專利名稱：正溫度系數(shù)隨溫度線性變化的p型電阻的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種P型電阻的制造方法，特別涉及一種正溫度系數(shù)隨溫度線性變化的P型 電阻的制造方法。它直接應(yīng)用的領(lǐng)域高精密溫度傳感器。
背景技術(shù)：
一般的溫度檢測元件如熱電偶、鉑電阻、陶瓷熱敏電阻等，其制作工藝復(fù)雜，只能做單 個電阻元件，且電阻面積和體積較大，需要外接復(fù)雜的電路，才能形成溫度傳感器。
溫度傳感器的制造工藝決定了溫度敏感電阻不能與IC工藝集成；傳統(tǒng)半導(dǎo)體工藝制作的
普通電阻由電阻溫度近似公式R-Ro (1+TCR1*AT + TCR2*AT2)求出，由于其電阻隨溫度 變化呈非線性，因此對補償電路的要求較高，導(dǎo)致補償電路非常復(fù)雜。以上兩點均大大限制 了溫度傳感器的發(fā)展。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于提供一種正溫度系數(shù)隨溫度線性變化的P型電阻的制造 方法，以消除P型電阻的正溫度系數(shù)隨溫度呈非線性變化的問題。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的一種正溫度系數(shù)隨溫度線性變化的P型電阻的制造方法，其
包括以下歩驟
1) 在低摻雜的N—型硅片上制作Ar埋層；
2) 在形成Ar埋層后的所述硅片上制作P—電阻層和P+接觸層；
3) 在形成P—電阻層和P+接觸層后的所述硅片上制作引線孔；
4) 在形成引線孔后的所述硅片上制作引線。
在低摻雜的N—型硅片上制作Ar埋層的步驟包括對低摻雜的N—型(110)硅片進(jìn)行RCA 清洗；薄氧化，形成10-15 nm厚的SiCh層；注入Ar，劑量lE14cm'2，能量100keV; RCA 清洗；在氫氣與氧氣保護(hù)下，經(jīng)105(TC處理1小時、120(TC處理5小時、850。C處理1小時 IO分鐘的退火，形成厚度為0.2-lum的Ar埋層，R。為10k-100k Q 。
在形成Ar埋層后的所述硅片上制作P—電阻層和P+接觸層的歩驟包括光刻P—電阻區(qū)； 腐蝕Si02;去膠；RCA清洗；薄氧化，形成54-66 nm厚的Si02層；注入硼，劑量3E13-8E13 cm-2，能量60keV;光刻P+接觸區(qū)，帶膠注入硼，劑量1E15-5E15 cnf2，能量60keV; RCA 清洗；72(TC低溫淀積0.45ym厚的Si02層；在氮氣保護(hù)下，115(TC下退火100分鐘，形成P一電阻層，其結(jié)深為3-4nm， R。為80土15Q，同時，形成P+接觸層，其結(jié)深為4-5"m， R 口為30士15Q 。
在形成P—電阻層和P+接觸層后的所述硅片上制作引線孔的步驟包括光刻引線孔；腐蝕 Si02層；去膠。
在形成引線孔后的所述硅片上制作引線的步驟包括RCA清洗；濺射厚為1.2土0.2um 的鋁銅層；光刻；腐蝕；去膠；有機清洗；在氮氣保護(hù)下，440'C下合金30分鐘，最終形成 正溫度系數(shù)隨溫度線性變化的P型電阻。
有益效果
本發(fā)明的一種正溫度系數(shù)隨溫度線性變化的P型電阻的制造方法，利用在電阻區(qū)域摻入 一定量的惰性原子Ar,改變P型電阻在高低溫的遷移率，達(dá)到電阻在不同溫度下其溫度系數(shù) 基本不變，從而獲得一種具有正溫度系數(shù)隨溫度線性變化的電阻，其電阻溫度的近似公式可 達(dá)到R RQ+TCR1*AT。圖8為普通P型電阻隨溫度非線性變化的曲線圖，圖9為采用本發(fā) 明方法制作的P型電阻隨溫度線性變化的曲線圖。由圖8和圖9對比可以看出，采用本發(fā)明 方法制作的電阻，其正溫度系數(shù)隨溫度呈線性變化。
本發(fā)明的制造方法與IC工藝兼容，對補償電路的要求大大降低，可適用于高精密溫度傳 感器。


圖]為本發(fā)明帶氧化層的N —型硅片的剖面示意圖2為本發(fā)明圖1的硅片上形成Ar埋層后的剖面示意圖3為本發(fā)明圖2的硅片上光刻電阻區(qū)后的剖面示意圖4為本發(fā)明圖3的硅片上注入P—電阻層和P+接觸層后的剖面示意圖5為本發(fā)明圖4的硅片上退火形成P—電阻層和P+接觸層后的剖面示意圖6為本發(fā)明圖5的硅片上形成引線孔后的剖面示意圖7為本發(fā)明圖6的硅片上形成引線后的剖面示意圖-,
圖8為普通P型電阻隨溫度非線性變化的曲線圖9為采用本發(fā)明方法制作的P型電阻隨溫度線性變化的曲線圖。
具體實施例方式
本發(fā)明的具體實施方式
不僅限于下面的描述?，F(xiàn)結(jié)合附圖對本發(fā)明加以進(jìn)-一歩說明。 本發(fā)明方法步驟為1)在低摻雜的N—型硅片上制作Ar埋層；2)在形成Ar埋層后的
所述硅片上制作P—電阻層和P+接觸層；3)在形成P—電阻層和P+接觸層后的所述硅片上制作
引線孔；4)在形成引線孔后的所述硅片上制作引線。1. 在低摻雜的N—型硅片1上制作Ar埋層3: 將N—型 (110)晶向、電阻率為10-20Q cm的硅片用1弁液NH40H:H202:H2C^ 1:2:7 ，
2#液HC1:H202:H20=1:2:7各清洗10分鐘(此清洗過程以下簡稱RCA清洗)；薄氧化(850°C、 110min干氧)，形成10-15 nm厚的Si02層2，如圖1所示；注入Ar，劑量1E14 em-2，能量 100keV; RCA清洗；在氫氣與氧氣保護(hù)下，經(jīng)1050 'C處理1小時、1200'C處理5小時、850 'C處理1小時10分鐘的退火，形成厚度為0.2-lum的Ar埋層3，其方塊電阻10k-100kQ , 如圖2所示。
2. 在形成Ar埋層后的所述硅片1上制作P —電阻層6和P+接觸層7:
光刻P—電阻區(qū)，腐蝕Si02，去膠；RCA清洗；薄氧(850°C、 30分鐘濕氧)，形成54-66nm 厚的Si02層4，如圖3所示；注入硼，劑量3E13-8E13cm-2，能量60keV;光刻P+接觸區(qū)， 帶膠注入硼，劑量lE15-5E15cm—2，能量60keV; RCA清洗;72(TC低溫淀積厚度為0.45 u m 的Si02層5，如圖4所示；在氮氣保護(hù)下，115(TC下退火100分鐘，形成P—電阻層6，其結(jié) 深為3-4nm， R。為80土15Q;同時形成P+接觸層7，其結(jié)深為4-5um， R。為30土15Q，如 圖5所示。
3. 在形成P+接觸層后的所述硅片1上制作引線孔8: 光刻引線孔；腐蝕Si02;去膠，形成引線孔8，如圖6所示。
4. 在形成引線孔后的所述硅片1上制作引線9:
RCA清洗；濺射厚為1.2士0.2"m的鋁銅層；光亥lj;腐蝕；去膠；在常溫下丙酮超聲清
洗10分鐘、乙醇超聲清洗10分鐘，即有機清洗；在氮氣保護(hù)下，44(TC下合金30分鐘，形 成引線9，如圖7所示，最終形成正溫度系數(shù)隨溫度線性變化的P型電阻。
本發(fā)明方法中所用單項工藝，除己經(jīng)作了詳細(xì)描述的外，其他的，如清洗、氧化、光亥lj、 去膠、低溫淀積二氧化硅、腐蝕、濺射、退火、離子注入等的單項工藝、設(shè)備及化工材料、 試劑均為本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所知的常用技術(shù)，不再加以詳述。
權(quán)利要求
1.一種正溫度系數(shù)隨溫度線性變化的P型電阻的制造方法，其包括以下步驟1)在低摻雜的N-型硅片上制作Ar埋層；2)在形成Ar埋層后的所述硅片上制作P-電阻層和P+接觸層；3)在形成P-電阻層和P+接觸層后的所述硅片上制作引線孔；4)在形成引線孔后的所述硅片上制作引線。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的正溫度系數(shù)隨溫度線性變化的P型電阻的制造方法，其特征在于 在低摻雜的N—型硅片上制作Ar埋層的步驟包括對低摻雜的N—型(110)硅片進(jìn)行RCA清 洗；薄氧化，形成10-15 nm厚的Si02層；注入Ar，劑量lE14cm—2，能量100keV; RCA清 洗；在氫氣與氧氣保護(hù)下，經(jīng)105(TC處理1小時、120(TC處理5小時、85(TC處理1小時10 分鐘的退火，形成厚度為0.2-1 ym的Ar埋層，R。為10k-100kQ 。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的正溫度系數(shù)隨溫度線性變化的P型電阻的制造方法，其特征在于 在形成Ar埋層后的所述硅片上制作P—電阻層和P+接觸層的歩驟包括光刻P—電阻區(qū)；腐蝕Si02;去膠'，RCA清洗;薄氧化，形成54-66 nm厚的Si02層;注入硼，劑量3E13-8E13 cm—2， 能量60keV;光刻P+接觸區(qū)，帶膠注入硼，劑量lE15-5E15cnf2，能量60keV; RCA清洗； 72(TC低溫淀積0.45um厚的SiCb層；在氮氣保護(hù)下，115(TC下退火100分鐘，形成P—電阻 層，其結(jié)深為3-4iim， Ra為80土15Q，同時，形成P+接觸層，其結(jié)深為4-5um， R。為30 士15Q 。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的正溫度系數(shù)隨溫度線性變化的P型電阻的制造方法，其特征在于 在形成P—電阻層和P+接觸層后的所述硅片上制作引線孔的步驟包括光刻引線孔；腐蝕Si02 層；去膠。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的正溫度系數(shù)隨溫度線性變化的P型電阻的制造方法，其特征在于在形成引線孔后的所述硅片上制作引線的歩驟包括RCA清洗；濺射厚為1.2士0.2ym的鋁 銅層；光刻；腐蝕；去膠；有機清洗；在氮氣保護(hù)下，44(TC下合金30分鐘，最終形成正溫 度系數(shù)隨溫度線性變化的P型電阻。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種正溫度系數(shù)隨溫度線性變化的P型電阻的制造方法。本發(fā)明方法的主要工藝步驟為1)在低摻雜的N^-型硅片上制作Ar埋層；2)在形成Ar埋層后的所述硅片上制作P^-電阻層和P⁺接觸層；3)在形成P^-電阻層和P⁺接觸層后的所述硅片上制作引線孔；4)在形成引線孔后的所述硅片上制作引線。本發(fā)明方法利用在電阻區(qū)域摻入一定量的惰性原子，改變P型電阻在高低溫的遷移率，達(dá)到電阻在不同溫度下其正溫度系數(shù)基本不變，從而獲得一種具有正溫度系數(shù)隨溫度線性變化的電阻。本發(fā)明方法與IC工藝兼容，對補償電路的要求大大降低，可用于高精密溫度傳感器。
文檔編號H01L21/02GK101494168SQ200910103240
公開日2009年7月29日 申請日期2009年2月24日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月24日
發(fā)明者歐宏旗, 稅國華, 胡明雨 申請人:中國電子科技集團(tuán)公司第二十四研究所