[发明专利]抑制集成无源器件品质因子漂移的方法

说明书

本发明涉及一种在集成无源器件中防止器件品质因子发生负面漂移的方法。包括植入预定元素的离子至衬底中，热处理衬底，利用离子促使衬底之中间隙氧析出氧沉淀，离子同步与间隙氧反应生成该元素的硅氧复合体，籍此降低衬底中的间隙氧浓度，在衬底顶面形成绝缘层并制备位于绝缘层之上的集成无源器件。

技术领域

本发明涉及半导体器件领域，更确切的说，本发明旨在提供一种在带有电阻器、电感器和电容器的集成无源器件中防止器件品质因子发生负面漂移的方法。

背景技术

现有技术中无源器件被广泛使用，尤其射频电路中无源器件必不可少，无源器件或者带有无源器件的电路小型化是评估射频技术的参数指标之一，而且，无源器件的另一个性能参数是品质因子(Quality-factor)，一般而言，器件的品质因子越大，其体现出来的性能通常就显得越优异。

现有技术中常常在PCB板上制作分立的电感和电容来实现匹配，能够极大地降低成本但无法满足小型化的设备趋势，然而这会占用大量的面积，尤其是这些分立器件无法集成至芯片级。终端手持设备或者基站设备等可以包括一个或多个集成电路，这些集成电路可以包括无线通信所必需的模拟电路和数字电路，实质上这些电路可以包括电感器和电容器。随着用于形成集成电路的技术的发展，集成电路上的有源元件(例如晶体管)的尺寸不断减小。相对于有源元件，集成电路上的无源元件的尺寸有可能没有减小，因为需要考虑小型化无源器件的品质因子是否符合规范，输入信号的损耗能否被限定在可靠范围，因此，用先进技术形成的集成电路可能需要增大无源元件在集成电路上的面积百分比。为了降低生产成本并且节约面积，可以在晶圆上同时集成有源元件和无源器件。

在GHz级别的射频集成电路中，电感可以用在芯片嵌入式(on-chip)的匹配电路、被动滤波器、电感负载、变压器、压控震荡器等器件中。其中最重要的性能就是品质因子，影响品质因子的因素有，必须考虑金属线圈的欧姆损耗、基底的损耗、电感的寄生电容。在过去的发展中，已经提出许多高品质因子电感，例如使用高导电率的金属层制造金属线圈，以减少欧姆损耗。使用多层金属以增加电感的有效厚度，以减少高频的基底损耗。使用低损耗的基底材料，以减少高频的基底损耗。使用厚氧化层隔绝浮置电感和基底，以减少基底损耗等。

本发明在于可靠的在集成无源器件中防止器件品质因子发生负面大幅度变动的制备方案，提供高性能品质因子的晶圆级集成器件。

发明内容

在本发明的一种抑制集成无源器件品质因子漂移的方法中，包括以下步骤：提供具有第一导电类型的衬底；植入一预定元素的离子至衬底中；热处理衬底，利用所述离子促使衬底之中间隙氧析出氧沉淀，所述离子同步与间隙氧反应生成该元素的硅氧复合体。

籍此降低衬底中的间隙氧浓度；在所述衬底顶面形成绝缘层并制备位于绝缘层之上的集成无源器件；其中降低间隙氧浓度，主要用于抑制集成无源器件品质因子因为间隙氧受热扩散成氧热施主而诱发的漂移。

上述的方法，第一导电类型为P型，降低间隙氧浓度用于在制备集成无源器件步骤中，避免衬底载流子浓度下降电阻率上升，和防止衬底的原始施主被氧热施主补偿而致使衬底经由第一导电类型转变成N型的第二导电类型。

上述的方法，第一导电类型为N型，降低间隙氧浓度用于在制备集成无源器件步骤中，避免衬底载流子浓度增加电阻率下降。

上述的方法，，在化学性质稳定的气体的气氛环境下热处理衬底，所述化学性质稳定的气体包括氮气和稀有气体。

上述的方法，热处理所述衬底的步骤中，包括700～900摄氏度条件下进行0～16小时的热处理过程。

上述方法，在实施植入离子的步骤之后，但在进行热处理所述衬底的步骤之前，以RCA清洗法清洗所述衬底。

上述的方法，所述预定元素包括碳或锗。