[發(fā)明專利]抑制集成無源器件品質(zhì)因子漂移的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410747733.1
• 申請日: 2014-12-08
• 公開（公告）號: CN105742152B
• 公開（公告）日: 2018-09-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳林;杜海
• 申請（專利權(quán)）人: 中芯國際集成電路制造（上海）有限公司
• 主分類號: H01L21/02
• 分類號: H01L21/02
• 代理公司: 上海申新律師事務(wù)所 31272
• 代理人: 俞滌炯

本發(fā)明涉及一種在集成無源器件中防止器件品質(zhì)因子發(fā)生負面漂移的方法。包括植入預(yù)定元素的離子至襯底中，熱處理襯底，利用離子促使襯底之中間隙氧析出氧沉淀，離子同步與間隙氧反應(yīng)生成該元素的硅氧復(fù)合體，籍此降低襯底中的間隙氧濃度，在襯底頂面形成絕緣層并制備位于絕緣層之上的集成無源器件。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體器件領(lǐng)域，更確切的說，本發(fā)明旨在提供一種在帶有電阻器、電感器和電容器的集成無源器件中防止器件品質(zhì)因子發(fā)生負面漂移的方法。

背景技術(shù)

現(xiàn)有技術(shù)中無源器件被廣泛使用，尤其射頻電路中無源器件必不可少，無源器件或者帶有無源器件的電路小型化是評估射頻技術(shù)的參數(shù)指標(biāo)之一，而且，無源器件的另一個性能參數(shù)是品質(zhì)因子(Quality-factor)，一般而言，器件的品質(zhì)因子越大，其體現(xiàn)出來的性能通常就顯得越優(yōu)異。

現(xiàn)有技術(shù)中常常在PCB板上制作分立的電感和電容來實現(xiàn)匹配，能夠極大地降低成本但無法滿足小型化的設(shè)備趨勢，然而這會占用大量的面積，尤其是這些分立器件無法集成至芯片級。終端手持設(shè)備或者基站設(shè)備等可以包括一個或多個集成電路，這些集成電路可以包括無線通信所必需的模擬電路和數(shù)字電路，實質(zhì)上這些電路可以包括電感器和電容器。隨著用于形成集成電路的技術(shù)的發(fā)展，集成電路上的有源元件(例如晶體管)的尺寸不斷減小。相對于有源元件，集成電路上的無源元件的尺寸有可能沒有減小，因為需要考慮小型化無源器件的品質(zhì)因子是否符合規(guī)范，輸入信號的損耗能否被限定在可靠范圍，因此，用先進技術(shù)形成的集成電路可能需要增大無源元件在集成電路上的面積百分比。為了降低生產(chǎn)成本并且節(jié)約面積，可以在晶圓上同時集成有源元件和無源器件。

在GHz級別的射頻集成電路中，電感可以用在芯片嵌入式(on-chip)的匹配電路、被動濾波器、電感負載、變壓器、壓控震蕩器等器件中。其中最重要的性能就是品質(zhì)因子，影響品質(zhì)因子的因素有，必須考慮金屬線圈的歐姆損耗、基底的損耗、電感的寄生電容。在過去的發(fā)展中，已經(jīng)提出許多高品質(zhì)因子電感，例如使用高導(dǎo)電率的金屬層制造金屬線圈，以減少歐姆損耗。使用多層金屬以增加電感的有效厚度，以減少高頻的基底損耗。使用低損耗的基底材料，以減少高頻的基底損耗。使用厚氧化層隔絕浮置電感和基底，以減少基底損耗等。

本發(fā)明在于可靠的在集成無源器件中防止器件品質(zhì)因子發(fā)生負面大幅度變動的制備方案，提供高性能品質(zhì)因子的晶圓級集成器件。

發(fā)明內(nèi)容

在本發(fā)明的一種抑制集成無源器件品質(zhì)因子漂移的方法中，包括以下步驟：提供具有第一導(dǎo)電類型的襯底；植入一預(yù)定元素的離子至襯底中；熱處理襯底，利用所述離子促使襯底之中間隙氧析出氧沉淀，所述離子同步與間隙氧反應(yīng)生成該元素的硅氧復(fù)合體。

籍此降低襯底中的間隙氧濃度；在所述襯底頂面形成絕緣層并制備位于絕緣層之上的集成無源器件；其中降低間隙氧濃度，主要用于抑制集成無源器件品質(zhì)因子因為間隙氧受熱擴散成氧熱施主而誘發(fā)的漂移。

上述的方法，第一導(dǎo)電類型為P型，降低間隙氧濃度用于在制備集成無源器件步驟中，避免襯底載流子濃度下降電阻率上升，和防止襯底的原始施主被氧熱施主補償而致使襯底經(jīng)由第一導(dǎo)電類型轉(zhuǎn)變成N型的第二導(dǎo)電類型。

上述的方法，第一導(dǎo)電類型為N型，降低間隙氧濃度用于在制備集成無源器件步驟中，避免襯底載流子濃度增加電阻率下降。

上述的方法，，在化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定的氣體的氣氛環(huán)境下熱處理襯底，所述化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定的氣體包括氮氣和稀有氣體。

上述的方法，熱處理所述襯底的步驟中，包括700～900攝氏度條件下進行0～16小時的熱處理過程。

上述方法，在實施植入離子的步驟之后，但在進行熱處理所述襯底的步驟之前，以RCA清洗法清洗所述襯底。

上述的方法，所述預(yù)定元素包括碳或鍺。