[发明专利]厚多晶电阻的饱和掺杂工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种饱和掺杂工艺，尤其是一种厚多晶电阻的饱和掺杂工艺，具体地说是一种厚多晶的生长及其饱和掺杂工艺。

背景技术

随着代工的发展，圆片越来越大，各种应用越来越广泛，在一些器件中有需要用到低阻熔丝电阻，其具体要求为：2μm厚度的POLY(多晶)通过掺杂后使电阻达到2-4ohm/SQ(方块)。而常规工艺中多晶厚度为1500-8000厚多晶的生长方式及掺杂都是新的研究方向和课题。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种厚多晶电阻的饱和掺杂工艺，其工艺步骤简单，提高生产稳定性，能够使片内片间及多晶电阻的稳定性提高。

按照本发明提供的技术方案，所述厚多晶电阻的饱和掺杂工艺包括如下步骤：

a、提供衬底，所述衬底上设置有相应氧化物结构；b、在上述衬底的氧化物结构上淀积多晶电阻材料，淀积多晶电阻材料时，根据所需多晶的厚度，将所述上述多晶电阻材料均分多次淀积，使淀积后的多晶电阻材料达到所需的厚度；c、在上述衬底上形成所需厚度的多晶电阻后，在多晶电阻内进行含磷气体掺杂；d、去除上述多晶电阻上形成的PSG，得到所需的厚多晶电阻。

所述厚多晶电阻的厚度为1.8μm～2.4μm。所述厚多晶电阻为2～4ohm/sq。所述步骤b中，在600～620℃下，淀积多晶电阻材料。所述步骤c中，含磷气体为三溴化磷或三氯氧磷。

所述步骤c中，掺杂温度为950～1000℃，掺杂时间为102～150分钟，退火时间为90～150分钟。

所述步骤d中，采用H₂O和氢氟酸溶液组成的混合溶液清洗去除PSG，清洗时间为60～180秒；混合溶液的温度为22℃～23℃；所述H₂O和氢氟酸溶液的体积关系为H₂O∶HF＝10～50∶1；所述氢氟酸的浓度为48～50％。

所述衬底的材料包括硅。所述多晶材料通过LPCVD方式淀积在衬底的氧化物上。

本发明的优点：根据厚多晶电阻的厚度要求，采用多次均匀淀积的方式得到所需厚度的厚多晶电阻，可以减轻炉内副产物的堆积和对泵等硬件的损耗，提高生产稳定性，工艺步骤简单，所有步骤都参照常规工艺，操作简单；对生产影响小；最后一步的多晶掺杂采用饱和掺杂使杂质在晶粒间和晶粒间隙同时扩散，并且分布均匀，片内片间及稳定性都达到生产要求。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。

以所需多晶电阻厚度为2μm，电阻达到2～4ohm/sq为例，所述厚多晶电阻的饱和掺杂工艺包括如下步骤：

a、提供衬底，所述衬底上设置有相应氧化物结构；

b、在上述衬底的氧化物结构上通过LPCVD(低压化学气相淀积)淀积多晶电阻材料，淀积多晶电阻材料时，根据所需多晶的厚度，将所述上述多晶电阻材料均分2次淀积，每次淀积厚度为9000～1200使淀积后的多晶电阻材料达到所需的厚度；

淀积时的温度为600～620℃下，淀积的气体为SiH₄，具体步骤为进舟，抽真空，检漏，压力温度稳定，工艺淀积，抽真空，大气回冲，出炉；一次直接淀积所需厚度时，大概需要5～7小时，长时间的工作会使泵和炉管颗粒存在隐患，通过2次均分淀积，能够减轻炉内副产物的堆积和对泵等硬件的损耗，提高生产的稳定性；

c、在上述衬底上形成所需厚度的多晶电阻后，在多晶电阻内进行含磷气体掺杂；

具体实施时，掺杂气体使用POCl₃(三氯氧磷)，温度为950℃-1000℃度，、掺杂时间120-150min之间，退火时间90min-120min，从而使杂质分布均匀；具体工艺为进舟，N₂升温，掺杂，N₂退火，N₂降温，N₂出炉；

d、去除上述多晶电阻上形成的PSG，得到所需的厚多晶电阻；

再对多晶掺杂后，会在表面形成一层浓PSG(磷硅玻璃)，所述浓PSG层容易吸附空气中的水汽，在掺杂工艺后需尽快去除；采用H₂O和氢氟酸溶液组成的混合溶液清洗去除PSG，清洗时间为60～180秒；混合溶液的温度为22℃～23℃；所述H₂O和氢氟酸溶液的体积关系为H₂O∶HF＝10～50∶1；所述氢氟酸的浓度为48～50％。上述酸洗后的衬底用去离子水循环冲洗，所述衬底用去离子水循环冲洗5～8次，以便去除衬底表面残留的酸混合溶液；最后通过甩干脱水。