[发明专利]抑制P型赝埋层中的硼杂质外扩的方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体集成电路制造领域，特别是涉及一种抑制P型赝埋层中的硼杂质外扩的方法。

背景技术

在上海华虹NEC电子有限公司的SiGe BiCMOS(SiGe Bipolar Complementary Metal OxideSemiconductor，硅锗双极互补金属氧化半导体)工艺中，采用了独创的深孔接触工艺和赝埋层(Pseudo Buried Layer)，可以使器件具有面积小、成本低等特点。其中，赝埋层工艺的现行工艺步骤为：

1)在硅衬底表面淀积氧化硅102、氮化硅103，然后以氮化硅为阻挡层在P型硅衬底上刻蚀浅沟槽隔离(STI)401结构，接着制作氧化硅104以及氧化硅侧墙105。氮化硅103阻挡层的厚度为300～1000埃米。氧化硅侧墙105的厚度为200～1200埃米。

2)在STI表面注入一道高浓度的P型杂质硼，形成重掺杂的P型赝埋层106，如图1(a)所示。注入剂量为1e14cm^-2～1e16cm^-2，能量范围是5keV～50keV。

由于有源区有氮化硅103硬掩膜层作为阻挡层，在注入能量足够小的时候，杂质不会穿透硬掩膜层进入有源区。同时，氧化硅侧墙105的存在也防止了杂质注入到有源区的侧壁。

3)退火，推进杂质扩散。退火温度为950摄氏度，时间30分钟。由于赝埋层注入的区域是在STI表面，为了实现杂质横向扩散进入有源区底部，必须加入一定的退火工艺，增加横向扩散。而由于P型赝埋层中注入的杂质是硼，退火推进过程中，硼原子会外扩，如图1(b)所示，造成未掺杂或者N型淡掺杂区域501在浅沟槽表面掺入硼，变成P型区域201。

4)在STI表面再注入一道高浓度的N型杂质磷，形成重掺杂的N型赝埋层301。最后形成的器件结构如图1(c)所示，N型淡掺杂区域501在浅沟槽表面存在P型区域201。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种抑制P型赝埋层中的硼杂质外扩的方法，它可以确保SiGe BiCMOS产品的性能。

为解决上述技术问题，本发明的抑制P型赝埋层中的硼杂质外扩的方法，包括以下步骤：

1)在硅衬底表面淀积氧化硅、氮化硅，然后以氮化硅为阻挡层在P型硅衬底上刻蚀浅沟槽隔离结构，接着形成氧化硅及氧化硅侧墙；

2)在浅沟槽隔离结构表面注入一道高浓度的P型杂质硼，形成重掺杂的P型赝埋层；

3)退火推进，同时进行轻度氧化，在P型赝埋层区域的硅表面和非重掺杂区域的硅表面各生长一层氧化硅；

4)浅沟槽隔离结构表面注入一道高浓度的N型杂质，形成重掺杂的N型赝埋层。

本发明通过在退火推进的同时，进行轻度氧化，在P型赝埋层区域的硅表面生长一层较厚的氧化硅，而在非重掺杂区域的硅表面生长一层较薄的氧化硅，如此抑制了P型赝埋层中的硼杂质的外扩，同时又不会影响到后续的N型赝埋层注入，确保了SiGe BiCMOS产品的性能。

附图说明

图1是现行的SiGe BiCMOS的赝埋层工艺方法示意图。

图2是本发明的SiGe BiCMOS的赝埋层工艺方法示意图。

图中附图标记说明如下：

101：硅衬底

102：氧化硅

103：氮化硅

104：氧化硅

105：氧化硅侧墙

106：P型赝埋层

201：P型区域(表面受到P型赝埋层外扩的硼再掺杂的区域)

202：氧化硅(较薄)

203：氧化硅(较厚)

301：N型赝埋层

401：浅沟槽隔离(STI)

501：N型淡掺杂区域

具体实施方式

为对本发明的技术内容、特点与功效有更具体的了解，现结合图示的实施方式，详述如下：

为了抑制P型赝埋层中的硼杂质外扩，本发明对SiGe BiCMOS的赝埋层工艺流程进行了改进，采用了如下工艺步骤：

1)在P型硅衬底101表面淀积氧化硅102、氮化硅103；然后以氮化硅103作为阻挡层，刻蚀出浅沟槽隔离(STI)401结构；接着再制作氧化硅104以及氧化硅侧墙105。

其中，氮化硅103的厚度为300～1000埃米。氧化硅侧墙105的厚度为200～1200埃米。