[发明专利]浅结互补双极晶体管的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种浅结互补双极晶体管的制造方法，它直接应用的领域是高速互补双极晶 体管制造领域。

背景技术

互补双极工艺(CB)迄今已经有超过30多年的历史，早期主要采用PNP管与NPN管 形成互补结构，1986年前后开始采用结隔离CB工艺。CB工艺的主要优点在于能同时获得 具有极小寄生电容的高频纵向NPN和PNP晶体管，这种互补双极晶体管在一定的电流下， 具有很高的特征频率f_T，因而可以使集成运算放大器在很小的静态电流下，具有较好的频率 特性和带宽特性。然而互补双极工艺制造难度大，存在结隔离不完全，漏电流大，频率低等 缺点。

上世纪九十年代初期，国外许多模拟电路研发公司都推出了有自己特色的工艺，如TI公 司的互补双极工艺，ADI公司基于SOI上的XFCB1工艺，哈里斯半导体公司的UHF-1工艺。 Zarlink公司于2002年推出了类似哈里斯半导体公司的UHF-1工艺而具有更小尺寸的互补工 艺，其制造出的NPN晶体管的特征频率达到50GHz，PNP晶体管达到35GHz。这些工艺的 优点在于特征频率高，但在应用于高精度的模拟集成电路时，其晶体管的耐压低(BV_CEO＜ 3.0V，难以满足较高电压的高速模拟集成电路的高精度和动态调整需求。

发明内容

本发明的目的是提供一种深槽与浅结结合的全介质隔离技术，获得浅结互补双极晶体管 的制造方法，在保证较高的晶体管的特征频率条件下，提高晶体管的耐压(BV_CEO＞5.0V) 和厄利电压。

本发明解决上述技术问题的技术方案在于，一种浅结互补双极晶体管的制造方法，其步 骤为：

(1)通过硅/硅键合、减薄抛光方法形成SOI材料片的步骤，其步骤包括对P型硅衬底 片清洗；氧化，形成600±50nm厚的SiO₂层；清洗；与未经氧化的另一硅片进行常温硅/硅 键合；在氮气保护下，经450℃处理1小时、850℃处理1小时、1200℃处理3小时的高温退 火；减薄抛光，形成3～5μm厚硅膜的P^-型SOI材料片；

(2)在所述SOI材料片上通过深槽刻蚀、多晶硅回填的深槽介质隔离加浅隔离墙方法， 结合具有浅结多晶硅发射极的纵向NPN管与纵向PNP管兼容的互补双极工艺制作所述浅结 互补双极晶体管的步骤，其步骤包括：

(1)在所述SOI材料片上制作N⁺埋层和NWELL埋层；

(2)在形成N⁺埋层和NWELL埋层后的所述SOI材料片上制作P⁺埋层；

(3)在形成P⁺埋层后的所述SOI材料片上制作N^-超薄外延层；

(4)在形成N^-超薄外延层后的所述SOI材料片上制作深槽刻蚀、多晶硅回填的介质隔 离槽区；

(5)在形成介质隔离区后的所述SOI材料片上制作浅隔离墙；

(6)在形成浅隔离墙后的所述SOI材料片上制作纵向NPN管的N⁺穿透区和纵向PNP 管的P⁺穿透区、下集电区；

(7)在形成纵向NPN管的N⁺穿透区和纵向PNP管的P⁺穿透区、下集电区后的所述SOI 材料片上制作纵向NPN管的基区、高硼接触区和纵向PNP管的基区；

(8)在形成纵向NPN管的基区、高硼接触区后的所述SOI材料片上制作纵向NPN管的 发射区、集电区和纵向PNP管的发射区、集电区；

(9)在形成纵向NPN管的发射区、集电区和纵向PNP管的发射区、集电区后的所述SOI 材料片上制作金属薄膜电阻和金属引线、钝化层。