BiCMOS集成电路的制造方法技术

本发明专利技术提供一种BiCMOS集成电路的制造方法，包括：在衬底的表面上依次形成第一氧化层和氮化硅层；去除预设的第一区域内的所述氮化硅层，在所述第一区域内形成第二氧化层，所述第二氧化层的边缘呈厚度渐变的鸟嘴，鸟嘴延伸至所述第一区域之外的区域表面；去除剩余的氮化硅层，并在位于所述第二氧化层之间的第二区域表面内形成离子注入区；进行退火工艺，以使所述离子注入区热扩散形成基区，所述基区包围所述第二氧化层边缘的所述鸟嘴。通过本发明专利技术提供的方案，基区可横向扩散至鸟嘴下方，包围鸟嘴，当晶体管承受高电位时，可在基区中实现较宽的耗尽层，从而有效提高BiCMOS集成电路的反向耐压，进而提高晶体管的最高工作电压，满足高压器件的需求。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及器件制造领域，尤其涉及一种BiCMOS集成电路的制造方法。
技术介绍
BiCMOS是把双极型晶体管(Bipolar)和互补金属氧化物场效应晶体管(CMOS)整合在同一芯片中的集成电路，具有CMOS的高集成度、低功耗的优点，又具备双极型器件高速、强电流驱动能力的优势。现有的制造BiCMOS集成电路的方法包括：在衬底的表层中形成阱区和集电区，然后在衬底的表面生长第一氧化层，即薄氧化层；在第一预设区域形成离子注入区后，在第一氧化层的表面生长氮化硅；去除第二预设区域的氮化硅，保留第二预设区域之外的区域的氮化硅，在所述第二预设区域形成第二氧化层，即场氧化层；然后去除剩余的氮化硅；将所述离子注入区经高温热扩散，形成基区。具体的，制作场氧化层的工艺方法通常为局部氧化工艺(LOCOS)，在该工艺过程中，由于氧原子的横向扩散作用，在场氧化层的边缘会形成过渡区，过渡区的氧化层厚度是渐变的。这一厚度渐变的氧化层被称为“鸟嘴”，可见，所述鸟嘴延伸至所述预设区域之外的区域(有源区)的表面。在所述基区的边缘区域，鸟嘴延伸至基区的表面。然而，由于注入离子在氧化层中的固溶度比在衬底中的固溶度大很多，因此在生成场氧化层的过程中，位于离子注入区中的注入离子，大量进入到场氧化层之中。尤其当场氧化层的厚度比较大时，离子注入区中的注入离子可能全部被场氧化层吸收，以至于基区无法延伸至场区。并且在鸟嘴覆盖的区域，由于鸟嘴厚度是渐变的，该区域下注入离子的浓度也是渐变的，具体如图1为基于现有制造方法制造的BiCMOS集成电路的结构示意图。可见，在现有的BiCMOS集成电路制造方法中，由于氧化层对硼原子
的吸收作用，基区无法延伸至场区，且鸟嘴下方的基区之中的离子浓度小于有源区中的离子浓度，且随鸟嘴延伸方向渐变。由此，当晶体管承受高电位时，集电区和基区形成的PN结反向偏置，由于鸟嘴下方的离子浓度较小，该区域的基区横向快速耗尽，导致集电区和基区形成的PN结的反向耐压较小，进而导致晶体管的最高工作电压较小，不能满足高压器件的需求。
技术实现思路
本专利技术提供一种BiCMOS集成电路的制造方法，用于解决现有的BiCMOS集成电路制造方法导致器件反向耐压较小的问题。本专利技术提供一种BiCMOS集成电路的制造方法，包括：在衬底的表面上依次形成第一氧化层和氮化硅层；去除预设的第一区域内的所述氮化硅层，在所述第一区域内形成第二氧化层，所述第二氧化层的厚度大于所述第一氧化层的厚度，且所述第二氧化层的边缘呈厚度渐变的鸟嘴，所述鸟嘴延伸至所述第一区域之外的区域表面；去除剩余的氮化硅层，并采用离子注入工艺，在位于所述第二氧化层之间的第二区域表面内形成离子注入区；进行退火工艺，以使所述离子注入区热扩散形成基区，所述基区包围所述第二氧化层边缘的所述鸟嘴；按照预设工艺，形成栅氧化层、栅区、源区、漏区、发射区、以及位于所述基区表面内的重掺杂区。本专利技术提供的BiCMOS集成电路的制造方法，在形成场氧化层之后形成基区，鸟嘴下方和场氧化层下方的基区之中的注入离子不会被场氧化层吸收，基区可横向扩散至鸟嘴下方，并包围所述鸟嘴，当晶体管承受高电位时，可在基区之中实现较宽的耗尽层，从而有效提高BiCMOS集成电路的反向耐压，进而提高晶体管的最高工作电压，满足高压器件的需求。附图说明图1为基于现有制造方法制造的BiCMOS集成电路的结构示意图；图2为本专利技术提供的BiCMOS集成电路的制造方法的流程示意图；图3为本专利技术实施例中在衬底的表面上依次形成第一氧化层和氮化硅层之后的BiCMOS集成电路的剖面示意图；图4为本专利技术实施例中在去除预设的第一区域内的所述氮化硅层之后的BiCMOS集成电路的剖面示意图；图5为本专利技术实施例中在所述第一区域内形成第二氧化层之后的BiCMOS集成电路的剖面示意图；图6为本专利技术实施例中在去除剩余的氮化硅层并形成离子注入区之后的BiCMOS集成电路的剖面示意图；图7为本专利技术实施例中在进行退火工艺之后的BiCMOS集成电路的剖面示意图；图8为本专利技术实施例中在形成栅氧化层、栅区、源区、漏区、发射区、以及重掺杂区之后的BiCMOS集成电路的剖面示意图。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。为了方便说明，放大或者缩小了不同层和区域的尺寸，所以图中所示大小和比例并不一定代表实际尺寸，也不反映尺寸的比例关系。半导体制造工艺是在半导体晶圆上实施的一系列工艺步骤，包括光刻、离子注入、退火、氧化、生长薄膜层、干法刻蚀、湿法腐蚀等，半导体晶圆是圆片形的半导体材质的基片。半导体包括单晶硅和多晶硅，在半导体中掺入杂质元素(通常为五族元素或三族元素)可使其导电，按照其导电类型，可分为N型半导体和P型半导体：掺入了五族元素的半导体，为N型半导体，掺入了三族元素(例如硼原子)的半导体，为P型半导体。N型半导体与P型半导体可组成PN结，PN结距离衬底表面的深度称之为结深。在集成电路中，器件的主要工作区域称之为有源区，有源区之外的区域称之为场区，场区的主要作用是实现各器件之间的隔离，这种隔离通常是通过厚氧化层实现的，这些厚氧化层也称之为场氧化层，也即，场氧化层覆盖的区域为场区。BiCMOS是继CMOS后的新一代高性能大规模集成电路。CMOS由阱区、栅氧化层、栅、源区和漏区构成，通常的，CMOS包括两种类型，即N沟道
MOS管(NMOS)和P沟道MOS管(PMOS)。双极型晶体管(Bipolar)由发射区、基区和集电区构成，BiCMOS中的双极型晶体管以NPN晶体管为主，NPN晶体管的发射区和集电区为N型半导体，基区为P型半导体。图2为本专利技术实施例提供的BiCMOS集成电路的制造方法的流程示意图，为了对本实施例中的制造方法进行清楚系统的描述，图3-图8为本实施例执行过程中BiCMOS集成电路的剖面示意图，如图2所示，所述方法包括：101、在衬底的表面上依次形成第一氧化层和氮化硅层。具体地，执行101之后的所述BiCMOS集成电路的剖面示意图如图3所示，其中，所述衬底用标号11表示，所述第一氧化层用标号12表示，所述氮化硅层用标号13表示。其中，所述衬底可以为半导体元素，例如单晶硅、多晶硅或非晶结构的硅或硅锗(SiGe)，也可以为混合的半导体结构，例如碳化硅、锑化铟、碲化铅、砷化铟、磷化铟、砷化镓或锑化镓、合金半导体或其组合。本实施例在此不对其进行限制。在实际应用中，所述半导体衬底具体还可以为在半导体上生长了一层或多层半导体薄膜的外延片。实际应用中，首先需要在衬底的表层之中形成阱区和集电区，然后在衬底的表面生长第一氧化层，该第一氧化层为薄氧化层，厚度可以为T1，然后在第一氧化层的表面上形成氮化硅层。相应的，在101之前，所述方法还包括：在所述衬底的表面内形成阱区和集电区。其中，所述第一氧化层和所述氮化硅层的厚度可以根据实际器件和工艺确定，例如，所述第一氧化层的厚度为50埃至500埃，所述氮化硅层的厚度为1000埃至5000埃，本实施例在此不对其进行限制。102、去除预设的第一区域内的所述氮化硅层，在所述第一区域内形成第二氧化层，所述第二氧化层的厚度大于所述第一氧化层的厚度，且所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种BiCMOS集成电路的制造方法，其特征在于，包括：在衬底的表面上依次形成第一氧化层和氮化硅层；去除预设的第一区域内的所述氮化硅层，在所述第一区域内形成第二氧化层，所述第二氧化层的厚度大于所述第一氧化层的厚度，且所述第二氧化层的边缘呈厚度渐变的鸟嘴，所述鸟嘴延伸至所述第一区域之外的区域表面；去除剩余的氮化硅层，并采用离子注入工艺，在位于所述第二氧化层之间的第二区域表面内形成离子注入区；进行退火工艺，以使所述离子注入区热扩散形成基区，所述基区包围所述第二氧化层边缘的所述鸟嘴；按照预设工艺，形成栅氧化层、栅区、源区、漏区、发射区、以及位于所述基区表面内的重掺杂区。

【技术特征摘要】
1.一种BiCMOS集成电路的制造方法，其特征在于，包括：在衬底的表面上依次形成第一氧化层和氮化硅层；去除预设的第一区域内的所述氮化硅层，在所述第一区域内形成第二氧化层，所述第二氧化层的厚度大于所述第一氧化层的厚度，且所述第二氧化层的边缘呈厚度渐变的鸟嘴，所述鸟嘴延伸至所述第一区域之外的区域表面；去除剩余的氮化硅层，并采用离子注入工艺，在位于所述第二氧化层之间的第二区域表面内形成离子注入区；进行退火工艺，以使所述离子注入区热扩散形成基区，所述基区包围所述第二氧化层边缘的所述鸟嘴；按照预设工艺，形成栅氧化层、栅区、源区、漏区、发射区、以及位于所述基区表面内的重掺杂区。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述退火工艺的温度为900摄氏度至1150摄氏度，时间为30分钟至300分钟。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述退火...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘光燃，文燕，高振杰，王焜，石金成，马万里，
申请(专利权)人：北大方正集团有限公司，深圳方正微电子有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11