[发明专利]利用双层多晶硅器件结构自对准制备微波功率器件的方法

摘要

本发明公布了一种利用双层多晶硅器件结构自对准制备微波功率器件的方法。该方法采用了深槽隔离技术与非均匀热设计，实现了多子胞结构，利用外基区复合版进行光刻，垂直刻蚀氧化硅介质层和外基极多晶硅，获得长度等比例变化的外基区窗口，在外基区窗口中自对准形成可调制发射极长度的复合L型侧墙。利用发射极多晶硅复合版进行光刻，自对准垂直刻蚀发射极多晶硅和介质层，结合有选择性的侧墙保护技术，在深亚微米尺度下自对准实现低薄膜电阻率的多晶硅难熔金属镍硅化物，既可避免两种多晶硅引线短路连接，又能减少互连引线的寄生成分在亚微米、深亚微米图形尺度下对微波功率器件特性提升的制约，从而改善微波器件的整体性能及其微波性能。

主权项

一种利用双层多晶硅器件结构自对准制备微波功率器件的方法，其特征在于所述方法如下：双外延层硅片(1)、经光刻、各向异性刻蚀、湿法腐蚀、热生长绝缘氧化层(4)，在绝缘氧化层(4)内沉积未掺杂多晶硅(5)，经平坦化工艺后形成多子胞布局的U型深槽结构；对深槽隔离结构包围的区域进行硼离子注入，获得微波功率器件的串联镇流电阻注入区(6)和有源基区(7)，其中电阻注入区的注入条件为：注入BF2，能量70±5Kev，剂量5E15±1E14cm‑2并叠加了后续有源基区的注入，有源区的注入条件为：浓硼B，能量40±5Kev，剂量3E13～1E14cm‑2；在有源基区(7)和场氧(8)上先后放置P型掺杂多晶硅(9)和介质隔离层(10)，分别利用等离子刻蚀RIE和ICP设备各向异性刻蚀介质隔离层(10)和P型掺杂多晶硅(9)，形成长度等比例变化的外基区窗口阵列，在外基区窗口中设置可调制发射极长度的复合SiO2(11)/Si3N4(12)L型侧墙结构，然后在外基区窗口放置N型掺杂的发射极多晶硅(14)，以发射极多晶硅光刻图形为掩蔽，利用等离子刻蚀ICP和RIE垂直刻蚀发射极多晶硅(14)和介质隔离层(10)，热退火形成发射区(16)，在发射极多晶硅侧壁周围放置侧墙结构(17)，并自对准形成薄膜的镍铂硅化物薄膜(18)，以金属接触引线孔图形作为掩蔽，对沉积的氧化层(19)进行各项异性刻蚀形成金属接触引线孔，分别依次溅射Ti、TiN、WN、W、Au、Ti构成多层金属系统(20)，去除接触孔中的表层金属Ti层并清洗后，再用电镀的基极金属引线(21)和发射极金属引线(22)覆盖，以电镀金属引线光刻版的反版为掩蔽，先湿法腐蚀接触孔以外的Ti和Au两层金属，然后用RIE干法刻蚀剩余的W、WN、TiN和Ti，金属(23)放置于硅片背面作为器件的集电极引线。