一种采用两次外延锑埋层技术的双极型器件制作工艺

摘要

本发明公布了一种采用两次外延锑埋层技术的双极型器件制作工艺，所述方法包括锑埋一注入，退火；硼埋一注入，退火；外延一；锑埋二注入，退火；硼埋二注入，退火；外延二；N阱注入，退火；磷桥扩散；隔离扩散；低硼、基区、浓硼注入，退火；发射区注入，退火；接触孔刻蚀；金属一溅射，刻蚀；通孔刻蚀；金属二溅射，刻蚀；压点刻蚀。本发明采用两次外延锑埋层技术的悬浮PNP管，其饱和压降优于采用常规技术的悬浮PNP管。

主权项

1.一种采用两次外延锑埋层技术的双极型器件制作工艺，其特征在于该工艺具体如下：投料：采用P型基片，晶向为<100>；氧化：厚度4000～8000；第一次锑埋层光刻、腐蚀：在NPN管及悬浮PNP管N埋层部位刻出光刻窗口；第一次锑埋层注入：在NPN管埋层部位及悬浮PNP管N埋部位注入锑，注入能量60KeV～100KeV，注入剂量2E14～6E14，杂质为锑；第一次锑埋层退火：退火温度为1050℃～1250℃，先通250分钟氮气，再通160分钟氧气；第一次硼埋层光刻、注入：在悬浮PNP管集电区部位注入硼，注入能量40KeV～80KeV，注入剂量1E14～5E14，杂质为硼，NPN管不注；第一次硼埋层退火：退火温度1050℃～1250℃，通入30分钟氮气；第一次外延：在NPN管集电区及悬浮PNP管集电区部位外延，厚度5微米～7微米；第二次锑埋层光刻、注入：注入部位为NPN管埋层区，悬浮PNP管部位未注；注入能量40KeV～80KeV，注入剂量1E15～4E15，杂质为锑；第二次锑埋层退火：退火温度1100℃～1250℃，先通300分钟氮气，再通120分钟氧气；第二次硼埋层光刻、注入：注入部位为悬浮PNP管集电区，NPN管区域未注，注入能量50KeV～70KeV，注入剂量1E15～3E15，杂质为硼；第二次硼埋与第一次硼埋共同形成悬浮PNP管集电极；第二次硼埋层退火：退火温度为1050℃～1250℃，通入60分钟氮气；第二次外延：在NPN管集电区及悬浮PNP管集电区部位外延，厚度6微米～10微米；N阱光刻、注入：注入部位为悬浮PNP管基区，注入能量60KeV～100KeV，注入剂量9E12～4E13，杂质为磷；N阱退火：退火温度1000℃～1100℃，通入60分钟氮气；磷桥扩散：扩散部位为NPN管集电区，悬浮PNP管部位未做；磷桥预扩1000℃～1100℃，先通12分钟氮气和氧气，接着通60分钟磷源，最后通10分钟氮气和氧气；磷桥再扩为1100℃～1200℃，先通5分钟氧气，接着通50分钟氢气和氧气，最后通5分钟氧气；隔离墙扩散：扩散部位为悬浮PNP管集电区以及隔离墙，是将悬浮PNP管集电区引至圆片上表面，再通过铝引线从上表面引出；隔离预扩为600℃～1000℃，先通10分钟氮气和氧气，接着通30分钟硼源，最后通10分钟氮气和氧气；隔离再扩为1100℃～1250℃，通入120分钟氮气和氧气；低硼、基区注入：注入部位为低硼电阻区、基区电阻区及NPN管基区，悬浮PNP管发射区；浓硼注入：注入部位为NPN管基区，悬浮PNP管发射区、集电区的欧姆接触区，以及横向PNP管发射区、集电区；注入能量为60KeV～100KeV，剂量为1E15～3E15，杂质为硼；基区退火：退火温度1060℃～1200℃，通入30分钟氮气；发射区注入：注入部位为悬浮PNP管基极欧姆接触区，以及NPN管发射区、集电区欧姆接触区，注入能量60KeV～100KeV，剂量为8E15～3E16，杂质为磷；发射区退火：退火温度1050℃～1100℃，通入25分钟氮气；接触孔光刻、腐蚀：采用干法加湿法的方法刻蚀，以形成良好的表面状态；第一次金属溅射：溅射0.8～1.5微米铝硅；金属层间介质淀积：淀积10000～25000埃二氧化硅；通孔光刻、刻蚀：刻出一铝与二铝之间连接的通孔区域；第二次金属溅射：溅射2～4微米铝硅，采用厚铝；压点光刻，刻蚀：刻出芯片压点区域。