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pn 结隔离技术
来源: | 作者:LiLi | 发布时间: 2024-08-20 | 210 次浏览 | 分享到:

第三步、生长n型外延层(N-type-Epitaxy,N- EPI);

外延生长一层轻掺杂的n型外延硅,作为双极型晶体管的集电极。整个双极型晶体管便是制作在这层n型外延层上的。为了减小结电容和提高击穿电压 BVcbo,外延层必须是轻掺杂的。

第四步、形成P阱(P-Type- Well,PW)保护环隔离;

生长一层二氧化硅作为阻挡层,再进行光刻和刻蚀处理,露出需要形成PW保护环的区域,然后淀积P型杂质硼,通过退火使杂质扩散到所需的结深,同时激活硼离子,形成PW保护环。PW保护环的结深要大于n型外延层的厚度,这样可以通过PW保护环隔离形成许多n型外延的孤岛,它们便是通过 pn 结隔离技术进行隔离的。电性上利用反偏的PN 结实现双极型晶体管的电性隔离,因为反偏的pn 漏电流非常小。最后通过湿法刻蚀清除二氧化硅层。

第五步、形成重掺杂 N阱(N-Type-Well, NW)集电极;

生长一层二氧化硅作为阻挡层,再进行光刻和刻蚀处理,露出需要形成集电极的区域,然后通过离子注入n型杂质磷,并退火激活磷离子,形成n型重掺杂NW集电极,目的是减少双极型晶体管集电极的串联的电阻。最后通过湿法刻蚀清除二氧化硅层。

第六步、形成 NPN基区(P-Base);

生长一层二氧化硅作为阻挡层,再进行光刻和刻蚀处理,露出需要形成基区的区域,然后通过离子注入p型杂质硼,通过退火激活硼离子,形成p型轻掺杂 P-base。为了减小结电容,提高击穿电压BVcbo,提高电流增益,P-Base 与NW 和 NBL 不能重合,P-Base 必须是轻掺杂。最后通过湿法刻蚀清除二氧化硅层。

第七步、形成 NPN 发射极和集电极接触;

生长一层二氧化硅作为阻挡层,再进行光刻和刻蚀处理,露出需要形成发射极和集电极接触的区域,然后通过离子注入n 型杂质砷,通过退火激活砷离子,形成n型重掺杂发射极和集电极接触。最后通过湿法刻蚀清除二氧化硅层。

第八步、形成基极和PW 接触。

生长一层二氧化硅作为阻挡层,再进行光刻和刻蚀处理,露出需要形成基区和 PW接触的区域,然后通过离子注入p型杂质硼,通过退火激活离子,形成p型重掺杂基区接触。最后通过湿法刻蚀清除二氧化硅层。

上面的工艺流程是前段器件级的工艺,图3-1所示为双极型工艺制程技术的剖面图。当前段工艺完成以后,在器件上淀积一层二氧化硅绝缘层,目的是把器件和互连的金属隔离,然后进行光刻和刻蚀。形成接触孔,并淀积金属层,接着进行光刻和刻蚀,形成金属互连线。