專利名稱：BiCMOS工藝中的寄生PIN二極管及制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體集成電路制造領(lǐng)域，特別是涉及一種BiCMOS工藝中的寄生PIN 二極管；本發(fā)明還涉及一種BiCMOS工藝中的寄生PIN 二極管的制造方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有BiCMOS工藝中的雙極型晶體管(Bipolar Transistor)采用高摻雜的集電區(qū)埋層，以降低集電區(qū)電阻，采用高濃度高能量N型注入，連接集電區(qū)埋層，形成集電極引出端(collector pick-up)。集電區(qū)埋層上外延中低摻雜的集電區(qū)，在位P型摻雜的外延形成基區(qū)，然后N型重?fù)诫s多晶硅構(gòu)成發(fā)射極，最終完成Bipolar Transistor的制作?，F(xiàn)有 BiCMOS工藝制造寄生PIN 二極管要占用較大的器件面積，并且制造成本也大大增加。為了增加現(xiàn)有寄生PIN 二極管的正向?qū)娏?、并改善器件的插入損耗，現(xiàn)有技術(shù)采用的改進(jìn)方法有一調(diào)整器件的雜質(zhì)分布；二通過增加器件的面積。其中通過調(diào)整器件雜質(zhì)分布來增加器件正向?qū)娏鞯姆椒ㄊ欠浅Ｓ邢薜?。而增加器件面積的話，對于整個(gè)電路來講，無疑是非常不利的，從半導(dǎo)體制造成本來講，增加器件面積也意味著成本的增加。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種BiCMOS工藝中的寄生PIN 二極管，無需額外的工藝條件就能實(shí)現(xiàn)為電路提供多一種器件選擇，并且能得到較低的插入損耗和較高的隔離度，能在不增加器件面積的情況下，增加器件的正向?qū)娏鞑⒏纳破骷牟迦霌p耗； 為此，本發(fā)明還提供一種BiCMOS工藝中的寄生PIN 二極管的制造方法。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供的BiCMOS工藝中的寄生PIN 二極管，形成于一 P型硅襯底上，有源區(qū)通過淺溝槽隔離氧化層進(jìn)行隔離，所述寄生PIN 二極管包括一 N型區(qū)、一 I型區(qū)和一 P型區(qū)。所述I型區(qū)由形成于多個(gè)相鄰有源區(qū)中并互相連接的多個(gè)N型集電極注入?yún)^(qū)組成，各所述N型集電極注入?yún)^(qū)的深度大于所述淺溝槽隔離氧化層的深度、各所述N型集電極注入?yún)^(qū)的底部都延伸進(jìn)入各所述N型集電極注入?yún)^(qū)旁側(cè)的所述淺溝槽隔離氧化層底部并實(shí)現(xiàn)全部所述N型集電極注入?yún)^(qū)的連接。所述I型區(qū)的集電極注入?yún)^(qū)的注入雜質(zhì)為磷或砷、 注入劑量為lel2cnT2 lel5cnT2、注入能量為IOOKeV 2000KeV。形成所述I型區(qū)的所述多個(gè)相鄰有源區(qū)的數(shù)量為2個(gè)以上，所述多個(gè)相鄰有源區(qū)的排列結(jié)構(gòu)為橫向排列、或縱向排列。所述N型區(qū)由形成于所述I型區(qū)旁側(cè)的所述淺溝槽隔離氧化層底部的N型贗埋層組成，所述N型贗埋層為N型離子注入?yún)^(qū)并和所述I型區(qū)形成接觸，在所述N型贗埋層頂部的所述淺溝槽隔離氧化層中形成有深孔接觸，所述深孔接觸用于引出所述N型區(qū)。所述N 型贗埋層的N型離子注入的注入劑量為IeHcm 2 lel6Cm_2、注入能量小于30KeV、注入雜質(zhì)為磷或砷或銻。所述P型區(qū)由多個(gè)基區(qū)外延層和多個(gè)P型贗埋層組成；各所述基區(qū)外延層形成于所述I型區(qū)所覆蓋的各所述相鄰有源區(qū)的頂部表面并摻有P型雜質(zhì)；各所述P型贗埋層為 P型離子注入?yún)^(qū)，各所述P型贗埋層形成于所述I型區(qū)所覆蓋的各所述相鄰有源區(qū)間的所述淺溝槽隔離氧化層的底部和側(cè)壁的所述N型集電極注入?yún)^(qū)中，各所述P型贗埋層通過其側(cè)壁部分和其相鄰的各所述基區(qū)外延層形成連接；在各所述P型掩埋層頂部的所述淺溝槽隔離氧化層中形成有深孔接觸、以及在各所述基區(qū)外延層的頂部形成有金屬接觸，各所述深孔接觸和各所述金屬接觸用于引出所述P型區(qū)。所述P型區(qū)的各所述基區(qū)外延層為P型摻雜的硅外延、或鍺硅外延、或鍺硅碳外延，各所述基區(qū)外延層的P型摻雜是通過在位P型摻雜和外基區(qū)離子注入形成，所述外基區(qū)離子注入的注入雜質(zhì)為硼或氟化硼、注入劑量為 IelW lel5cm_2、注入能量為IeV 30KeV。所述P型區(qū)的各所述P型贗埋層的P型離子注入的注入劑量為IeHcnT2 lel6Cm_2、注入能量小于30KeV、注入雜質(zhì)為硼或氟化硼， 各所述P型贗埋層的P型離子注入的注入角度要保證能形成各所述P型贗埋層的側(cè)壁部分并能使各所述P型贗埋層的側(cè)壁部分的濃度為lel9CnT3以上。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供的BiCMOS工藝中的寄生PIN 二極管的制造方法包括如下步驟步驟一、利用淺溝槽刻蝕工藝在一 P型硅襯底上形成淺溝槽，并由所述淺溝槽隔離出有源區(qū)；在所述淺溝槽的側(cè)壁上形成側(cè)墻。步驟二、在I型區(qū)的旁側(cè)的所述淺溝槽的底部進(jìn)行N型離子注入形成N型贗埋層， 由所述N型贗埋層組成N型區(qū)。所述N型贗埋層的N型離子注入的注入劑量為IeHcm2 lel6CnT2、注入能量小于30KeV、注入雜質(zhì)為磷或砷或銻。步驟三、去除所述淺溝槽的側(cè)壁上的側(cè)墻，并在所述I型區(qū)的各所述相鄰有源區(qū)間的所述淺溝槽的底部和側(cè)壁進(jìn)行P型離子注入，形成多個(gè)P型贗埋層。所述P型區(qū)的各所述P型贗埋層的P型離子注入的注入劑量為IeHcm 2 lel6Cm_2、注入能量小于30KeV、 注入雜質(zhì)為硼或氟化硼，各所述P型贗埋層的P型離子注入的注入角度要保證能形成各所述P型贗埋層的側(cè)壁部分并能使各所述P型贗埋層的側(cè)壁部分的濃度為lel9CnT3以上。步驟四、在所述淺溝槽中填入氧化硅形成淺溝槽隔離氧化層。步驟五、在形成所述I型區(qū)的多個(gè)相鄰有源區(qū)中進(jìn)行N型集電極注入形成多個(gè)N 型集電極注入?yún)^(qū)，所述多個(gè)N型集電極注入?yún)^(qū)組成所述I型區(qū)；各所述N型集電極注入?yún)^(qū)的深度大于所述淺溝槽隔離氧化層的深度、各所述N型集電極注入?yún)^(qū)的底部都延伸進(jìn)入各所述N型集電極注入?yún)^(qū)旁側(cè)的所述淺溝槽隔離氧化層底部并實(shí)現(xiàn)全部所述N型集電極注入?yún)^(qū)的連接；各所述N型集電極注入?yún)^(qū)完全包覆所述N型贗埋層、各所述P型贗埋層并和所述N 型贗埋層、各所述P型贗埋層相接觸。所述I型區(qū)的集電極注入?yún)^(qū)的注入雜質(zhì)為磷或砷、注入劑量為lel2cnT2 lel5cnT2、注入能量為IOOKeV 2000KeV。形成所述I型區(qū)的所述多個(gè)相鄰有源區(qū)的數(shù)量為2個(gè)以上，所述多個(gè)相鄰有源區(qū)的排列結(jié)構(gòu)為橫向排列、或縱向排列。步驟六、對所述硅襯底進(jìn)行熱退火，實(shí)現(xiàn)所述N型區(qū)、各所述P型贗埋層、所述I型區(qū)的退火推進(jìn)。步驟七、在所述硅襯底表面上形成一本征基區(qū)外延層，并在所述I型區(qū)內(nèi)的各所述有源區(qū)上定義離子注入窗口、通過所述離子注入窗口對形成于所述I型區(qū)內(nèi)的各所述有源區(qū)表面上的所述本征基區(qū)外延層進(jìn)行P型的外基區(qū)離子注入形成多個(gè)基區(qū)外延層；各所述基區(qū)外延層和其相鄰各所述P型贗埋層的側(cè)壁部分相接觸；所述多個(gè)基區(qū)外延層和所述多個(gè)P型贗埋層形成所述P型區(qū)。所述P型區(qū)的各所述基區(qū)外延層為P型摻雜的硅外延、或鍺硅外延、或鍺硅碳外延，各所述基區(qū)外延層的P型摻雜是通過在位P型摻雜和外基區(qū)離子注入形成，所述外基區(qū)離子注入的注入雜質(zhì)為硼或氟化硼、注入劑量為IeHcm2 lel5cnT2、注入能量為 2KeV 30KeV。步驟八、在所述N型贗埋層頂部的所述淺溝槽隔離氧化層中形成深孔接觸引出所述N型區(qū)；在各所述P型掩埋層頂部的所述淺溝槽隔離氧化層中形成深孔接觸、以及在各所述基區(qū)外延層的頂部形成金屬接觸引出所述P型區(qū)。本發(fā)明方法涉及BiCMOS工藝中的淺溝槽隔離即所述淺溝槽隔離氧化層底部的重?fù)诫s贗埋層、集電區(qū)注入、本征基區(qū)外延生長和外基區(qū)注入，無需額外的工藝條件就能實(shí)現(xiàn)為電路提供多一種器件選擇，并且能得到較低的插入損耗和較高的隔離度。本發(fā)明器件通過在淺溝槽隔離底部與側(cè)面進(jìn)行P型高劑量、低能量的注入形成P型贗埋層、并與有源區(qū)表面形成的P型重?fù)诫s的基區(qū)外延層相連，用P型贗埋層和基區(qū)外延層一起組成器件的重?fù)诫s的P型區(qū)，相對于只利用基區(qū)外延層做P型區(qū)的器件，本發(fā)明器件能大大增加P型區(qū)的表面積，從而增加器件的正向?qū)娏?，改善器件的插入損耗。


下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明圖1是本發(fā)明實(shí)施例BiCMOS工藝中的寄生PIN 二極管的器件截面圖；圖2-圖6是本發(fā)明實(shí)施例BiCMOS工藝中的寄生PIN 二極管的制造方法的各步驟中的器件截面圖；圖7是本發(fā)明實(shí)施例BiCMOS工藝中的寄生PIN 二極管的I型區(qū)俯視結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施例方式如圖1所示，是本發(fā)明實(shí)施例BiCMOS工藝中的寄生PIN 二極管的器件截面圖。本發(fā)明實(shí)施例BiCMOS工藝中的寄生PIN 二極管，形成于一 P型硅襯底上，有源區(qū)通過淺溝槽隔離氧化層進(jìn)行隔離，所述寄生PIN 二極管包括一 N型區(qū)、一 I型區(qū)和一 P型區(qū)。所述I型區(qū)由形成于多個(gè)相鄰有源區(qū)中并互相連接的多個(gè)N型集電極注入?yún)^(qū)組成，各所述N型集電極注入?yún)^(qū)的深度大于所述淺溝槽隔離氧化層的深度、各所述N型集電極注入?yún)^(qū)的底部都延伸進(jìn)入各所述N型集電極注入?yún)^(qū)旁側(cè)的所述淺溝槽隔離氧化層底部并實(shí)現(xiàn)全部所述N型集電極注入?yún)^(qū)的連接。所述I型區(qū)的集電極注入?yún)^(qū)的注入雜質(zhì)為磷或砷、 注入劑量為lel2cnT2 lel5cnT2、注入能量為IOOKeV 2000KeV。如圖7所示，本發(fā)明實(shí)施例形成所述I型區(qū)的所述多個(gè)相鄰有源區(qū)的數(shù)量為2個(gè)以上，所述多個(gè)相鄰有源區(qū)的排列結(jié)構(gòu)為橫向排列和縱向排列的二維結(jié)構(gòu)，所述多個(gè)相鄰有源區(qū)間有4個(gè)所述淺溝槽隔離氧化層即圖7所示的淺溝槽隔離。所述N型區(qū)由形成于所述I型區(qū)旁側(cè)的所述淺溝槽隔離氧化層底部的N型贗埋層組成，所述N型贗埋層為N型離子注入?yún)^(qū)并和所述I型區(qū)形成接觸，在所述N型贗埋層頂部的所述淺溝槽隔離氧化層中形成有深孔接觸，所述深孔接觸用于引出所述N型區(qū)。所述N 型贗埋層的N型離子注入的注入劑量為IeHcm 2 lel6Cm_2、注入能量小于30KeV、注入雜質(zhì)為磷或砷或銻。
所述P型區(qū)由多個(gè)基區(qū)外延層即圖1所示的外基區(qū)注入所標(biāo)記的部分和多個(gè)P型贗埋層組成。各所述基區(qū)外延層形成于所述I型區(qū)所覆蓋的各所述相鄰有源區(qū)的頂部表面并摻有P型雜質(zhì)。各所述P型贗埋層為P型離子注入?yún)^(qū)，各所述P型贗埋層形成于所述 I型區(qū)所覆蓋的各所述相鄰有源區(qū)間的所述淺溝槽隔離氧化層的底部和側(cè)壁的所述N型集電極注入?yún)^(qū)中，各所述P型贗埋層通過其側(cè)壁部分和其相鄰的各所述基區(qū)外延層形成連接。在各所述P型掩埋層頂部的所述淺溝槽隔離氧化層中形成有深孔接觸、以及在各所述基區(qū)外延層的頂部形成有金屬接觸，各所述深孔接觸和各所述金屬接觸用于引出所述P型區(qū)。所述P型區(qū)的各所述基區(qū)外延層為P型摻雜的硅外延、或鍺硅外延、或鍺硅碳外延，各所述基區(qū)外延層的P型摻雜是通過在位P型摻雜和外基區(qū)離子注入形成，所述外基區(qū)離子注入的注入雜質(zhì)為硼或氟化硼、注入劑量為IeHcm 2 lel5cnT2、注入能量為IeV 30KeV。 所述P型區(qū)的各所述P型贗埋層的P型離子注入的注入劑量為IeHcm 2 le16cm_2、注入能量小于30KeV、注入雜質(zhì)為硼或氟化硼，各所述P型贗埋層的P型離子注入的注入角度要保證能形成各所述P型贗埋層的側(cè)壁部分并能使各所述P型贗埋層的側(cè)壁部分的濃度為 lel9cm_3 以上。如圖2至圖6所示，是本發(fā)明實(shí)施例BiCMOS工藝中的寄生PIN 二極管的制造方法的各步驟中的器件截面圖。本發(fā)明實(shí)施例BiCMOS工藝中的寄生PIN 二極管的制造方法包括如下步驟步驟一、如圖2所示，利用淺溝槽刻蝕工藝在一 P型硅襯底上形成淺溝槽，并由所述淺溝槽隔離出有源區(qū)；在所述淺溝槽的側(cè)壁上形成側(cè)墻。步驟二、如圖2所示，在I型區(qū)的旁側(cè)的所述淺溝槽的底部進(jìn)行N型離子注入形成 N型贗埋層，由所述N型贗埋層組成N型區(qū)。所述N型贗埋層的N型離子注入的注入劑量為IeHcm 2 lel6Cm_2、注入能量小于30KeV、注入雜質(zhì)為磷或砷或銻。所述側(cè)墻能防止注入雜質(zhì)進(jìn)入到淺溝槽隔離側(cè)面。所述N型贗埋層能有效地實(shí)現(xiàn)重?fù)诫s的所述N型區(qū)低阻連接。步驟三、如圖3所示，去除所述淺溝槽的側(cè)壁上的側(cè)墻，并在所述I型區(qū)的各所述相鄰有源區(qū)間的所述淺溝槽的底部和側(cè)壁進(jìn)行P型離子注入，形成多個(gè)P型贗埋層。所述 P型區(qū)的各所述P型贗埋層的P型離子注入的注入劑量為IeHcm2 IeiecnT2、注入能量小于30KeV、注入雜質(zhì)為硼或氟化硼，各所述P型贗埋層的P型離子注入為帶角度的注入且注入角度要保證能形成各所述P型贗埋層的側(cè)壁部分并能使各所述P型贗埋層的側(cè)壁部分的濃度為lel9CnT3以上。各所述P型贗埋層的P型離子注入時(shí)在所述I型區(qū)的有源區(qū)上用氮化硅阻擋，以防止P型雜質(zhì)注入到各所述有源區(qū)區(qū)域。步驟四、如圖4所示，在所述淺溝槽中填入氧化硅形成淺溝槽隔離氧化層。步驟五、如圖4所示，在形成所述I型區(qū)的多個(gè)相鄰有源區(qū)中進(jìn)行N型集電極注入形成多個(gè)N型集電極注入?yún)^(qū)，所述多個(gè)N型集電極注入?yún)^(qū)組成所述I型區(qū)；各所述N型集電極注入?yún)^(qū)的深度大于所述淺溝槽隔離氧化層的深度、各所述N型集電極注入?yún)^(qū)的底部都延伸進(jìn)入各所述N型集電極注入?yún)^(qū)旁側(cè)的所述淺溝槽隔離氧化層底部并實(shí)現(xiàn)全部所述N型集電極注入?yún)^(qū)的連接；各所述N型集電極注入?yún)^(qū)完全包覆所述N型贗埋層、各所述P型贗埋層并和所述N型贗埋層、各所述P型贗埋層相接觸。所述I型區(qū)的集電極注入?yún)^(qū)的注入雜質(zhì)為磷或砷、注入劑量為lel2cnT2 lel5cm_2、注入能量為IOOKeV 2000KeV。如圖7所示，
7本發(fā)明實(shí)施例形成所述I型區(qū)的所述多個(gè)相鄰有源區(qū)的數(shù)量為2個(gè)以上，所述多個(gè)相鄰有源區(qū)的排列結(jié)構(gòu)為橫向排列和縱向排列的二維結(jié)構(gòu)，所述多個(gè)相鄰有源區(qū)間有4個(gè)所述淺溝槽隔離氧化層即圖7所示的淺溝槽隔離。步驟六、如圖4所示，對所述硅襯底進(jìn)行熱退火，實(shí)現(xiàn)所述N型區(qū)、各所述P型贗埋層、所述I型區(qū)的退火推進(jìn)。步驟七、如圖5所示，在所述硅襯底表面上形成一本征基區(qū)外延層。如圖6所示，在所述I型區(qū)內(nèi)的各所述有源區(qū)上定義離子注入窗口、通過所述離子注入窗口對形成于所述 I型區(qū)內(nèi)的各所述有源區(qū)表面上的所述本征基區(qū)外延層進(jìn)行P型的外基區(qū)離子注入形成多個(gè)基區(qū)外延層；各所述基區(qū)外延層和其相鄰各所述P型贗埋層的側(cè)壁部分即形成于各所述淺溝槽隔離氧化層側(cè)壁的部分相接觸；所述多個(gè)基區(qū)外延層和所述多個(gè)P型贗埋層形成所述P型區(qū)。所述P型區(qū)的各所述基區(qū)外延層為P型摻雜的硅外延、或鍺硅外延、或鍺硅碳外延，各所述基區(qū)外延層的P型摻雜是通過在位P型摻雜和外基區(qū)離子注入形成，所述外基區(qū)離子注入的注入雜質(zhì)為硼或氟化硼、注入劑量為IeHcm2 lel5Cm_2、注入能量為IeV 30KeVo步驟八、在所述N型贗埋層頂部的所述淺溝槽隔離氧化層中形成深孔接觸引出所述N型區(qū)；在各所述P型掩埋層頂部的所述淺溝槽隔離氧化層中形成深孔接觸、以及在各所述基區(qū)外延層的頂部形成金屬接觸引出所述P型區(qū)。最后形成金屬連線實(shí)現(xiàn)器件的互連。如圖7所示，本發(fā)明實(shí)施例BiCMOS工藝中的寄生PIN二極管的I型區(qū)俯視結(jié)構(gòu)圖。 本發(fā)明實(shí)施例的寄生PIN 二極管I型區(qū)的邊長為5 μ mX 5 μ m，各有源區(qū)間均勻地刻蝕了四個(gè)淺溝槽隔離，所述淺溝槽隔離的深度為4000埃。相對現(xiàn)有寄生PIN 二極管，如果I型區(qū)邊長都相同時(shí)，本發(fā)明實(shí)施例的寄生PIN 二極管能夠增加重?fù)诫s的P型區(qū)的面積?，F(xiàn)有寄生PIN 二極管的P型區(qū)是直接形成于和I型區(qū)相同的一個(gè)有源區(qū)上，所述有源區(qū)的面積即為現(xiàn)有寄生PIN二極管的P型區(qū)的面積即為5μπιΧ5μπι= 25μπι2。而本發(fā)明實(shí)施例的寄生PIN 二極管的P型區(qū)形成于所述I型區(qū)的多個(gè)有源區(qū)上以及多個(gè)淺溝槽隔離的底部和側(cè)壁上，本發(fā)明實(shí)施例的寄生PIN 二極管的P型區(qū)的面積為5μπιΧ5μπι+4Χ4Χ1μπιΧ0.4μπι =31.4μπι2。這樣本發(fā)明實(shí)施例的寄生PIN 二極管的P型區(qū)的面積相對于現(xiàn)有寄生PIN 二極管的P型區(qū)的面積增加了 25%，這樣使得本發(fā)明實(shí)施例器件的正向?qū)娏鞔蠓鹊卦黾印⑵骷牟迦霌p耗也得到大大地改善。如果增加同一I型區(qū)內(nèi)的淺溝槽隔離區(qū)密度，則器件的P型區(qū)增加的表面積更大，器件的正向?qū)娏饕簿驮酱蟆Ｒ陨贤ㄟ^具體實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，但這些并非構(gòu)成對本發(fā)明的限制。在不脫離本發(fā)明原理的情況下，本領(lǐng)域的技術(shù)人員還可做出許多變形和改進(jìn)，這些也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種BiCMOS工藝中的寄生PIN 二極管，其特征在于所述寄生PIN 二極管形成于一 P型硅襯底上，有源區(qū)通過淺溝槽隔離氧化層進(jìn)行隔離，所述寄生PIN 二極管包括一 N型區(qū)、一 I型區(qū)和一 P型區(qū)；所述I型區(qū)由形成于多個(gè)相鄰有源區(qū)中并互相連接的多個(gè)N型集電極注入?yún)^(qū)組成，各所述N型集電極注入?yún)^(qū)的深度大于所述淺溝槽隔離氧化層的深度、各所述N型集電極注入?yún)^(qū)的底部都延伸進(jìn)入各所述N型集電極注入?yún)^(qū)旁側(cè)的所述淺溝槽隔離氧化層底部并實(shí)現(xiàn)全部所述N型集電極注入?yún)^(qū)的連接；所述N型區(qū)由形成于所述I型區(qū)旁側(cè)的所述淺溝槽隔離氧化層底部的N型贗埋層組成，所述N型贗埋層為N型離子注入?yún)^(qū)并和所述I型區(qū)形成接觸，在所述N型贗埋層頂部的所述淺溝槽隔離氧化層中形成有深孔接觸，所述深孔接觸用于引出所述N型區(qū)；所述P型區(qū)由多個(gè)基區(qū)外延層和多個(gè)P型贗埋層組成；各所述基區(qū)外延層形成于所述 I型區(qū)所覆蓋的各所述相鄰有源區(qū)的頂部表面并摻有P型雜質(zhì)；各所述P型贗埋層為P型離子注入?yún)^(qū)，各所述P型贗埋層形成于所述I型區(qū)所覆蓋的各所述相鄰有源區(qū)間的所述淺溝槽隔離氧化層的底部和側(cè)壁的所述N型集電極注入?yún)^(qū)中，各所述P型贗埋層通過其側(cè)壁部分和其相鄰的各所述基區(qū)外延層形成連接；在各所述P型掩埋層頂部的所述淺溝槽隔離氧化層中形成有深孔接觸、以及在各所述基區(qū)外延層的頂部形成有金屬接觸，各所述深孔接觸和各所述金屬接觸用于引出所述P型區(qū)。
2.如權(quán)利要求1所述的BiCMOS工藝中的寄生PIN二極管，其特征在于所述I型區(qū)的集電極注入?yún)^(qū)的注入雜質(zhì)為磷或砷、注入劑量為lel2CnT2 lel5CnT2、注入能量為 IOOKeV 2000KeV。
3.如權(quán)利要求1所述的BiCMOS工藝中的寄生PIN二極管，其特征在于所述N型贗埋層的N型離子注入的注入劑量為IeHcm 2 lel6Cm_2、注入能量小于30KeV、注入雜質(zhì)為磷或砷或銻。
4.如權(quán)利要求1所述的BiCMOS工藝中的寄生PIN二極管，其特征在于所述P型區(qū)的各所述基區(qū)外延層為P型摻雜的硅外延、或鍺硅外延、或鍺硅碳外延，各所述基區(qū)外延層的 P型摻雜是通過在位P型摻雜和外基區(qū)離子注入形成，所述外基區(qū)離子注入的注入雜質(zhì)為硼或氟化硼、注入劑量為IeHcm 2 lel5cnT2、注入能量為IeV 30KeV。
5.如權(quán)利要求1所述的BiCMOS工藝中的寄生PIN二極管，其特征在于所述P型區(qū)的各所述P型贗埋層的P型離子注入的注入劑量為IeHcm2 lel6Cm_2、注入能量小于30KeV、 注入雜質(zhì)為硼或氟化硼，各所述P型贗埋層的P型離子注入的注入角度要保證能形成各所述P型贗埋層的側(cè)壁部分并能使各所述P型贗埋層的側(cè)壁部分的濃度為lel9CnT3以上。
6.如權(quán)利要求1所述的BiCMOS工藝中的寄生PIN二極管，其特征在于形成所述I型區(qū)的所述多個(gè)相鄰有源區(qū)的數(shù)量為2個(gè)或以上，所述多個(gè)相鄰有源區(qū)的排列結(jié)構(gòu)為橫向排列、或縱向排列。
7.如權(quán)利要求1所述的BiCMOS工藝中的寄生PIN二極管的制造方法，其特征在于，包括如下步驟步驟一、利用淺溝槽刻蝕工藝在一 P型硅襯底上形成淺溝槽，并由所述淺溝槽隔離出有源區(qū)；在所述淺溝槽的側(cè)壁上形成側(cè)墻；步驟二、在I型區(qū)的旁側(cè)的所述淺溝槽的底部進(jìn)行N型離子注入形成N型贗埋層，由所述N型贗埋層組成N型區(qū)；步驟三、去除所述淺溝槽的側(cè)壁上的側(cè)墻，并在所述I型區(qū)的各所述相鄰有源區(qū)間的所述淺溝槽的底部和側(cè)壁進(jìn)行P型離子注入，形成多個(gè)P型贗埋層；步驟四、在所述淺溝槽中填入氧化硅形成淺溝槽隔離氧化層；步驟五、在形成所述I型區(qū)的多個(gè)相鄰有源區(qū)中進(jìn)行N型集電極注入形成多個(gè)N型集電極注入?yún)^(qū)，所述多個(gè)N型集電極注入?yún)^(qū)組成所述I型區(qū)；各所述N型集電極注入?yún)^(qū)的深度大于所述淺溝槽隔離氧化層的深度、各所述N型集電極注入?yún)^(qū)的底部都延伸進(jìn)入各所述 N型集電極注入?yún)^(qū)旁側(cè)的所述淺溝槽隔離氧化層底部并實(shí)現(xiàn)全部所述N型集電極注入?yún)^(qū)的連接；各所述N型集電極注入?yún)^(qū)完全包覆所述N型贗埋層、各所述P型贗埋層并和所述N型贗埋層、各所述P型贗埋層相接觸；步驟六、對所述硅襯底進(jìn)行熱退火，實(shí)現(xiàn)所述N型區(qū)、各所述P型贗埋層、所述I型區(qū)的退火推進(jìn)；步驟七、在所述硅襯底表面上形成一本征基區(qū)外延層，并在所述I型區(qū)內(nèi)的各所述有源區(qū)上定義離子注入窗口、通過所述離子注入窗口對形成于所述I型區(qū)內(nèi)的各所述有源區(qū)表面上的所述本征基區(qū)外延層進(jìn)行P型的外基區(qū)離子注入形成多個(gè)基區(qū)外延層；各所述基區(qū)外延層和其相鄰各所述P型贗埋層的側(cè)壁部分相接觸；所述多個(gè)基區(qū)外延層和所述多個(gè) P型贗埋層形成所述P型區(qū)；步驟八、在所述N型贗埋層頂部的所述淺溝槽隔離氧化層中形成深孔接觸引出所述N 型區(qū)；在各所述P型掩埋層頂部的所述淺溝槽隔離氧化層中形成深孔接觸、以及在各所述基區(qū)外延層的頂部形成金屬接觸引出所述P型區(qū)。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于步驟五中所述I型區(qū)的集電極注入?yún)^(qū)的注入雜質(zhì)為磷或砷、注入劑量為lel2cnT2 lel5cnT2、注入能量為IOOKeV 2000KeV。
9.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于步驟二中所述N型贗埋層的N型離子注入的注入劑量為IeHcm 2 lel6cnT2、注入能量小于30KeV、注入雜質(zhì)為磷或砷或銻。
10.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于步驟七中所述P型區(qū)的各所述基區(qū)外延層為P型摻雜的硅外延、或鍺硅外延、或鍺硅碳外延，各所述基區(qū)外延層的P型摻雜是通過在位P型摻雜和外基區(qū)離子注入形成，所述外基區(qū)離子注入的注入雜質(zhì)為硼或氟化硼、注入劑量為IeHcnT2 lel5cnT2、注入能量為2KeV 30KeV。
11.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于步驟三中所述P型區(qū)的各所述P型贗埋層的P型離子注入的注入劑量為IeHcm 2 lel6Cm_2、注入能量小于30KeV、注入雜質(zhì)為硼或氟化硼，各所述P型贗埋層的P型離子注入的注入角度要保證能形成各所述P型贗埋層的側(cè)壁部分并能使各所述P型贗埋層的側(cè)壁部分的濃度為lel9CnT3以上。
12.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于形成所述I型區(qū)的所述多個(gè)相鄰有源區(qū)的數(shù)量為2個(gè)以上，所述多個(gè)相鄰有源區(qū)的排列結(jié)構(gòu)為橫向排列、或縱向排列。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種BiCMOS工藝中的寄生PIN二極管，包括一N型區(qū)、一I型區(qū)和一P型區(qū)。I型區(qū)由形成于多個(gè)相鄰有源區(qū)中的多個(gè)N型集電極注入?yún)^(qū)組成。N型區(qū)由形成于I型區(qū)旁側(cè)的淺溝槽隔離氧化層底部的N型贗埋層組成。P型區(qū)由多個(gè)基區(qū)外延層和多個(gè)P型贗埋層組成；基區(qū)外延層形成于I型區(qū)內(nèi)的各有源區(qū)的頂部表面；各P型贗埋層形成于I型區(qū)內(nèi)淺溝槽隔離氧化層的底部和側(cè)壁。本發(fā)明還公開了一種BiCMOS工藝中的寄生PIN二極管的制造方法。本發(fā)明無需額外的工藝條件就能實(shí)現(xiàn)為電路提供多一種器件選擇，并且能得到較低的插入損耗和較高的隔離度，能在不增加器件面積的情況下，增加器件的正向?qū)娏鞑⒏纳破骷牟迦霌p耗。
文檔編號H01L29/868GK102376776SQ201010265370
公開日2012年3月14日 申請日期2010年8月26日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月26日
發(fā)明者劉冬華, 胡君, 錢文生 申請人:上海華虹Nec電子有限公司