[发明专利]双极互补金属氧化半导体及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种双极互补金属氧化半导体及其制备方法。

背景技术

双极互补金属氧化半导体(Bipolar CMOS，BiCMOS)是将CMOS和双极器件同时集成在同一块芯片上的技术，其基本思想是以CMOS器件为主要单元电路，而在要求驱动大电容负载之处加入双极器件或电路。因此BiCMOS电路既具有CMOS电路高集成度、低功耗的优点，又获得了双极电路高速、强电流驱动能力的优势。

为了使得双极互补金属氧化半导体的各器件之间获得较好的隔离效果，通常采用深沟槽隔离工艺(Deep Trench Isolation)和浅沟槽隔离工艺(Shallow Trench Isolation，STI)。现有的深沟槽隔离工艺的优点为：具有较好的隔离性能、两个器件之间的空间距离较小、具有较小的隔离衬底结寄生电容Ccs和较高的晶体管最高振荡频率Fmax。现有的深沟槽隔离工艺的缺点为：制备工艺复杂且需要较高的成本。现有的浅沟槽隔离工艺的缺点为：浅沟槽并不能进行完全的隔离且两个器件之间的空间距离较大。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够解决上述问题的双极互补金属氧化半导体。

本发明的另一目的在于提供一种上述双极互补金属氧化半导体的制备方法。

一种双极互补金属氧化半导体，包括衬底和设置于所述衬底的用于隔离的浅沟槽，在所述衬底内，所述浅沟槽的下方以注入硼的方式形成隔离区，所述隔离区和所述浅沟槽的底部之间以注入氧的方式形成氧化硅层。

优选的，所述浅沟槽的表面设置有衬垫氧化层。

优选的，所述浅沟槽内填充有氧化硅。

优选的，所述浅沟槽内通过高密度等离子体化学气相淀积工艺填充有氧化硅。

一种双极互补金属氧化半导体的制备方法，包括如下步骤：在衬底上刻蚀形成用于隔离的浅沟槽；在所述浅沟槽的下方的衬底的部分区域注入硼，并进行退火处理以形成隔离区；在所述隔离区和所述浅沟槽的底部之间的衬底的区域注入氧，并进行退火处理以形成氧化硅层。

优选的，在衬底上刻蚀形成用于隔离的浅沟槽的步骤包括如下步骤：在衬底上沉积衬垫氧化层和硬掩膜层；光刻胶涂布和光刻定义浅沟槽区域；刻蚀曝光露出的硬掩膜层、衬垫氧化层和部分衬底，形成所述浅沟槽。

优选的，在形成所述氧化硅层的步骤后，在所述浅沟槽的表面沉积衬垫氧化层。

优选的，在所述浅沟槽的表面沉积衬垫氧化层后，通过高密度等离子体化学气相淀积工艺在所述浅沟槽内填充氧化硅。

与现有技术相比，本发明的双极互补金属氧化半导体在所述浅沟槽的下方以注入硼的方式形成隔离区以提高隔离性能。在所述隔离区和所述浅沟槽的底部之间以注入氧的方式形成氧化硅层。所述氧化硅层和所述浅沟槽整体达到深沟槽的效果，进一步增强了隔离效果，且可以减小两个器件之间的空间距离。本发明的双极互补金属氧化半导体的制备方法，在形成所述浅沟槽后通过注入硼和氧的方式，形成所述隔离区和所述氧化硅层，制备方法简单，成本低。

附图说明

图1是本发明的双极互补金属氧化半导体的结构示意图。

图2到图5是本发明的双极互补金属氧化半导体的制备方法的示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本发明作进一步的详细描述。

请参阅图1，图1是本发明的双极互补金属氧化半导体的结构示意图。优选的，所述双极互补金属氧化半导体是硅锗双极互补金属氧化半导体(SiGe-BiCMOS)。所述双极互补金属氧化半导体包括衬底11和设置于所述衬底11的用于隔离的浅沟槽15。在所述衬底11内，所述浅沟槽15的下方以注入硼(boron)的方式形成隔离区16。所述隔离区16用于提高所述双极互补金属氧化半导体的隔离性能。所述隔离区16和所述浅沟槽15的底部之间以注入氧(oxygen)的方式形成氧化硅层17。所述氧化硅层17和所述浅沟槽15整体达到深沟槽的效果。所述浅沟槽15的表面设置有衬垫氧化层(Linear Oxide，图未示)。所述浅沟槽15内填充有氧化硅。优选的，所述浅沟槽15内通过高密度等离子体化学气相淀积(HDP CVD)工艺填充氧化硅。

本发明的双极互补金属氧化半导体的制备方法主要包括如下步骤：在衬底11上刻蚀形成用于隔离的浅沟槽15；在所述浅沟槽15的下方的衬底11的部分区域注入硼，并进行退火处理以形成隔离区16；在所述隔离区16和所述浅沟槽15的底部之间的衬底11的区域注入氧，并进行退火处理以形成氧化硅层17。