專利名稱：BiCMOS工藝中垂直寄生型PNP器件及制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體集成電路制造領(lǐng)域，特別是涉及ー種BiCMOSエ藝中垂直寄生型PNP器件，本發(fā)明還涉及該BiCMOSエ藝中垂直寄生型PNP器件的制造方法。
背景技術(shù)：
在射頻應(yīng)用中，需要越來越高的器件特征頻率。在BiCMOSエ藝技術(shù)中，NPN三極管，特別是鍺硅異質(zhì)結(jié)三極管(SiGe)或者鍺硅碳異質(zhì)結(jié)三極管(SiGeC HBT)則是超高頻器件的很好選擇。并且SiGeエ藝基本與硅エ藝相兼容，因此SiGe HBT已經(jīng)成為超高頻器件的主流之一。在這種背景下，其對(duì)輸出器件的要求也相應(yīng)地提高，比如具有一定的電流增益系數(shù)和截止頻率?，F(xiàn)有技術(shù)中輸出器件能采用垂直型寄生PNP三極管，現(xiàn)有BiCMOSエ藝中垂直寄生型PNP器件的集電極的引出通常先由一形成于淺槽隔離(STI)即淺槽場(chǎng)氧底部的埋層或阱和器件的集電區(qū)相接觸并將集電區(qū)引出到和集電區(qū)相鄰的另一個(gè)有源區(qū)中、通過在該另ー 個(gè)有源區(qū)中形成金屬接觸引出集電極。這樣的做法是由其器件的垂直結(jié)構(gòu)特點(diǎn)所決定的。 其缺點(diǎn)是器件面積大，集電極的連接電阻大。由于現(xiàn)有技術(shù)中的集電極的引出要通過ー和集電區(qū)相鄰的另一個(gè)有源區(qū)來實(shí)現(xiàn)、且該另ー個(gè)有源區(qū)和集電區(qū)間需要用STI或者其他場(chǎng)氧來隔離，這樣就大大限制了器件尺寸的進(jìn)ー步縮小。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供ー種BiCMOSエ藝中垂直寄生型PNP器件，能用作高速、高増益BiCMOS電路中的輸出器件，為電路提供多一種器件選擇，能有效地縮小器件面積、減小PNP管的集電極電阻、提高器件的性能；本發(fā)明還提供該BiCMOSエ藝中垂直寄生型PNP器件的制造方法，無須額外的エ藝條件，能夠降低生產(chǎn)成本。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供的BiCMOSエ藝中垂直寄生型PNP器件形成于硅襯底上，有源區(qū)由淺槽場(chǎng)氧隔離，所述垂直寄生型PNP器件包括ー集電區(qū)，由形成于所述有源區(qū)中的一 P型離子注入?yún)^(qū)組成，所述集電區(qū)的深度大于或等于所述淺槽場(chǎng)氧的底部深度。所述集電區(qū)的P型離子注入的注入雜質(zhì)為硼，分兩步注入實(shí)現(xiàn)第一歩注入劑量為IellcnT2 5el3cnT2、注入能量為IOOkeV 300keV ；第二步注入劑量為5elIcnT2 lel3cm_2、注入能量為30keV lOOkeV。—贗埋層，由形成于所述集電區(qū)兩側(cè)的所述淺槽場(chǎng)氧底部的P型離子注入?yún)^(qū)組成，所述贗埋層橫向延伸進(jìn)入所述有源區(qū)并和所述集電區(qū)形成接觸，通過在所述贗埋層頂部的所述淺槽場(chǎng)氧中形成的深孔接觸引出集電極。所述贗埋層的P型離子注入的エ藝條件為注入劑量為IeHcm2 lel6Cm_2、能量為小于15keV、注入雜質(zhì)為硼或ニ氟化硼。一基區(qū)，由形成于所述有源區(qū)中的一 N型離子注入?yún)^(qū)組成；所述基區(qū)位于所述集電區(qū)上部并和所述集電區(qū)相接觸。所述基區(qū)的N型離子注入的エ藝條件為注入雜質(zhì)為磷或者砷、能量條件為IOOKev 300Kev、劑量為lel2cm_2 lel4cm_2。
一發(fā)射區(qū)，由形成于所述有源區(qū)中的一 P型離子注入?yún)^(qū)組成；所述發(fā)射區(qū)的橫向尺寸小于所述基區(qū)的橫向尺寸、所述發(fā)射區(qū)的結(jié)深小于所述基區(qū)的結(jié)深，所述發(fā)射區(qū)處于所述基區(qū)的上部并和所述基區(qū)形成接觸；通過在所述發(fā)射區(qū)頂部形成的金屬接觸引出發(fā)射極。所述發(fā)射區(qū)的P型離子注入的工藝條件為能量條件為lev lOOKev、劑量為 Ie 13cm 2 5el5cm 2。一 N型多晶硅，所述N型多晶硅形成于所述基區(qū)上部并和所述基區(qū)相接觸，通過在所述N型多晶硅上形成的金屬接觸引出基極。所述N型多晶硅通過第一介質(zhì)層和所述發(fā)射區(qū)相隔離，所述第一介質(zhì)層為氧化硅、氮化硅、或氧化硅加氮化硅、或氮氧化硅加氮化硅。所述N型多晶硅采用離子注入工藝進(jìn)行摻雜，摻雜工藝條件為注入劑量為IeHcm 2 lel6cnT2、能量為150keV 200keV、注入雜質(zhì)為砷或磷。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供的BiCMOS工藝中垂直寄生型PNP器件的制造方法包括如下步驟步驟一、采用刻蝕工藝在硅襯底上形成有源區(qū)和淺溝槽。其中刻蝕工藝采用氮化硅硬質(zhì)掩模，所述氮化硅硬質(zhì)掩模形成于所述硅襯底的所述有源區(qū)表面上。步驟二、在所述有源區(qū)進(jìn)行N型離子注入形成基區(qū)；所述基區(qū)的深度小于所述淺溝槽的底部深度。，其中的所述基區(qū)的N型離子注入是穿過所述氮化硅硬質(zhì)掩模注入到所述有源區(qū)中，所述基區(qū)的N型離子注入的工藝條件為注入雜質(zhì)為磷或者砷、能量條件為 IOOKev 300Kev、劑量為 lel2cnT2 lel4cnT2。步驟三、在所述淺溝槽底部進(jìn)行P型離子注入形成贗埋層。所述贗埋層的P型離子注入的工藝條件為注入劑量為IeHcm2 lel6Cm_2、能量為小于15keV、注入雜質(zhì)為硼或二氟化硼。步驟四、進(jìn)行退火工藝，所述贗埋層橫向和縱向擴(kuò)散進(jìn)入所述有源區(qū)中。退火的工藝條件為溫度為900°C 1100°C，時(shí)間為10分鐘 100分鐘。步驟五、在所述淺溝槽中填入氧化硅形成淺槽場(chǎng)氧。步驟六、在所述有源區(qū)中進(jìn)行P型離子注入形成集電區(qū)，所述集電區(qū)的深度大于或等于所述淺槽場(chǎng)氧的底部深度，所述集電區(qū)在底部和所述贗埋層形成接觸；所述集電區(qū)的頂部和所述基區(qū)形成接觸。所述集電區(qū)的P型離子注入的注入雜質(zhì)為硼，分兩步注入實(shí)現(xiàn)第一步注入劑量為IellcnT2 5el3cnT2、注入能量為IOOkeV 300keV ；第二步注入劑量為 5elIcnT2 lel3cm_2、注入能量為 30keV IOOkeV。步驟七、在所述基區(qū)上部形成N型多晶硅，所述N型多晶硅和所述基區(qū)相接觸。 所述N型多晶硅采用離子注入工藝進(jìn)行摻雜，摻雜工藝條件為注入劑量為IeHcm2 lel6cnT2、能量為150keV 200keV、注入雜質(zhì)為砷或磷。步驟八、刻蝕掉部分所述N型多晶硅，在所述有源區(qū)頂部形成發(fā)射區(qū)窗口，所述發(fā)射區(qū)窗口橫向尺寸小于所述有源區(qū)的橫向尺寸；在所述發(fā)射區(qū)窗口下的有源區(qū)中進(jìn)行P 型離子注入形成發(fā)射區(qū)，所述發(fā)射區(qū)的橫向尺寸小于所述基區(qū)的橫向尺寸、所述發(fā)射區(qū)的結(jié)深小于所述基區(qū)的結(jié)深，所述發(fā)射區(qū)處于所述基區(qū)的上部并和所述基區(qū)形成接觸。所述發(fā)射區(qū)的P型離子注入的工藝條件為能量條件為lev lOOKev、劑量為le13cm_2 5el5cm20步驟九、在所述贗埋層頂部的所述淺槽場(chǎng)氧中形成深孔接觸引出集電極；在所述N型多晶硅的頂部形成金屬接觸引出基板；在所述發(fā)射區(qū)的頂部形成金屬接觸引出發(fā)射扱。更進(jìn)一歩改進(jìn)是，步驟七中在所述N型多晶硅和所述有源區(qū)的部分區(qū)域間還形成有第一介質(zhì)層，所述第一介質(zhì)層為氧化硅、氮化硅、或氧化硅加氮化硅、或氮氧化硅加氮化硅，所述第一介質(zhì)層區(qū)域外的所述N型多晶硅和所述基區(qū)形成接觸；步驟八中是通過蝕掉部分所述N型多晶硅和所述第一介質(zhì)層在所述有源區(qū)頂部形成發(fā)射區(qū)窗ロ ；形成所述發(fā)射區(qū)后在所述發(fā)射區(qū)和所述N型多晶硅間隔離有所述第一介質(zhì)層；所述發(fā)射區(qū)的P型離子注入エ藝條件為。本發(fā)明的BiCMOSエ藝中垂直寄生型PNP器件，具有較大的電流放大系數(shù)和較好的頻率特性，能用作高速、高増益BiCMOS電路中的輸出器件，為電路提供多ー種器件選擇；本發(fā)明器件通過采用先進(jìn)的深孔接觸エ藝與P型贗埋層直接接觸，來引出本發(fā)明器件的集電扱，使有效的減少器件的面積；另外由于引出位置到集電區(qū)的距離縮短，加上高摻雜的P型贗埋層，能使器件的集電極的電阻有效地減小、能提高器件的頻率特性同時(shí)保持器件的電流増益不受影響。本發(fā)明的制造方法采用現(xiàn)有BiCMOSエ藝條件，能降低生產(chǎn)成本。


下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)ー步詳細(xì)的說明圖1是本發(fā)明實(shí)施例BiCMOSエ藝中垂直寄生型PNP器件的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2A-圖2G是本發(fā)明實(shí)施例的BiCMOSエ藝中垂直寄生型PNP器件在制造過程中的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3A是TCAD模擬的本發(fā)明實(shí)施例的BiCMOSエ藝中垂直寄生型PNP器件的輸入特性曲線；圖加是TCAD模擬的本發(fā)明實(shí)施例的BiCMOSエ藝中垂直寄生型PNP器件的増益曲線。
具體實(shí)施例方式如圖1所示，是本發(fā)明實(shí)施例BiCMOSエ藝中垂直寄生型PNP器件的結(jié)構(gòu)示意圖， 本發(fā)明實(shí)施例BiCMOSエ藝中垂直寄生型PNP器件，形成于P型硅襯底1上并在所述P型硅襯底1上形成有N型深阱2，有源區(qū)由淺槽場(chǎng)氧3隔離即為淺溝槽隔離(STI)，所述垂直寄生型PNP器件包括一集電區(qū)7，由形成于所述有源區(qū)中的一 P型離子注入?yún)^(qū)組成，所述集電區(qū)7的深度大于或等于所述淺槽場(chǎng)氧3的底部深度。所述集電區(qū)7的P型離子注入的注入雜質(zhì)為硼， 分兩步注入實(shí)現(xiàn)第一歩注入劑量為IellcnT2 5el3cnT2、注入能量為IOOkeV 300keV ； 第二步注入劑量為5elIcnT2 lel3cm_2、注入能量為30keV lOOkeV。一贗埋層6，由形成于所述集電區(qū)7兩側(cè)的所述淺槽場(chǎng)氧3底部的P型離子注入?yún)^(qū)組成，所述贗埋層6橫向延伸進(jìn)入所述有源區(qū)并和所述集電區(qū)7形成接觸，通過在所述贗埋層6頂部的所述淺槽場(chǎng)氧3中形成的深孔接觸12引出集電極。所述贗埋層6的P型離子注入的ェ藝條件為注入劑量為IeHcm2 lel6Cm_2、能量為小于15keV、注入雜質(zhì)為硼或 ニ氟化硼。4/5頁一基區(qū)5，由形成于所述有源區(qū)中的一 N型離子注入?yún)^(qū)組成；所述基區(qū)5位于所述集電區(qū)7上部并和所述集電區(qū)7相接觸。所述基區(qū)5的N型離子注入的工藝條件為注入雜質(zhì)為磷或者砷、能量條件為IOOKev 300Kev、劑量為lel2cnT2 lel4cm 2。一發(fā)射區(qū)10，由形成于所述有源區(qū)中的一 P型離子注入?yún)^(qū)組成；所述發(fā)射區(qū)10的橫向尺寸小于所述基區(qū)5的橫向尺寸、所述發(fā)射區(qū)10的結(jié)深小于所述基區(qū)5的結(jié)深，所述發(fā)射區(qū)10處于所述基區(qū)5的上部并和所述基區(qū)5形成接觸；通過在所述發(fā)射區(qū)10頂部形成的金屬接觸引出發(fā)射極。所述發(fā)射區(qū)10的P型離子注入的工藝條件為能量條件為!BKev lOOKev、劑量為 lel3cnT2 5el5cnT2。一 N型多晶硅9，所述N型多晶硅9形成于所述基區(qū)5上部并和所述基區(qū)5相接觸，通過在所述N型多晶硅9上形成的金屬接觸13引出基極。所述N型多晶硅9通過第一介質(zhì)層8和所述發(fā)射區(qū)10相隔離。所述第一介質(zhì)層8為氧化硅、氮化硅、或氧化硅加氮化硅、或氮氧化硅加氮化硅。所述N型多晶硅9采用離子注入工藝進(jìn)行摻雜，摻雜工藝條件為 注入劑量為IeHcm 2 lel6cnT2、能量為150keV 200keV、注入雜質(zhì)為砷或磷。上述結(jié)構(gòu)中，在所述發(fā)射區(qū)和所述外基區(qū)的表面都覆蓋有硅化物11，所述硅化物 11能降低寄生電阻。最后通過金屬線14實(shí)現(xiàn)器件的互連。如圖2A-圖2G所示，為本發(fā)明實(shí)施例的BiCMOS工藝中垂直寄生型PNP器件在制造過程中的結(jié)構(gòu)示意圖，本發(fā)明實(shí)施例的BiCMOS工藝中垂直寄生型PNP器件的制造方法包括如下工藝步驟步驟一、如圖2A所示，采用刻蝕工藝在P型硅襯底1上形成有源區(qū)和淺溝槽3a。 刻蝕工藝采用氮化硅硬質(zhì)掩模4，所述氮化硅硬質(zhì)掩模4的形成方法為首先在所述硅襯底上生長(zhǎng)一氮化硅層、再通過光刻刻蝕工藝將要形成所述淺溝槽的區(qū)域的所述氮化硅去除、 使所述氮化硅硬質(zhì)掩模4只覆蓋于所述硅襯底1的所述有源區(qū)表面上。所述淺溝槽3a形成后，再通過N型深阱注入形成深阱2。步驟二、如圖2B所示，在所述有源區(qū)進(jìn)行N型離子注入形成基區(qū)5，所述基區(qū)5的深度小于所述淺溝槽3a的底部深度。所述基區(qū)5的N型離子注入是穿過所述氮化硅硬質(zhì)掩模4注入到所述有源區(qū)中，所述基區(qū)5的N型離子注入的工藝條件為注入雜質(zhì)為磷或者砷、能量條件為IOOKev 300Kev、劑量為lel2cnT2 lel4cm 2。所述基區(qū)5的N型離子注入同時(shí)注入到了所述淺溝槽3a的底部。步驟三、如圖2C所示，在所述淺溝槽3a底部進(jìn)行P型離子注入形成贗埋層6。所述贗埋層6的P型離子注入的工藝條件為注入劑量為161如!11_2 1616(^_2、能量為小于 15keV、注入雜質(zhì)為硼或二氟化硼。步驟四、如圖2D所示，進(jìn)行退火工藝，所述贗埋層6橫向和縱向擴(kuò)散進(jìn)入所述有源區(qū)中。所述退火的工藝條件為溫度為900°C 1100°C，時(shí)間為10分鐘 100分鐘。步驟五、如圖2E所示，在所述淺溝槽3a中填入氧化硅形成淺槽場(chǎng)氧3。步驟六、如圖2E所示，在所述有源區(qū)中進(jìn)行P型離子注入形成集電區(qū)7，所述集電區(qū)7的深度大于或等于所述淺槽場(chǎng)氧3的底部深度并和所述贗埋層6形成接觸。所述集電區(qū)7的P型離子注入的采用現(xiàn)有的CMOSP阱注入工藝，注入雜質(zhì)為硼，分兩步注入實(shí)現(xiàn) 第一步注入劑量為IellcnT2 kl3cnT2、注入能量為IOOkeV 300keV ；第二步注入劑量為 5elIcnT2 lel3cm_2、注入能量為 30keV IOOkeV。
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步驟七、如圖2F所示，在所述有源區(qū)的部分區(qū)域上也即所述基區(qū)5的部分區(qū)域上形成第一介質(zhì)層8，所述第一介質(zhì)層8為氧化硅、氮化硅、或氧化硅加氮化硅、或氮氧化硅加氮化硅。在所述P型硅襯底1上形成N型多晶硅9，形成后的結(jié)構(gòu)為在所述N型多晶硅9和所述有源區(qū)的部分區(qū)域間還間隔有所述第一介質(zhì)層8，所述第一介質(zhì)層8區(qū)域外的所述有源區(qū)上的所述N型多晶硅9和所述基區(qū)5形成接觸。所述N型多晶硅9采用離子注入工藝進(jìn)行摻雜，摻雜工藝條件為注入劑量為IeHcm 2 le16cnT2、能量為150keV 200keV、注入雜質(zhì)為砷或磷。步驟八、如圖2G所示，蝕掉部分所述N型多晶硅9和所述第一介質(zhì)層8在所述有源區(qū)頂部形成發(fā)射區(qū)窗口 ；所述發(fā)射區(qū)窗口橫向尺寸小于所述有源區(qū)的橫向尺寸；在所述發(fā)射區(qū)窗口下的有源區(qū)中進(jìn)行P型離子注入形成發(fā)射區(qū)10，所述發(fā)射區(qū)10的橫向尺寸小于所述基區(qū)5也即所述有源區(qū)的橫向尺寸、所述發(fā)射區(qū)10的結(jié)深小于所述基區(qū)5的結(jié)深，所述發(fā)射區(qū)10處于所述基區(qū)5的上部并和所述基區(qū)5形成接觸。最后還需刻蝕所述N型多晶硅9形成所述基區(qū)的電極引出結(jié)構(gòu)。所述發(fā)射區(qū)10的P型離子注入的工藝條件為能量條件為 3Kev lOOKev、劑量為 lel3cnT2 kl5cnT2。步驟九、如圖1所示，在所述贗埋層6頂部的所述淺槽場(chǎng)氧3中形成深孔接觸12 引出集電極；在所述N型多晶硅9的頂部形成金屬接觸13引出基極；在所述發(fā)射區(qū)10的頂部形成金屬接觸13引出發(fā)射極。其中，在所述發(fā)射區(qū)10、所述N型多晶硅9的表面形成有硅化物11。如圖3A和;3B所示，分別為TCAD模擬的本發(fā)明實(shí)施例的BiCMOS工藝中垂直寄生型PNP器件的輸入特性曲線和增益曲線。從中可以看出，由于采用了先進(jìn)的深孔接觸工藝與P型贗埋層直接接觸，來引出本器件的集電極，器件的面積與現(xiàn)有技術(shù)相比有效的減小了。并且由于引出位置到集電區(qū)的距離縮短，加上高摻雜的P型贗埋層，集電極的電阻也隨之有效地減小，從而有助與提高器件的頻率特性。而其他特性，比如輸入特性和電流增益， 卻不會(huì)受影響，電流增益能保持在20以上。以上通過具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，但這些并非構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的限制。在不脫離本發(fā)明原理的情況下，本領(lǐng)域的技術(shù)人員還可做出許多變形和改進(jìn)，這些也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.ー種BiCMOSエ藝中垂直寄生型PNP器件，形成于硅襯底上，有源區(qū)由淺槽場(chǎng)氧隔離， 其特征在干，所述垂直寄生型PNP器件包括ー集電區(qū)，由形成于所述有源區(qū)中的一 P型離子注入?yún)^(qū)組成，所述集電區(qū)的深度大于或等于所述淺槽場(chǎng)氧的底部深度；ー贗埋層，由形成于所述集電區(qū)兩側(cè)的所述淺槽場(chǎng)氧底部的P型離子注入?yún)^(qū)組成，所述贗埋層橫向延伸進(jìn)入所述有源區(qū)并和所述集電區(qū)形成接觸，通過在所述贗埋層頂部的所述淺槽場(chǎng)氧中形成的深孔接觸引出集電極；一基區(qū)，由形成于所述有源區(qū)中的一 N型離子注入?yún)^(qū)組成；所述基區(qū)位于所述集電區(qū)上部并和所述集電區(qū)相接觸；ー發(fā)射區(qū)，由形成于所述有源區(qū)中的一 P型離子注入?yún)^(qū)組成；所述發(fā)射區(qū)的橫向尺寸小于所述基區(qū)的橫向尺寸、所述發(fā)射區(qū)的結(jié)深小于所述基區(qū)的結(jié)深，所述發(fā)射區(qū)處于所述基區(qū)的上部并和所述基區(qū)形成接觸；通過在所述發(fā)射區(qū)頂部形成的金屬接觸引出發(fā)射極； 一 N型多晶硅，所述N型多晶硅形成于所述基區(qū)上部并和所述基區(qū)相接觸，通過在所述 N型多晶硅上形成的金屬接觸引出基板。
2.如權(quán)利要求1所述的BiCMOSエ藝中垂直寄生型PNP器件，其特征在于所述集電區(qū)的P型離子注入的注入雜質(zhì)為硼，分兩步注入實(shí)現(xiàn)第一歩注入劑量為lellcm—2 kl3cnT2、注入能量為IOOkeV 300keV ；第二步注入劑量為WllcnT2 lel3cnT2、注入能量為 30keV IOOkeV0
3.如權(quán)利要求1所述的BiCMOSエ藝中垂直寄生型PNP器件，其特征在干所述贗埋層的P型離子注入的エ藝條件為注入劑量為IeHcm2 lel6Cm_2、能量為小于15keV、注入雜質(zhì)為硼或ニ氟化硼。
4.如權(quán)利要求1所述的BiCMOSエ藝中垂直寄生型PNP器件，其特征在于所述基區(qū)的 N型離子注入的エ藝條件為注入雜質(zhì)為磷或者砷、能量條件為IOOKev 300Kev、劑量為 lel2cnT2 lel4cnT2。
5.如權(quán)利要求1所述的BiCMOSエ藝中垂直寄生型PNP器件，其特征在于所述發(fā)射區(qū)的P型離子注入的エ藝條件為能量條件為lev lOOKev、劑量為le13cm_2 5e15cm_2。
6.如權(quán)利要求1所述的BiCMOSエ藝中垂直寄生型PNP器件，其特征在于所述N型多晶硅采用離子注入エ藝進(jìn)行摻雜，摻雜エ藝條件為注入劑量為IeHcnT2 lel6Cm_2、能量為150keV 200keV、注入雜質(zhì)為砷或磷。
7.如權(quán)利要求1所述的BiCMOSエ藝中垂直寄生型PNP器件，其特征在于所述N型多晶硅通過第一介質(zhì)層和所述發(fā)射區(qū)相隔離，所述第一介質(zhì)層為氧化硅、氮化硅、或氧化硅加氮化硅、或氮氧化硅加氮化硅。
8.ー種BiCMOSエ藝中垂直寄生型PNP器件的制造方法，其特征在干，包括如下步驟 步驟一、采用刻蝕エ藝在硅襯底上形成有源區(qū)和淺溝槽；步驟ニ、在所述有源區(qū)進(jìn)行N型離子注入形成基區(qū)；所述基區(qū)的深度小于所述淺溝槽的底部深度；步驟三、在所述淺溝槽底部進(jìn)行P型離子注入形成贗埋層； 步驟四、進(jìn)行退火エ藝，所述贗埋層橫向和縱向擴(kuò)散進(jìn)入所述有源區(qū)中； 步驟五、在所述淺溝槽中填入氧化硅形成淺槽場(chǎng)氧；步驟六、在所述有源區(qū)中進(jìn)行P型離子注入形成集電區(qū)，所述集電區(qū)的深度大于或等于所述淺槽場(chǎng)氧的底部深度，所述集電區(qū)在底部和所述贗埋層形成接觸；所述集電區(qū)的頂部和所述基區(qū)形成接觸；步驟七、在所述基區(qū)上部形成N型多晶硅，所述N型多晶硅和所述基區(qū)相接觸；步驟八、刻蝕掉部分所述N型多晶硅，在所述有源區(qū)頂部形成發(fā)射區(qū)窗口，所述發(fā)射區(qū)窗口橫向尺寸小于所述有源區(qū)的橫向尺寸；在所述發(fā)射區(qū)窗口下的有源區(qū)中進(jìn)行P型離子注入形成發(fā)射區(qū)，所述發(fā)射區(qū)的橫向尺寸小于所述基區(qū)的橫向尺寸、所述發(fā)射區(qū)的結(jié)深小于所述基區(qū)的結(jié)深，所述發(fā)射區(qū)處于所述基區(qū)的上部并和所述基區(qū)形成接觸；步驟九、在所述贗埋層頂部的所述淺槽場(chǎng)氧中形成深孔接觸引出集電極；在所述N型多晶硅的頂部形成金屬接觸引出基極；在所述發(fā)射區(qū)的頂部形成金屬接觸引出發(fā)射極。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于步驟一中的刻蝕工藝采用氮化硅硬質(zhì)掩模，所述氮化硅硬質(zhì)掩模形成于所述硅襯底的所述有源區(qū)表面上，步驟二中的所述基區(qū)的 N型離子注入是穿過所述氮化硅硬質(zhì)掩模注入到所述有源區(qū)中，所述基區(qū)的N型離子注入的工藝條件為注入雜質(zhì)為磷或者砷、能量條件為IOOKev 300Kev、劑量為le12cnT2 IeHcnT20
10.如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于步驟三中所述贗埋層的P型離子注入的工藝條件為注入劑量為lel4cm 2 lel6Cm_2、能量為小于15keV、注入雜質(zhì)為硼或二氟化硼。
11.如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于步驟四中的退火的工藝條件為溫度為 9001100°C，時(shí)間為10分鐘 100分鐘。
12.如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于步驟六中所述集電區(qū)的P型離子注入的注入雜質(zhì)為硼，分兩步注入實(shí)現(xiàn)第一步注入劑量為lellcm—2 5e13CnT2、注入能量為 IOOkeV 300keV ；第二步注入劑量為5elIcnT2 lel3cm_2、注入能量為30keV IOOkeV。
13.如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于步驟七中在所述N型多晶硅和所述有源區(qū)的部分區(qū)域間還形成有第一介質(zhì)層，所述第一介質(zhì)層為氧化硅、氮化硅、或氧化硅加氮化硅、或氮氧化硅加氮化硅，所述第一介質(zhì)層區(qū)域外的所述N型多晶硅和所述基區(qū)形成接觸；步驟八中是通過蝕掉部分所述N型多晶硅和所述第一介質(zhì)層在所述有源區(qū)頂部形成發(fā)射區(qū)窗口 ；形成所述發(fā)射區(qū)后在所述發(fā)射區(qū)和所述N型多晶硅間隔離有所述第一介質(zhì)層； 所述發(fā)射區(qū)的P型離子注入工藝條件為能量條件為lev lOOKev、劑量為le13cm_2 5el5cm20
14.如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于步驟七中所述N型多晶硅采用離子注入工藝進(jìn)行摻雜，摻雜工藝條件為注入劑量為IeHcm 2 le16cnT2、能量為150keV 200keV、 注入雜質(zhì)為砷或磷。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種BiCMOS工藝中垂直寄生型PNP器件，包括一集電區(qū)、一基區(qū)、一發(fā)射區(qū)以及一贗埋層、一N型多晶硅。贗埋層形成于集電區(qū)兩側(cè)的淺槽場(chǎng)氧底部并橫向延伸進(jìn)入有源區(qū)并和集電區(qū)形成接觸，通過在贗埋層頂部的淺槽場(chǎng)氧中形成的深孔接觸引出集電極。發(fā)射區(qū)為形成于基區(qū)上部的P型離子注入?yún)^(qū)。N型多晶硅形成于基區(qū)上部并和基區(qū)相接觸并通過和其相連的金屬接觸引出基極。本發(fā)明還公開了一種BiCMOS工藝中垂直寄生型PNP器件的制造方法。本發(fā)明器件能用作高速、高增益BiCMOS電路中的輸出器件，能有效地縮小器件面積、減小PNP管的集電極電阻、提高器件的性能。本發(fā)明方法無須額外的工藝條件，能夠降低生產(chǎn)成本。
文檔編號(hào)H01L29/08GK102569370SQ20101058559
公開日2012年7月11日 申請(qǐng)日期2010年12月13日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月13日
發(fā)明者陳帆, 陳雄斌 申請(qǐng)人:上海華虹Nec電子有限公司