一种低频低噪声运算放大器制备方法技术

本发明专利技术公开一种低频低噪声运算放大器制备方法，包括在硅晶的基片表面生长一层氧化层，和利用光刻技术，离子注入、推阱热扩散方式在基片内形成P

【技术实现步骤摘要】
一种低频低噪声运算放大器制备方法


[0001]本专利技术涉及半导体集成电路制造领域，具体涉及一种结型场效应管低频低噪声运算放大器。

技术介绍

[0002]在远距离和被动接收等情况下，声呐系统接收到的声信号非常微弱，经过传感器转换后的电信号也非常微弱。因而需要低噪声放大器对其进行预先放大，即低噪声的前置放大器。声波信号的频谱在20Hz～20KHz，因此要求低频噪声更低的前置放大器。
[0003]声呐传感器为高阻，从阻抗匹配的角度看，前置放大器的输入阻抗要求很高；从噪声贡献的角度看，此时电流噪声的贡献占主导，因此要求前置放大器的输入噪声电流和偏置电流很低，同时考虑，海洋中的温度不是很高，因此，JFET输入的放大器是较为理想的选择，它的电流噪声比NPN输入的OP系列的放大器低近3个数量级。
[0004]提高前置放大器基本性能的一种实用方法将两个标准运放或一个标准运放及离散晶体管混合在一起，这样的组合称之为复合放大器。精心设计的复合放大器通常有比标准运算放大器更突出的性能。这是因为复合放大器针对某一参数性能进行优化，而这在标准放大器中因受工艺手段的限制很难做到。
[0005]为了实现更低的输入偏置电流、噪声电流及噪声电压，选用JFET做为输入级。JFET晶体管的失调电压通常较大，为几毫伏至几十毫伏，因此需要失调微调电路。同时为了使JFET电流漂移最小，需要对漏电流进行微调。
[0006]利用NJFET器件结构的高输入阻抗和低噪声电流特性构成输入缓冲放大器，第二级可以选用一般的低噪声电压放大器。它的偏置电流需采用于同一电流源，因此噪声具有相干性，当输出差分信号时，共模噪声被消除。

技术实现思路

[0007]针对现上述技术问题，本专利技术提供了一种低频低噪声运算放大器制备方法。
[0008]本专利技术采用了如下技术方案：一种低频低噪声运算放大器制备方法，包括在硅晶的基片表面生长一层氧化层，以及利用光刻技术，离子注入、推阱热扩散方式在基片内形成P
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阱区域的步骤，其特征在于，还包括以下步骤：1）N+源漏制备，利用光刻技术，离子注入、热扩散方式在P
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阱区域内形成多个N+源漏区域；2）N
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沟道制备，利用光刻技术，离子注入、热扩散方式在P
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阱区域内形成N
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沟道区域，其中N+漏源区的结深超出N
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沟道区域；3）P+栅区制备，利用光刻技术，离子注入、热扩散方式在N
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沟道区域和P阱区内形成网格线状的P+栅区，每个N+源漏对应设在P+栅区划分网格内；4）N+接触区制备，利用光刻技术，离子注入、热扩散方式在N
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沟道区域形成与N+漏
源区数量相对应的N+接触区，且每个N+接触区注入面积对应覆盖N+漏源区面积，N+接触区的离子浓度高于N+源漏区域的离子浓度；5）BPSG保护膜层制备，利用CVD化学气相淀积工艺，在氧化层表面形成BPSG保护膜层；6）金属制备，利用金属溅射、光刻、刻蚀工艺，将器件N+接触区互并联形成源、漏极，P+栅区自连形成栅极；7）钝化层制备，利用CVD化学气相淀积工艺，在BPSG保护膜层表面形成介质保护膜层，并将引线端头外露形成PAD点。
[0009]进一步地，所述BPSG保护膜层由二氧化硅、B离子和P离子组成，其中P
31+
质量比为5%，B
11+
质量比为2.5%，其余为二氧化硅。
[0010]相比于现有技术，本专利技术具的有益效果：本专利技术的目的是为低频低噪声运算放大器的生产提供一条工艺技术途径。在制造方法上通过制造出网格线状的JFET栅结构，以增大器件栅结构面积，提高JFET跨导，同时JFET中网格状的P+栅区以及源漏极对应互连，可以有效降低栅极漏电流，减小输入噪声电压；在制造方法上通过制造出N+接触区，该区的杂质离子较高，可降低源端与金属间的欧姆接触电阻，有效的减少热电阻噪声，有效的降低器件电压噪声。
附图说明
[0011]图1是本专利技术一种低频低噪声运算放大器制备方法实施例的工艺流程示意图；图2至图12是本专利技术一种低频低噪声运算放大器各主要工艺步骤制备示意图；图13是器件在裂片前处于晶圆不同测试位置的示意图。
[0012]附图标记说明：1、基片；2、氧化层；3、P
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阱区；4、N+漏源区；5、N
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沟道；6、P+栅区；7、N+接触区；8、BPSG保护膜层；9、引线；10、介质保护膜。
具体实施方式
[0013]为使本专利技术更加清楚明白，下面结合附图对本专利技术的一种低频低噪声运算放大器制备方法进一步说明，此处所描述的具体实施例仅用于解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0014]一种低频低噪声运算放大器制备方法，图1给出了低频低噪声运算放大器的工艺流程，以下为具体工艺步骤：1) 基片选择如图2所示，基片1选择为N型（111）6寸硅晶圆片，电阻率为6.5Ω.cm～8Ω.cm,厚度675μm
±
15μm。
[0015]2) 清洗基片1需进行化学清洗，采用标准RCA清洗，可以有效的去除晶圆表面的杂质污染物，可以有效的提高晶圆氧化层质量。
[0016]RCA清洗过程中化学试剂的容积配比与环境温度：名称：SC
‑
1，RCA1,化学成分：NH4OH：H2O2：H2O，配比：1：2：12.5，环境温度65℃；名称：SC－2，RCA
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2，化学成分：HCL：H2O2：H2O，配比：1：2：12.5，环境温度65℃；名称：SPM，化学成分：H2SO4：H2O2，配比：4：1，环境温度65℃；
名称：稀释HF，化学成分：HF：H2O，配比：1：100，环境温度23℃。
[0017]3) 初始氧化氧化是在高温氧化炉中进行, 如图3所示，在基片1表面形成形成二氧化硅的氧化层2。氧化温度是生长二氧化硅的氧化层关键参数，温度的精确控制将影响厚度均匀性，温度控制在950
±
0.5℃。
[0018]氧化是用干氧＋DCE（二氯乙烯）＋干氧的氧化方法。干氧是指干燥的氧气直接送入氧化炉中，干氧氧化可得到致密的氧化层，氧气流量 16L/min；二氯乙烯通过氮气携带进入氧化炉内，其流量为0.2L/min。
[0019]氧化时间：依次为在干氧气氛5 min、DCE和氧气气氛30 min 、干氧气氛5 min。
[0020]氧化层厚度:50
±
5nm。
[0021]4）P
‑
阱光刻匀胶：选用正性光刻胶。为保证光刻胶与硅片的粘附性，先在氧化层2表面用HMDS（六甲基二硅氮烷）进行增粘处理，然后旋转涂胶，胶厚(1.0
±
0.1)μm。
[0022]前烘：将涂覆好光刻胶的基板1放热板上，温度设置为(100
±
5)℃，时间为1min。
[0023]曝光：用光刻掩模版本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种低频低噪声运算放大器制备方法，包括在硅晶的基片表面生长一层氧化层，以及利用光刻技术，离子注入、推阱热扩散方式在基片内形成P
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阱区域的步骤，其特征在于，还包括以下步骤：1）N+源漏制备，利用光刻技术，离子注入、热扩散方式在P
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阱区域内形成多个N+源漏区域；2）N
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沟道制备，利用光刻技术，离子注入、热扩散方式在P
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阱区域内形成N
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沟道区域，其中N+漏源区的结深超出N
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沟道区域；3）P+栅区制备，利用光刻技术，离子注入、热扩散方式在N
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沟道区域和P阱区内形成网格线状的P+栅区，每个N+源漏对应设在P+栅区划分网格内；4）N+接触区制备，利用光刻技术，离子...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁继洪，王博，刘中梦雪，白涛，张伟，
申请(专利权)人：华东光电集成器件研究所，
类型：发明
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