[发明专利]采用局部二次掺杂工艺调整变容二极管特性的方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体器件及集成电路制造技术领域，尤其涉及一种采用局部二次掺杂工艺调整变容二极管特性的方法。

背景技术

在现代半导体电路工艺中，异质结双极型晶体管(HBT)工艺以其高频率特征，通常应用于微波集成电路中，对于带有调谐功能的微波集成电路，如单片压控振荡器，变容二极管是其核心调谐器件。线性度好、控制灵敏的变容二极管需要超突变的结特性。对于常规的带有调谐功能的集成电路，如示意图1，需要在同一片衬底上制作晶体管101、变容二极管102、传输线和互联线103、无源器件104等多种器件以组成电路。由于制作单片电路所提供的常规半导体材料要同时满足其他器件需求，其材料特性并不完全适于制作高性能的变容二极管。目前常用的做法是在现有材料的局限范围内，选择其中较好的一个结加以利用，来制作变容二极管，所得到的器件特性不能达到最优化。

离子注入是半导体材料掺杂的公知工艺，其工作原理如示意图2，通过离子源和加速器201，在靶室202所提供的真空条件下将掺杂组分粒子204以注入到半导体材料203中一定深度的位置，这使得其可以用于掺杂浓度的二次调节，达到调节材料特性的目的。离子注入可以被金属、光刻胶等掩膜材料阻断，注入的离子在高温下可以发生二次扩散。

发明内容

(一)要解决的技术问题

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种采用局部二次掺杂工艺调整变容二极管特性的方法，以在单片集成电路制作工艺中，将变容二极管材料区域调整到适于制作变容二极管的掺杂状态，使同一片半导体材料在满足其他器件需求的同时，可制作高质量的变容二极管，获得高性能的单片调谐电路模块。

(二)技术方案

为达到上述目的，本发明提供的技术方案如下：

一种采用局部二次掺杂工艺调整变容二极管特性的方法，该方法包括：

选择HBT材料的基极-集电极(Base-Collector，B-C)结制作变容二极管，利用HBT中基极层材料的高掺杂特征，使接触金属不经过高温金属化工艺或者通过快速金属化工艺可形成欧姆接触；

采用耐高温和多次加厚的掩膜层来保护无需二次掺杂的区域，利用离子注入设备对变容二极管材料区域进行掺杂元素二次掺杂，调整变容二极管材料区域掺杂组分至适于制作变容二极管的超突变结状态，同时使无需二次掺杂的区域不受该二次掺杂的影响。

上述方案中，所述采用耐高温和多次加厚的掩膜层来保护无需二次掺杂的区域，利用离子注入设备对变容二极管材料区域进行掺杂元素二次掺杂的步骤，是在会引起二次扩散的工艺步骤之后进行的。

上述方案中，所述会引起二次扩散的工艺步骤至少包括：高温合金化工艺、高温介质材料生长工艺和高温烘烤工艺。

上述方案中，该方法在所述采用耐高温和多次加厚的掩膜层来保护无需二次掺杂的区域，利用离子注入设备对变容二极管材料区域进行掺杂元素二次掺杂的步骤之后，进一步包括：

执行不易引起二次扩散的基极(Base)层材料接触制作和钝化工艺步骤。

(三)有益效果

从上述技术方案可以看出，本发明具有以下有益效果：

本发明提供的这种采用局部二次掺杂工艺调整变容二极管特性的方法，对需优化性能的二极管器件材料区域进行二次掺杂，同时保护电路其他区域的特性，使在同一片半导体材料可以在满足其他器件需求的同时，可以制作高质量的变容二极管。本发明可用于HBT的半导体工艺，制作高性能的带调谐功能的单片集成电路模块。

附图说明

图1是单片集成电路中含有多种器件的示意图；

图2是离子注入设备工作原理示意图；

图3是依照本发明所采用的优化的工艺流程图；

图4是依照本发明实施二次注入制作变容二极管的工艺流程图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。

本发明提供的这种采用局部二次掺杂工艺调整变容二极管特性的方法，具体包括以下步骤：

选择HBT材料的基极-集电极(Base-Collector，B-C)结制作变容二极管，利用HBT中基极层材料的高掺杂特征，使接触金属不经过高温金属化工艺或者通过快速金属化工艺可形成欧姆接触；

采用耐高温和多次加厚的掩膜层来保护无需二次掺杂的区域，利用离子注入设备对变容二极管材料区域进行掺杂元素二次掺杂，调整变容二极管材料区域掺杂组分至适于制作变容二极管的超突变结状态，同时使无需二次掺杂的区域不受该二次掺杂的影响。