专利名称：抑制p型赝埋层中的硼杂质外扩的方法
技术领域：
本发明涉及半导体集成电路制造领域，特别是涉及一种抑制P型赝埋层中的硼杂质外扩的方法。
背景技术：
在上海华虹NEC 电子有限公司的 SiGe BiCMOS(SiGe Bipolar Complementary Metal OxideSemiconductor,娃锗双极互补金属氧化半导体)工艺中，采用了独创的深孔接触工艺和赝埋层(Pseudo Buried Layer),可以使器件具有面积小、成本低等特点。其中,赝埋层工艺的现行工艺步骤为
I)在硅衬底表面淀积氧化硅102、氮化硅103，然后以氮化硅为阻挡层在P型硅衬底上刻蚀浅沟槽隔离(STI) 401结构，接着制作氧化硅104以及氧化硅侧墙105。氮化硅103 阻挡层的厚度为300 1000埃米。氧化硅侧墙105的厚度为200 1200埃米。
2)在STI表面注入一道高浓度的P型杂质硼，形成重掺杂的P型赝埋层106，如图1 (a)所示。注入剂量为IeHcnT2 lel6cnT2,能量范围是5keV 50keV。
由于有源区有氮化硅103硬掩膜层作为阻挡层，在注入能量足够小的时候，杂质不会穿透硬掩膜层进入有源区。同时，氧化硅侧墙105的存在也防止了杂质注入到有源区的侧壁。
3)退火，推进杂质扩散。退火温度为950摄氏度，时间30分钟。由于赝埋层注入的区域是在STI表面，为了实现杂质横向扩散进入有源区底部，必须加入一定的退火工艺，增加横向扩散。而由于P型赝埋层中注入的杂质是硼，退火推进过程中，硼原子会外扩，如图1(b)所示，造成未掺杂或者N型淡掺杂区域501在浅沟槽表面掺入硼，变成P型区域201。
4)在STI表面再注入一道高浓度的N型杂质磷，形成重掺杂的N型赝埋层301。最后形成的器件结构如图1(c)所示，N型淡掺杂区域501在浅沟槽表面存在P型区域201。发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种抑制P型赝埋层中的硼杂质外扩的方法，它可以确保SiGe BiCMOS产品的性能。
为解决上述技术问题，本发明的抑制P型赝埋层中的硼杂质外扩的方法，包括以下步骤
I)在硅衬底表面淀积氧化硅、氮化硅，然后以氮化硅为阻挡层在P型硅衬底上刻蚀浅沟槽隔离结构，接着形成氧化硅及氧化硅侧墙；
2)在浅沟槽隔离结构表面注入一道高浓度的P型杂质硼，形成重掺杂的P型赝埋层;
3)退火推进，同时进行轻度氧化，在P型赝埋层区域的硅表面和非重掺杂区域的娃表面各生长一层氧化娃;
4)浅沟槽隔离结构表面注入一道高浓度的N型杂质，形成重掺杂的N型赝埋层。
本发明通过在退火推进的同时，进行轻度氧化，在P型赝埋层区域的硅表面生长一层较厚的氧化硅，而在非重掺杂区域的硅表面生长一层较薄的氧化硅，如此抑制了 P型赝埋层中的硼杂质的外扩，同时又不会影响到后续的N型赝埋层注入，确保了 SiGe BiCMOS 产品的性能。
图1是现行的SiGe BiCMOS的赝埋层工艺方法示意图。
图2是本发明的SiGe BiCMOS的赝埋层工艺方法示意图。
图中附图标记说明如下
101 :硅衬底
102 :氧化硅
103 :氮化硅
104 :氧化硅
105 :氧化硅侧墙
106 P型赝埋层
201 P型区域(表面受到P型赝埋层外扩的硼再掺杂的区域)
202 :氧化硅(较薄)
203 :氧化硅(较厚)
301 N型赝埋层
401 :浅沟槽隔离(STI)
501 :N型淡掺杂区域具体实施方式
为对本发明的技术内容、特点与功效有更具体的了解，现结合图示的实施方式，详述如下
为了抑制P型赝埋层中的硼杂质外扩，本发明对SiGe BiCMOS的赝埋层工艺流程进行了改进，采用了如下工艺步骤
I)在P型硅衬底101表面淀积氧化硅102、氮化硅103 ;然后以氮化硅103作为阻挡层，刻蚀出浅沟槽隔离(STI)401结构；接着再制作氧化硅104以及氧化硅侧墙105。
其中，氮化硅103的厚度为300 1000埃米。氧化硅侧墙105的厚度为200 1200埃米。
2)在STI表面注入一道高浓度的P型杂质硼，形成重掺杂的P型赝埋层106，如图2(a)所示。注入剂量为IeHcnT2 lel6cnT2,能量范围是5keV 50keV。
3)退火，推进硼杂质扩散，同时进行轻度氧化，在P型赝埋层106所在区域的硅表面生长一层较厚的氧化硅203，以抑制硼的外扩；而在非重掺杂区域的硅表面生长 一层较薄的氧化硅202，如图2(b)所示。退火的温度为900 1000摄氏度，时间30 60分钟。
由于氧化硅202的厚度较薄，因此不会影响到后续的注入工艺。
4)在STI表面注入一道高浓度的N型杂质磷，形成重掺杂的N型赝埋层301。
最后形成的器件结构如图2(c)所示，N型淡掺杂区域501在浅沟槽表面已不存在 P型区域。
权利要求
1.抑制P型赝埋层中的硼杂质外扩的方法，包括步骤 1)在硅衬底表面淀积氧化硅、氮化硅，然后以氮化硅为阻挡层在P型硅衬底上刻蚀浅沟槽隔离结构，接着形成氧化硅及氧化硅侧墙； 2)在浅沟槽隔离结构表面注入一道高浓度的P型杂质硼，形成重掺杂的P型赝埋层； 3)退火推进； 4)浅沟槽隔离结构表面注入一道高浓度的N型杂质，形成重掺杂的N型赝埋层； 其特征在于，步骤3)，在退火的同时进行轻度氧化，在P型赝埋层区域的硅表面和非重掺杂区域的娃表面各生长一层氧化娃。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在P型赝埋层区域的硅表面生长的氧化硅的厚度大于在非重掺杂区域的硅表面生长的氧化硅的厚度。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤I)，所述氮化硅阻挡层的厚度为300 1000埃米，所述氧化硅侧墙的厚度为200 1200埃米。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤2)，注入的剂量为IeMcnT2 lel6cm 2,能量为 5keV 50keV。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤3)，退火的温度为900 1000摄氏度，时间30 60分钟。
全文摘要
本发明公开了一种抑制P型赝埋层中的硼杂质外扩的方法，工艺步骤为1)在硅衬底表面淀积氧化硅、氮化硅，然后以氮化硅为阻挡层在P型硅衬底上刻蚀浅沟槽隔离结构，接着形成氧化硅及氧化硅侧墙；2)注入高浓度硼，形成重掺杂P型赝埋层；3)退火推进，同时进行轻度氧化，在P型赝埋层区域和非重掺杂区域的硅表面各生长一层氧化硅；4)注入重掺杂N型赝埋层。本发明通过在退火推进的同时，进行轻度氧化，在P型赝埋层区域的硅表面生长一层较厚的氧化硅，而在非重掺杂区域的硅表面生长一层较薄的氧化硅，抑制了P型赝埋层中的硼杂质的外扩，同时又不会影响到后续的N型赝埋层注入。
文档编号H01L21/265GK103035560SQ20121002202
公开日2013年4月10日 申请日期2012年1月31日 优先权日2012年1月31日
发明者刘冬华, 段文婷, 石晶, 钱文生, 胡君 申请人:上海华虹Nec电子有限公司