[發(fā)明專利]一種具有增強(qiáng)的抗輻射性能的模擬集成電路加工方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110704001.4
• 申請日: 2021-06-24
• 公開（公告）號: CN113436966B
• 公開（公告）日: 2023-02-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 林和;牛崇實(shí);洪學(xué)天;黃宏嘉;張維忠
• 申請（專利權(quán)）人: 弘大芯源（深圳）半導(dǎo)體有限公司;晉芯電子制造（山西）有限公司;晉芯先進(jìn)技術(shù)研究院（山西）有限公司
• 主分類號: H01L21/263
• 分類號: H01L21/263
• 代理公司: 北京冠和權(quán)律師事務(wù)所 11399
• 代理人: 趙銀萍

本發(fā)明提出了一種具有增強(qiáng)的抗輻射性能的模擬集成電路加工方法。所述方法包括：在硅襯底的隔離單晶區(qū)中形成含有源元件和無源元件的集成電路之后，將含有有源元件和無源元件的集成電路中的輻射敏感級聯(lián)的晶體管制成復(fù)合形式的晶體管；通過α?粒子對復(fù)合形式的晶體管進(jìn)行輻照，將所述復(fù)合形式的晶體管的輻射缺陷引入發(fā)射極?基極結(jié)來調(diào)節(jié)復(fù)合晶體管的增益系數(shù)；利用γ?粒子輻照所述集成電路中的所有元件；在γ?粒子輻照所有元件后，對所述集成電路進(jìn)行穩(wěn)定退火處理，所述穩(wěn)定退火時間與形成所述集成電路過程中的原型退火時間一致。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明提出了一種具有增強(qiáng)的抗輻射性能的模擬集成電路加工方法，屬于微電子技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

智能化社會急需高可靠高性能的電子元器件與集成電路，特別是需要對不變電離輻射具有增強(qiáng)的抗輻射性的模擬集成電路，但目前市場上可供選擇的具有增強(qiáng)的抗輻射性的模擬集成電路十分稀少。現(xiàn)有的抗輻射性的線性及模擬集成電路，一般采用特殊的器件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，如環(huán)柵結(jié)構(gòu)，等來改進(jìn)器件的抗輻射性能。通過復(fù)雜的電路與器件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)來改進(jìn)集成電路的抗輻射性能會較大幅度地增加成本，并引入更多影響器件可靠性的因素。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了一種具有增強(qiáng)的抗輻射性能的模擬集成電路加工方法，本發(fā)明所述方法不僅可以用于硅基的雙極與場效應(yīng)器件以及相關(guān)的集成電路，而且可以推廣應(yīng)用于其它類型的抗輻射半導(dǎo)體器件與集成電路，如抗輻射化合物半導(dǎo)體器件與集成電路(如碳化硅（SiC）,氮化鎵(GaN),砷化鎵(GaAs),等)。用以解決現(xiàn)有技術(shù)中具有抗輻射性能的集成電路非常稀少，且現(xiàn)有集成電路的抗輻射處理方法成本高，易造成電路性能不穩(wěn)定的問題，所采取的技術(shù)方案如下：

一種具有增強(qiáng)的抗輻射性能的模擬集成電路加工方法，所述方法包括：

在硅襯底的隔離單晶區(qū)中形成含有源元件和無源元件的集成電路之后，將含有有源元件和無源元件的集成電路中的輻射敏感級聯(lián)的晶體管制成復(fù)合形式的晶體管；

通過α-粒子對復(fù)合形式的晶體管進(jìn)行輻照，將所述復(fù)合形式的晶體管的輻射缺陷引入發(fā)射極-基極結(jié)來調(diào)節(jié)復(fù)合晶體管的增益系數(shù)；

利用γ-粒子輻照所述集成電路中的所有元件；

在γ-粒子輻照所有元件后，對所述集成電路進(jìn)行穩(wěn)定退火處理，所述穩(wěn)定退火時間與形成所述集成電路過程中的原型退火時間一致。

進(jìn)一步地，所述在硅襯底的隔離單晶區(qū)中形成含有源元件和無源元件的集成電路，包括：

在基質(zhì)晶體的單晶硅區(qū)中通過氧化處理，在所述單晶硅區(qū)的表面上形成厚度為0.6μm的氧化層，經(jīng)過雜質(zhì)擴(kuò)散和再分布，接觸的金屬化與擴(kuò)散形成雙極晶體管和擴(kuò)散電阻；

在所述單晶硅區(qū)內(nèi)形成為0.7-0.8微米且摻雜濃度為2E17/cm²的區(qū)域，并且，所述雙極晶體管和擴(kuò)散電阻之間通過導(dǎo)電線連接，形成所述集成電路。

進(jìn)一步地，所述復(fù)合形式的晶體管包括第一晶體管和第二晶體管，所述復(fù)合形式的晶體管的增益通過如下公式進(jìn)行確定：

h21_e=h21_e^1+h21_e^2+h21_e^1×h21_e^2

其中，h21_e^1和h21_e^2分別表示第一晶體管和第二晶體管的增益，從上述公式可以看出，在晶體管上h21_e^1,2值~10-20時可以獲得h21_e~100-400的級聯(lián)。

進(jìn)一步地，通過α-粒子對復(fù)合形式的晶體管進(jìn)行輻照，包括：

將帶有集成電路的襯底放置在具有基于钚-239同位素的α-粒子源的輻照設(shè)備中；

通過調(diào)節(jié)襯底表面和α-粒子源之間的距離或通過采用α-粒子衰減薄膜來減少α-粒子的能量，從而使α-粒子分布的最大值落在發(fā)射極p-n結(jié)的布置深度上；