[发明专利]硅衬底、其制作方法及包括其的IPD器件

说明书

本申请公开了一种硅衬底、其制作方法及包括其的IPD器件。该硅衬底中掺杂有P型元素或N型元素，其中，硅衬底中还掺杂有碳元素，且碳元素与硅衬底中的间隙氧形成C‑O复合体。将硅衬底中的间隙氧与掺入的碳元素形成热稳定性较好的C‑O复合体，能够使间隙氧的浓度大大降低。这就有利于避免间隙氧在后期的多步热处理工艺中成为氧热施主，从而有利于使硅衬底在整个IPD器件制作工艺中保持稳定的电阻率，最终使器件保持稳定的性能。

技术领域

本申请涉及半导体制作领域，具体而言，涉及一种硅衬底、其制作方法及包括其的IPD器件。

背景技术

在IPD(Integrated Passive Device)无源器件制造中，通常需要在硅衬底上形成功能区，如电容、电感、电阻等。出于对其特殊性能的考虑，所以IPD无源器件对衬底的要求也较高。通常要求硅衬底的电阻率大于2KΩ/cm^-1，同时，要求硅衬底具有稳定的电阻率。

以P型硅衬底为例，P型硅衬底是需要在硅衬底中掺入一定量的硼等P型元素作为受主去达到电阻率要求。然而，在传统的硅衬底制作过程中，往往会引入一定浓度的间隙氧。在IPD整个制造过程中，会经历很多温度在300～450℃的工艺步骤，且这些热处理工艺的累计时间较长。在此温度区间内，浓度较高的间隙氧会扩散形成氧热施主，氧热施主会补偿衬底中的硼受主，使硅衬底的电阻率发生很大的变化。尤其是当受主浓度较低(电阻率较高)时，氧热施主对浓度较低的受主进行补偿后，很可能使衬底的电阻率发生大幅度改变，甚至是衬底发生反型(由P型转变为N型)，从而容易导致IPD器件无法正常工作。相似地，N型硅衬底中，间隙氧成为氧热施主后也容易造成衬底电阻率发生变化。N型硅衬底也存在因间隙氧浓度过高而导致的电阻率不稳定的问题。

由于IPD器件制作工艺中的温度无法改变，因此，急需一种维持硅衬底电阻率稳定性的方法。

发明内容

本申请旨在提供一种P型硅衬底、其制作方法及包括其的IPD器件，以解决现有技术中IPD器件的衬底因间隙氧易形成氧热施主所导致的电阻率不稳定、甚至衬底反型的问题。

为了实现上述目的，根据本申请的一个方面，提供了一种硅衬底，该硅衬底中除了掺杂有P型元素或N型元素之外，还掺杂有碳元素，且碳元素与硅衬底中的间隙氧形成C-O复合体。

进一步地，上述硅衬底包括靠近硅衬底的上表面的第一掺杂区，第一掺杂区进一步掺杂有锗元素或锡元素；其中，锗元素与第一掺杂区中的间隙氧形成Ge-O复合体，或者，锡元素与第一掺杂区中的间隙氧形成Sn-O复合体；第一掺杂区含有或不含有C-O复合体。

进一步地，上述硅衬底还包括靠近硅衬底的下表面的第二掺杂区，第二掺杂区进一步掺杂有锗元素或锡元素；其中，锗元素与第二掺杂区中的间隙氧形成Ge-O复合体，或者，锡元素与第二掺杂区中的间隙氧形成Sn-O复合体；第二掺杂区含有或不含有C-O复合体。

进一步地，上述第一掺杂区的厚度为0.1～10μm，第二掺杂区的厚度为0.1～10μm。

进一步地，上述碳元素的掺杂浓度为10¹⁴～10¹⁶cm^-3；锗元素或锡元素的掺杂浓度为10¹³～10¹⁵cm^-3。

根据本申请的另一方面，提供了一种硅衬底的制作方法，其包括以下步骤：提供预备硅衬底，并对预备硅衬底进行P型掺杂或N型掺杂，得到过渡硅衬底；以及对过渡硅衬底进行碳掺杂，得到硅衬底。

进一步地，上述方法包括以下步骤：提供预备硅衬底，并对预备硅衬底进行P型掺杂或N型掺杂，得到过渡硅衬底；对过渡硅衬底的进行碳掺杂，然后对靠近过渡硅衬底的上表面的区域进行锗或锡掺杂形成第一掺杂区，得到硅衬底。