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【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及集成电路,具体涉及一种锗硅异质结双极晶体管深槽隔离结构的制造方法。
技术介绍
1、锗硅异质结双极晶体管(sige hbt)具有特征频率高、电流增益大、噪声低等优点,被广泛应用于高速高频电路及无线通信领域。目前大多数高性能sige bicmos工艺中引入了深槽隔离结构以减小集电极与衬底之间的寄生电容并提升频率特性。sige hbt中的深槽隔离结构由多晶硅填充介质和槽壁氧化层组成,其工艺制造方法对sige hbt器件性能具有显著影响。现有工艺制程一般采用高温干法加湿法氧化形成槽壁氧化层,然而该工艺过程会在深槽角的顶部和本征基区-集电极区域附近产生很大的拉伸应力,导致位错缺陷出现以及界面态/氧化物陷阱电荷密度增加,引起器件低频噪声特性退化。sige hbt器件噪声幅度的增加会引起电路线性特性和频谱纯度的退化,导致模拟和数字电路功能受限、系统灵敏度和信噪比降低,而且还会向上耦合转化为相位噪声,影响器件在高频数字逻辑方面的应用。
2、因此,如何降低sige bicmos工艺中深槽隔离结构制造过程中引入的热应力及位错缺陷,从而提升器件的低频噪声性能,是目前亟需解决的技术问题。
技术实现思路
1、鉴于以上所述现有技术的缺点,本专利技术提供一种锗硅异质结双极晶体管深槽隔离结构的制造方法及晶体管,以解决现有技术中的至少其中一个问题。
2、为实现上述目的以及其他目的,本专利技术提供一种锗硅异质结双极晶体管深槽隔离结构的制造方法,包括:
3、提供衬底,在
4、通过光刻和刻蚀形成深槽结构,所述深槽结构垂直穿透所述n型外延层和所述埋层并延伸至所述衬底中;
5、对所述深槽结构进行第一步线性氧化,形成具有第一厚度的第一槽壁氧化层;
6、对所述第一槽壁氧化层进行第一次退火处理;
7、对所述深槽结构进行第二步线性氧化,形成具有第二厚度的第二槽壁氧化层,所述第二槽壁氧化层贴合于所述第一槽壁氧化层上;
8、对所述第二槽壁氧化层进行第二次退火处理;
9、在所述深槽结构中填充多晶硅介质;
10、蚀刻去除非深槽结构区的多晶硅介质;
11、氧化深槽结构顶部的多晶硅介质形成密封层,以密封所述深槽结构,形成最终的锗硅异质结双极晶体管深槽隔离结构。
12、于本专利技术一实施例中,所述第一步线性氧化包括:在第一温度下的常压干法氧化。
13、于本专利技术一实施例中,所述第一次退火处理包括:从第一温度降温至第二温度保持第一时间段,然后从第二温度降温至第三温度并保持第二时间段。
14、于本专利技术一实施例中,所述第二步线性氧化包括:在第三温度下的低压化学气相沉积氧化,所用沉积源为四乙氧基硅烷。
15、于本专利技术一实施例中,所述第二次退火处理包括:在第四温度保持第三时间段,然后从第四温度降温至第五温度保持。
16、于本专利技术一实施例中,所述深槽结构的深度为6~8μm,所述深槽结构的宽度为0.8~1.2μm。
17、于本专利技术一实施例中,所述第一槽壁氧化层为二氧化硅层,其厚度为40nm-50nm。
18、于本专利技术一实施例中,所述第二槽壁氧化层为二氧化硅层,其厚度为90nm-110nm。
19、于本专利技术一实施例中,采用平面化干法刻蚀去除非深槽结构区的多晶硅膜。
20、于本专利技术一实施例中,在第六温度下氧化深槽结构顶部的多晶硅膜形成密封层,其中,密封层为氧化硅层,其厚度为350nm-400nm。
21、本专利技术的有益效果:
22、本专利技术通过采用两步线性氧化加退火处理的制造方法,充分释放深槽隔离结构中槽壁氧化层制造过程中产生的热应力,从而减少由应力触发生成的位错核及其诱导产生的位于sige基区-集电极区域附近的界面缺陷。由于器件的低频噪声特性与界面态陷阱电荷密度nit和近界面氧化物陷阱电荷密度not密切相关,缺陷数量的减少可有效降低陷阱中心对载流子的俘获和释放过程,从而抑制随机电报噪声的产生,达到优化器件低频噪声特性的效果。此外,减少sige本征基区-集电极区域内的界面缺陷还能使集电极-发射极漏电流显著减小,从而进一步有效降低器件的总体噪声水平。同时,该深槽隔离结构的制造方法与现有hbt制造工艺兼容,不增加工艺复杂度及制造成本,由此获得的低噪声sige hbt器件可用于研制生产低噪声放大器、超高速高精度射频电路,而不需要增加额外的降噪设计。
23、应当理解的是,以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的,并不能限制本申请。
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1.一种锗硅异质结双极晶体管深槽隔离结构的制造方法,其特征在于,包括:
2.根据权利要求1所述的锗硅异质结双极晶体管深槽隔离结构的制造方法,其特征在于,所述第一步线性氧化包括:在第一温度下的常压干法氧化。
3.根据权利要求2所述的锗硅异质结双极晶体管深槽隔离结构的制造方法,其特征在于,所述第一次退火处理包括:从第一温度降温至第二温度保持第一时间段,然后从第二温度降温至第三温度并保持第二时间段。
4.根据权利要求3所述的锗硅异质结双极晶体管深槽隔离结构的制造方法,其特征在于,所述第二步线性氧化包括:在第三温度下的低压化学气相沉积氧化,所用沉积源为四乙氧基硅烷。
5.根据权利要求4所述的锗硅异质结双极晶体管深槽隔离结构的制造方法,其特征在于,所述第二次退火处理包括:在第四温度保持第三时间段,然后从第四温度降温至第五温度保持。
6.根据权利要求1所述的锗硅异质结双极晶体管深槽隔离结构的制造方法,其特征在于,所述深槽结构的深度为6~8μm,所述深槽结构的宽度为0.8~1.2μm。
7.根据权利要求1所述的锗硅异质结双
8.根据权利要求1所述的锗硅异质结双极晶体管深槽隔离结构的制造方法,其特征在于,所述第二槽壁氧化层为二氧化硅层,其厚度为90nm-110nm。
9.根据权利要求1所述的锗硅异质结双极晶体管深槽隔离结构的制造方法,其特征在于,采用平面化干法刻蚀去除非深槽结构区的多晶硅膜。
10.根据权利要求1所述的锗硅异质结双极晶体管深槽隔离结构的制造方法,其特征在于,在第六温度下氧化深槽结构顶部的多晶硅膜形成密封层,其中,密封层为氧化硅层,其厚度为350nm-400nm。
...【技术特征摘要】
1.一种锗硅异质结双极晶体管深槽隔离结构的制造方法,其特征在于,包括:
2.根据权利要求1所述的锗硅异质结双极晶体管深槽隔离结构的制造方法,其特征在于,所述第一步线性氧化包括:在第一温度下的常压干法氧化。
3.根据权利要求2所述的锗硅异质结双极晶体管深槽隔离结构的制造方法,其特征在于,所述第一次退火处理包括:从第一温度降温至第二温度保持第一时间段,然后从第二温度降温至第三温度并保持第二时间段。
4.根据权利要求3所述的锗硅异质结双极晶体管深槽隔离结构的制造方法,其特征在于,所述第二步线性氧化包括:在第三温度下的低压化学气相沉积氧化,所用沉积源为四乙氧基硅烷。
5.根据权利要求4所述的锗硅异质结双极晶体管深槽隔离结构的制造方法,其特征在于,所述第二次退火处理包括:在第四温度保持第三时间段,然后从第四温度降温至第五温度保持。
6.根...
【专利技术属性】
技术研发人员:洪敏,张培健,易孝辉,唐新悦,钱坤,朱坤峰,张广胜,廖文龙,杨倩,魏佳男,罗婷,
申请(专利权)人:中国电子科技集团公司第二十四研究所,
类型:发明
国别省市:
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