高频双极型器件S430工艺的研究与优化

摘要

S430是通过技术转移并在ASMC开发的一种高频双极型工艺。本文针对它的一些关键工艺进行优化和研究，通过大量的实验，对其中的Epi沾污、肖特基二极管漏电流大以及氧化层损伤等三个关键问题进行了研究，并解决了这些问题，大幅度提高了产品良率。　　针对产品中曾出现的所有晶体管不工作的问题，找到了晶体管不工作的原因是Plasma破坏了氧化层的质量，从而使之不能阻挡BPSG中的磷穿透氧化层并进入到Epi表面，引起Epi的沾污。根据此结论，获得了一种解决方案，并应用于在实际生产中。　　其次，为解决肖特基二极管漏电流大的问题，对表面处理、金属淀积和合金化工艺等进行研究，基于肖特基二极管的理论基础，做了大量的实验，实验数据表明：溅射温度的升高有利于减小肖特基二极管的反向漏电流；合金处理气氛以及干氧氧化表面处理对减少漏电流没有太大作用；随着Sputteretch时间和功率的增加，反向漏电流没有改善，sputteretch的过量还会对硅表面有很大损伤；用某种化学方法将硅表面去掉一薄层，然后做金属溅射，可以获得良好的肖特基二极管的反向击穿特性，达到了客户要求。　　最后，在所有晶体管能够正常工作的情况下，发现由于集电极和发射极随机短路可能造成产品良率(Yield)低的现象。本文分析了有源区离子注入后处理退火工艺的原理和实验结果，对不同的氧化层做了刻蚀速率的测试，从中可知：硼原子注入穿过氧化层时，破坏了氧化层的晶格结构，造成了可恢复性的损伤。通过退火工艺，治愈了损伤，解决了LPNP集电极和发射极短路的问题，提高了成品率。

目录

摘要

第一章引言

1.1高频双极型器件工艺(S430)制造工艺简介

1.2存在的问题和论文结构

第二章深槽(DEEPTRENCH)局部氧化隔离的平坦化工艺优化

2.1引言

2.2双极型器件的几种隔离工艺

2.2.1 PN结隔离

2.2.2硅的局部氧化技术(LOCOS)

2.2.3侧壁隔离技术(SWAMI)

2.2.4深槽（Deep Trench）局部氧化隔离浅结工艺

2.3 PLASMA CVD BPSG的平坦化工艺的相关理论及工艺优化

2.3.1 PECVD CVD原理

2.3.2 Plasma BPSG的平坦化工艺

2.3.3 Plasma BPSG对Epi的沾污

2.4 PLASMABPSG沾污EPI的验证与改进实验设计

2.4.1.沾污的机制

2.4.2.实验设计

2.5实验讨论

2.6结论

第三章肖特基二极管制造工艺优化与研究

3.1引言

3.2肖特基二极管基本原理

3.2.1金属半导体接触与接触电势差

3.2.2.表面态对接触势垒的影响

3.2.3金属-半导体接触电流—电压特性

3.2.4.肖特基势垒二极管

3.3肖特基二极管漏电的工艺问题

3.4两种溅射设备PT的纯度比较

3.5实验设计与结果

3.6实验讨论与结论

第四章注入损伤的工艺优化与研究

4.1引言

4.2注入、恢复损伤及退火原理

4.3对氧化层的损伤造成的工艺问题及解决

4.3.1氧化层损伤造成的工艺问题

4.3.2氧化层损伤问题的解决

4.4结论

第五章高频双极型器件工艺S430的现状及展望

5.1高频双极型器件工艺S430的现状

5.2高频双极型器件S430工艺的展望

第六章总结

参考文献

致谢

论文独创性声明及使用授权声明