參數會隨著基區及發射區注入濃度及退火結深的變化而發生變化，為滿足電路對放大系數的要求，在發射區退火加工時會先安排加工先行片退火，先行片退火完成后需在發射區增加一道光刻、刻蝕流程來形成接觸孔，完成接觸孔工藝后才能測試晶體管放大系數來確認同批次其他芯片適合的退火條件。因此，這個先行片流程會增加光刻層次，限制流水進度。

由于雙極電路工藝中使用到的光刻機是通過光學系統將掩膜版上的圖形精確地投影曝光到涂過光刻膠的硅片上的。電路版圖設計時會按一套基本的設計規則進行規定掩膜版圖形及所需尺寸，將規定參數線寬、線間距、接觸孔尺寸和電路版圖上圖形間距。每層圖形都有特殊的功能，存在固定的尺寸及容差規定，通過光刻工藝將這些圖形彼此套準形成電路過程中會存在工藝上的套準容差，若套準偏差超過圖形的容差，勢必會影響電路參數。NPN晶體管的發射區與接觸孔兩個層次對位出現偏差會導致發射區與基區短路，導致電性不良。

實用新型內容

本實用新型的目的是提供一種雙極電容結構，以優化傳統雙極電路工藝制造流程上的不足，縮短發射區退火工藝生產時間，解決某些特殊電路高低壓模塊中對電容值及電容耐壓的要求，以及解決發射區與接觸孔光刻對位精度對產品的影響。

為了解決上述問題，本實用新型提供一種雙極雙極電容結構，包括：

一半導體襯底，所述半導體襯底的外延層中有摻雜的深磷、第一類摻雜區、第二類摻雜區和上隔離；

淀積在所述半導體襯底上的第一介質層；