[发明专利]用于N型掩埋层集成的穿过屏蔽层的高剂量锑注入

说明书

本申请公开了用于N型掩埋层集成的穿过屏蔽层的高剂量锑注入。通过在衬底(104)的顶表面(106)上形成薄屏蔽层(108)来形成具有n型掩埋层(NBL)的微电子器件(100)。锑(114)穿过由注入掩模(110)暴露的屏蔽层(108)被注入到衬底(104)中；注入掩模(110)阻挡锑(114)到NBL区域(112)外侧的衬底(104)。注入掩模(110)被移除，留下屏蔽层(108)在表面(106)上，该屏蔽层在NBL区域(112)上方以及在NBL外侧的区域上方具有相同的厚度。在退火/驱动工艺期间，在NBL区域(112)中以及在NBL区域外侧都形成二氧化硅。在NBL区域(112)中形成稍微多一些的二氧化硅，在该区域中消耗更多的硅并因此形成浅的硅凹槽。在衬底(104)的顶表面(106)上生长外延层。还公开了微电子器件(100)的结构。

技术领域

本公开涉及微电子器件领域。特别地，本公开涉及微电子器件中的掩埋层。

背景技术

具有模拟部件的微电子器件可以具有掺杂有锑(Sb)的n型掩埋层(NBL)。由于锑的低扩散系数，其通常是用于NBL的优选掺杂剂；用锑掺杂实现高掺杂剂密度(并且因此实现用于NBL的低薄层电阻)而不会扩散到其它部件中。通常由开始于p型硅衬底并且在该衬底的顶表面上生长几百纳米厚的厚热氧化层形成NBL。将厚氧化物上方的光致抗蚀剂掩模图案化，暴露出NBL的区域。在NBL的区域中蚀刻掉厚氧化物，暴露出硅，之后移除光致抗蚀剂掩模。以高剂量(例如超过1×10¹⁵cm^-2)将锑注入到硅中以提供期望的低薄层电阻。厚的热氧化物阻挡锑进入NBL区域外侧的衬底。需要厚氧化物来阻挡锑，因为光致抗蚀剂会在以这种高剂量注入期间硬化，使得其在不损坏NBL区域中的暴露的硅表面的情况下难以移除。通常在退火/驱动步骤之前的温度斜坡期间，厚氧化物保留在原处，同时在衬底上生长附加热氧化物(通常几百埃)。需要附加热氧化物来减少在退火/驱动期间的锑逸出。锑逸出可能不合期望地降低NBL中的掺杂物密度并且可能不合期望地掺杂NBL外侧的区域。在厚氧化物处于原地的情况下生长附加热氧化物导致在衬底的顶表面中的凹槽(通常大于10纳米深)，因为注入区域中的硅被氧化生长消耗，而厚氧化物下方的硅以低得多的速度消耗。退火/驱动步骤使衬底退火并且使锑激活且更深地扩散到衬底中，以形成NBL的一部分。随后从衬底的顶表面移除氧化物，在NBL区域的上方留下硅凹槽。在衬底上生长p型硅外延层(通常3微米到10微米厚)。锑在外延层生长时向上扩散到外延层，但是不延伸到外延层的顶表面。衬底中和外延层中的锑提供NBL。硅凹槽被复制到外延层的顶表面中。在随后在外延层中或在外延层上方形成部件期间，硅凹槽可能降低工艺宽容度(latitude)。在某些情况下，由于存在硅凹槽，制造某些部件可能是不切实际或成本过高的。

发明内容

本公开介绍了一种在微电子器件中形成n型掩埋层(NBL)的方法。在一种实施方式中，所公开的方法在锑注入和随后的退火/驱动操作中使用均匀的薄屏蔽层。使用均匀的薄屏蔽层有利地产生浅硅凹槽，其可以兼容随后的微电子器件中的部件的形成。

具有NBL的微电子器件通过提供衬底而形成，该衬底包括在顶表面处的半导体材料。在衬底的顶表面上形成薄屏蔽层。在屏蔽层上形成注入掩模，暴露出在NBL区域中的屏蔽层。将锑通过屏蔽层注入到衬底中；注入掩模阻挡锑进入NBL区域外侧的衬底。在注入锑后，移除注入掩模。屏蔽层被留在表面上。在退火/驱动工艺中加热衬底，这使衬底中的注入损伤退火并扩散注入的锑。在NBL区域中以及在NBL区域外侧由环境中的氧气在退火/驱动工艺期间形成二氧化硅。在NBL区域中形成稍微多一些的二氧化硅，在该区域中消耗更多的硅并且因此形成浅硅凹槽。额外的二氧化硅以及屏蔽层被从衬底的顶表面移除，并且外延层在衬底的顶表面上生长。还公开了微电子器件的结构。

附图说明

图1A至图1M是以示例形成方法的阶段描绘的微电子器件的横截面图。

具体实施方式