本發明專利技術公開了一種BiCMOS工藝中的PN結變容器，通過采用具有正梯形形狀的鍺硅生長前定義窗口，能使P型區的鍺硅層為多晶結構，從而能提高P型區的摻雜濃度，提高器件正向偏置時的電子發射效率。本發明專利技術采用了先進的深孔接觸工藝和N型贗埋層的工藝，能極大地節省有源區的面積，有源區的寬度能夠縮小至0.3微米，能使有源區兩側的N型贗埋層更加充分的連接，從而能降低器件的寄生NP結效應，以及減少器件的N端連接電阻，提高電流密度。本發明專利技術還公開了一種BiCMOS工藝中的PN結變容器的制造方法。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及半導體集成電路制造領域，特別是涉及一種BiCMOS工藝中的PN結變容器，本專利技術還涉及一種BiCMOS工藝中的PN結變容器的制造方法。
技術介紹
現有BiCMOS工藝中的變容器的P端用單晶硅擴散工藝形成，N端的引出通常需要經過淺槽隔離(STI)底下的埋層或者阱和與之相連的有源區來實現。這樣的做法是由其器件的垂直結構特點所決定的。其缺點是PN結電子發射效率低，器件面積大，連接電阻大。而且引出N端的有源區的存在及其與P端之間必須有STI或者其他場氧來隔離，這也限制了器件尺寸的進一步縮小。現有變容器不適合做高頻電路中的輸出器件。
技術實現思路
本專利技術所要解決的技術問題是提供一種BiCMOS工藝中的PN結變容器，能提高器件正向偏置時的電子發射效率，能有效地縮小器件面積、減小器件的寄生效應、減小器件的 N端的連接電阻、提高器件的電流密度。本專利技術還提供一種BiCMOS工藝中的PN結變容器的制造方法。為解決上述技術問題，本專利技術提供的BiCMOS工藝中的PN結變容器形成于硅襯底上，有源區由淺槽場氧隔離即有源區的隔離結構為淺溝槽隔離(STI)，包括一 N型區，由形成于所述有源區中的一 N型離子注入區組成，所述N型區的深度大于或等于所述淺槽場氧的底部深度。一贗埋層，由形成于所述N型區周側的所述淺槽場氧底部的N型離子注入區組成， 所述贗埋層和所述N型區的底部相接觸，在所述贗埋層頂部的所述淺槽場氧中形成有深孔接觸并引出N端。—鍺硅生長前定義窗口，由形成于所述有源區上方的第一介質層定義而成，所述鍺硅生長前定義窗口位于所述有源區的正上方、所述鍺硅生長前定義窗口區域的所述第一介質層被去除而將形成于所述有源區中的所述N型區露出；所述鍺硅生長前定義窗口的尺寸小于所述有源區尺寸、且所述鍺硅生長前定義窗口的尺寸為0. 1微米 0. 3微米；所述鍺硅生長前定義窗口的剖面結構呈一上邊小于等于底邊的正梯形、且該正梯形的底邊和側邊的夾角為70度 90度。一 P型區，由填充于所述鍺硅生長前定義窗口中且還延伸到所述鍺硅生長前定義窗口外側的所述第一介質層上的且為P型摻雜的鍺硅層組成，該鍺硅層呈多晶結構；所述P 型區在所述鍺硅生長前定義窗口底部和所述N型區相接觸；在所述P型區頂部形成有金屬接觸并引出P端。進一步的改進是，所述第一介質層為氧化膜，氮化膜，氧化膜和氮化膜的復合膜， 氧化膜和氮化膜和多晶硅的復合膜。進一步的改進是，在所述P型區的頂部表面還形成有金屬硅化物，在所述P型區頂部的金屬接觸和該金屬硅化物相接觸。 為解決上述技術問題，本專利技術提供的BiCMOS工藝中的PN結變容器的制造方法，其特征在于，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和淺溝槽。步驟二、在所述淺溝槽底部進行N型離子注入形成贗埋層。步驟三、在所述淺溝槽中填入氧化硅形成淺槽場氧。步驟四、在所述有源區中進行N型離子注入形成N型區，所述N型區的深度大于或等于所述淺槽場氧的底部深度，所述N型區的底部和所述贗埋層形成接觸。步驟五、在所述有源區和所述淺槽場氧上形成第一介質層。步驟六、用光刻膠定義圖形，所述光刻膠在所述N型區和后續要形成的P型區和所述N型區的接觸區域處形成窗口 ；所述N型區和所述P型區的接觸區域位于所述有源區上方且小于等于所述有源區的大小。步驟七、采用干法加濕法刻蝕工藝刻蝕所述光刻膠形成的窗口下方的所述第一介質層；刻蝕后，在所述有源區上方形成鍺硅生長前定義窗口，所述鍺硅生長前定義窗口的尺寸小于所述有源區尺寸、且所述鍺硅生長前定義窗口的尺寸為0. 1微米 0. 3微米；所述鍺硅生長前定義窗口的剖面結構呈一上邊小于等于底邊的正梯形、且該正梯形的底邊和側邊的夾角為70度 90度。步驟八、在形成所述鍺硅生長前定義窗口后的所述硅襯底的正面淀積鍺硅層，所述鍺硅層完全填充所述鍺硅生長前定義窗口、且填充于所述鍺硅生長前定義窗口中的所述鍺硅層為多晶硅結構，采用離子注入工藝對所述鍺硅層進行P型摻雜。步驟九、采用光刻刻蝕工藝對所述鍺硅層進行刻蝕，刻蝕后，由填充于所述鍺硅生長前定義窗口中且還延伸到所述鍺硅生長前定義窗口外側的所述第一介質層上的所述鍺硅層組成所述P型區。步驟十、在所述贗埋層頂部的所述淺槽場氧中形成深孔接觸引出N端；在所述P型區的頂部形成金屬接觸引出P端。進一步的改進是，步驟五中所述第一介質層為氧化膜，氮化膜，氧化膜和氮化膜的復合膜，氧化膜和氮化膜和多晶硅的復合膜，所述第一介質層的厚度為300埃 2000埃。進一步的改進是，步驟八中所述鍺硅層的摻雜工藝采用BiCMOS工藝中的NPN三極管的外基區P+注入工藝。進一步的改進是，步驟二中所述贗埋層的N型離子注入的工藝條件為注入劑量為IeHcm 2 lel6cnT2、能量為小于!BkeV 50keV、注入雜質為磷或砷。進一步的改進是，步驟四中所述N型區的N型離子注入采用CMOS工藝中的N阱注入工藝。進一步的改進是，步驟一中所述有源區的寬度為0. 25微米 0. 5微米。進一步的改進是，步驟九形成所述P型區后，還包括在所述P型區頂部形成金屬硅化物的步驟。本專利技術通過采用具有正梯形形狀的鍺硅生長前定義窗口，能使P型區的鍺硅層為多晶結構，從而能提高P型區的摻雜濃度，提高器件正向偏置時的電子發射效率。本專利技術采用了先進的深孔接觸工藝和N型贗埋層的工藝，能極大地節省有源區的面積，有源區的寬度能夠縮小至0. 3微米，能使有源區兩側的N型贗埋層更加充分的連接，從而能降低器件的寄生NP結效應，以及減少器件的N端連接電阻，提高電流密度。附圖說明下面結合附圖和具體實施方式對本專利技術作進一步詳細的說明圖1是本專利技術實施例BiCMOS工藝中的PN結變容器的結構示意圖；圖2 —圖4是本專利技術實施例BiCMOS工藝中的PN結變容器在制造過程中的結構示意圖。具體實施例方式如圖1所示，是本專利技術實施例BiCMOS工藝中的PN結變容器的結構示意圖。本專利技術實施例BiCMOS工藝中的PN結變容器形成于硅襯底1上，有源區由淺槽場氧3隔離，所述有源區的寬度為0. 25微米 0. 5微米。PN結變容器包括一 N型區4，由形成于所述有源區中的一 N型離子注入區組成，所述N型區4的深度大于或等于所述淺槽場氧3的底部深度。所述N型區4的N型離子注入區采用CMOS工藝中的N阱注入工藝形成。一贗埋層2，由形成于所述N型區4周側的所述淺槽場氧3底部的N型離子注入區組成，所述贗埋層2和所述N型區4的底部相接觸；在所述贗埋層2頂部的所述淺槽場氧3 中形成有深孔接觸9并引出N端。所述贗埋層2的N型離子注入的工藝條件為注入劑量為IeHcm 2 lel6cnT2、能量為小于3keV 50keV、注入雜質為磷或砷。圖1中可以看出， 由于所述有源區的寬度較小，這樣形成于所述有源區兩側的所述贗埋層2擴散到所述有源區后能夠形成良好的連接。一鍺硅生長前定義窗口，由形成于所述有源區上方的第一介質層5定義而成，所述第一介質層5為氧化膜，氮化膜，氧化膜和氮化膜的復合膜，氧化膜和氮化膜和多晶硅的復合膜，所述第一介質層5的厚度為300埃 2000埃。所述鍺硅生長前定義窗口位于所述有源區的正上方、所述鍺硅生長前定義窗口區域的所述第一介質層5被去除而將形成于所述有源區中的所述N型區4露出；所述鍺硅生長前定義窗口的尺寸小于本文檔來自技高網...
【技術保護點】
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：陳帆，陳雄斌，薛愷，周克然，潘嘉，李昊，蔡瑩，陳曦，
申請(專利權)人：上海華虹NEC電子有限公司，
類型：發明
國別省市：
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