KR20020006583A - Improved bicmos process with low temperature coefficient resistor(tcrl) - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A polysilicon thin film with a low temperature coefficient of resistor is provided to reduce a temperature coefficient to resistance by implanting ions into a polysilicon layer as an insulation layer which is laminated in an integrated circuit, changing a resistance and damaging the polysilicon layer, and annealing it at a specific temperature. CONSTITUTION: When a TCRL(temperature coefficient to resistance) area is formed, a protection oxide to protect etching is laminated on an emitter polysilicon layer(132). Then, BF2 implanting substance is non-selectively implanted into the polysilicon layer. Finally, the substrate is covered with a protection oxide, a TCRL is covered with a photo resist, and then it is etched by an appropriate size. The implantation to a resistor is activated during annealing at 900 deg.C, and the final doping shape of a bipolar device(200) and a MOS device is set. Thus, an amorphous silicon film can be laminated, and its resistivity can be adjusted by adding a dopant.

Description

저온 계수 저항기를 갖는 개선된 비씨모스 공정 {IMPROVED BICMOS PROCESS WITH LOW TEMPERATURE COEFFICIENT RESISTOR(TCRL)}IMPROVED BICMOS PROCESS WITH LOW TEMPERATURE COEFFICIENT RESISTOR (TCRL)}

본 출원은 1999년 7월 1일자로 출원된 미국 특허 출원 제09/345,929호의 일부 계속출원이다.This application is part of US Patent Application Serial No. 09 / 345,929, filed July 1, 1999.

진보된 무선 통신 제품들은, 고성능, 고집적, 저전력 및 저비용의 집적회로 기술을 요구한다. 수 기가 헬츠(GHZ) 까지의 무선 장비들에 대해서는, 실리콘 BiCMOS 기술이 상기와 같은 요구들을 충족시키기에 특히 적합하다. RF 설계에 대한 극도의 중요성 중에는, 고 품질 수동 부품들의 이용 가능성을 들 수 있다. 특히, 저온 저항 계수(low temperature coefficient of resistance; TCRL)를 가지는 박막 저항기들(thin film resistors)을 형성하는 것이 바람직하다.Advanced wireless communication products require high performance, high integration, low power, and low cost integrated circuit technologies. For wireless devices up to several gigahertz (GHZ), silicon BiCMOS technology is particularly suitable to meet these needs. Among the extreme importance for RF design is the availability of high quality passive components. In particular, it is desirable to form thin film resistors having a low temperature coefficient of resistance (TCRL).

불행하게도, 폴리실리콘 박막 저항기들을 위한 기존의 기술들로는, 상대적으로 고온의 저항 계수를 가지는 박막 저항기들이 생산될 수 밖에 없는 문제가 있다.Unfortunately, existing techniques for polysilicon thin film resistors have the problem that thin film resistors having a relatively high temperature coefficient of resistance must be produced.

도 1 내지 도 19 는 BiCMOS 과정에서 TCRL 의 형성을 위한 순차적인 단계들을 각각 나타낸 단면도이다.1 to 19 are cross-sectional views illustrating sequential steps for forming a TCRL in a BiCMOS process.

도 20 내지 도 25 는 상기 TCRL 에 대한 실험 결과를 각각 나타낸 그래프이다.20 to 25 are graphs showing experimental results of the TCRL, respectively.

도 26은 본 발명의 BiCMOS 과정에서 형성된 NpN 바이폴라 소자의 보다 세밀한 단면도이다.26 is a more detailed cross-sectional view of an NpN bipolar device formed in the BiCMOS process of the present invention.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

10: 기판10: Substrate

11: 에피택셜 영역11: epitaxial region

12.1, 12.2: N+ 매몰 층 영역12.1, 12.2: N + buried layer area

20: 트렌치 포토 레지스트 마스크20: trench photoresist mask

21: 트렌치21: trench

22: P+ 채널 스탑22: P + channel stop

50: 전이 영역50: transition region

51: 패드 산화물 층51: pad oxide layer

52: N+ 싱커52: N + sinker

63: 임플랜트63: implant

70.1, 70.2: 측벽 스페이서70.1, 70.2: sidewall spacers

90: CMOS 질화 보호층90: CMOS nitride protective layer

본 발명은 폴리실리콘 박막 저온 계수 저항기와 종래 기술의 저항 계수 문제를 극복하는 그 저항기의 제조 방법을 제공하며, 동시에 BiCMOS 제조 공정으로 부터 단계를 줄이고, 바이폴라 설계 트레이드오프를 최적화시킥며, 그리고, 수동 소자 격리를 개선시킨다. 본 발명의 방법에서는 전형적으로는 이산화실리콘 또는 질화실리콘인 절연층 상에 TCRL 이 형성된다. 그 층은 상대적으로 하나 또는 그 이상의 종류의 높은 도펀트 농도와 상당한 양의 어닐링되지 않는 임플랜트 손상을 구비한다. 폴리실리콘은 하나 이상의 종류의 이온들로 주입된다. 그러나, 종래 기술의 방법과는 반대로, 본 발명의 임플랜트된 저항기는 통상적인 종래 방식의 임플랜트된 저항기들 보다 적게 어닐링(annealing)되어 저항기 내에 일부 의도한 어닐링되지 않은 손상부가 남게 된다. 그 손상부는 그 저항 계수를 증가시키는 일이 없이 더 높은 저항의 TCRL 을 초래한다. 따라서, 온도가 증가하는 경우에도, 저항의 상대치는 그대로 유지된다. 그와 같이, 본 발명의 저항기는 현재 사용하는 방법으로 생산된 다른 것보다 더욱 정밀하여, 고 품질 RF 소자들을 위한 정밀 조건에 적합한 곳에 사용될 수 있다. 본 저항기 제조공정은 몇가지 스페이서 산화 증착물을 결합하고, 서로 다른 확산 계수를 갖는 매몰(buried) 층을 제공하며, 연마 스탑처럼 이중 유전체 트렌치 측벽을 결합하고, 정밀하게 에미터-베이스 크기를 제어하는 스페이서 구조를 공급하며, 그리고 바이폴라 및 CMOS 소자를 둘 중 어느 하나에 부시해도 좋을 절충물과 집적시키는데 이용된다.The present invention provides a polysilicon thin film low temperature coefficient resistor and a method of manufacturing the resistor that overcomes the resistance coefficient problem of the prior art, while simultaneously reducing the steps from the BiCMOS manufacturing process, optimizing the bipolar design tradeoff, and Improve device isolation. In the method of the present invention, TCRL is formed on an insulating layer, which is typically silicon dioxide or silicon nitride. The layer has relatively high concentrations of one or more kinds of dopant and a significant amount of unannealed implant damage. Polysilicon is implanted with one or more kinds of ions. However, in contrast to the prior art methods, the implanted resistors of the present invention are annealed less than conventional conventional implanted resistors, leaving some intended annealed damage in the resistors. The damage results in a higher resistance TCRL without increasing its resistance coefficient. Therefore, even when the temperature increases, the relative value of the resistance is maintained as it is. As such, the resistors of the present invention are more precise than others produced by current methods, and can be used where suitable for precision conditions for high quality RF devices. This resistor fabrication process combines several spacer oxide deposits, provides a buried layer with different diffusion coefficients, couples double dielectric trench sidewalls like a polishing stop, and precisely controls emitter-base size. It is used to supply structures and to integrate bipolar and CMOS devices with compromises that may be bushed onto either.

이하, 본 발명을 첨부 도면을 참조하여 실시예에 의해 설명하기로 한다.Hereinafter, the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

모든 도면은 CMOS 영역(100), 바이폴라 NPN 영역(200), 및 CMOS와 바이폴라 영역사이의 전이 영역(150)의 기판의 영역의 측면 분할을 도시한다. 영역 분할은점선으로 도시한다.All figures show the side divisions of the CMOS region 100, the bipolar NPN region 200, and the region of the substrate of the transition region 150 between the CMOS and bipolar regions. Region division is shown by dashed lines.

도 1에 있어서, P-형 기판의 상면은 포토 레지스트, 열-성장 산화물, 또는 증착 산화물과 같은 적절한 이온 주입 마스크에 의해 덮여진다. 상기 레지스트 마스크에는 개구들이 형성되어, N+ 매몰 층 영역(12.1, 12.2)를 형성한다. 그 영역들에는 비소와 같은 N-형 주입물들이 주입된다. 그리고 나서 그 임플랜테이션 마스크는 제거된다.In FIG. 1, the top surface of the P-type substrate is covered by a suitable ion implantation mask, such as photoresist, heat-growth oxide, or deposition oxide. Openings are formed in the resist mask to form N + buried layer regions 12.1 and 12.2. The regions are implanted with N-type implants such as arsenic. The implantation mask is then removed.

그리고 나서 기판은 증착된 산화물, 열성장된 산화물 또는 포토레지스트와 같은 제 2의 적절한 이온 임플랜테이션 마스크로 커버된다. 다른 메몰층 영역을 정의하기 위해 마스크에 개구가 만들어 지며, 제 1 보다는 매우 다른 확산 계수를 갖는 제 2 N-형 도펀트가 주입된다. 두개의 서로 다른 메몰층 도펀트는 다양한 컬렉터 프로파일을 갖는 트레지스터 제조를 가능하게 해 주며, RF 소자에 있어서 어드레스 속도 대 항복 전압 트레이드오프에 맞게 되어 있다. 선택적으로 주입된 컬렉터의 사용으로 연결된 두개의 서로 다른 컬렉터 프로파일은 네 개의 NPN 소자를 갖는 직접회로를 규정한다.The substrate is then covered with a second suitable ion implantation mask, such as deposited oxide, thermally grown oxide or photoresist. An opening is made in the mask to define another buried layer region, and a second N-type dopant having a very different diffusion coefficient than the first is implanted. Two different buried layer dopants allow the fabrication of transistors with various collector profiles and are tailored for address speed versus breakdown voltage tradeoffs in RF devices. Two different collector profiles connected by the use of an optionally implanted collector define an integrated circuit with four NPN elements.

N+ 매몰 층(12.1 및 12.2)에는 적절한 어닐링(annealing) 처리가 행해지고, N-형 에피택셜 층(epitaxial layer)이 기판(10)의 최상부에 성장된다. 그 결과, 기판(10)은 CMOS 영역(100)으로 패터닝되는 데, 그 영역은 전이 영역(150)에 의해 바이폴라 NPN 영역(200)으로부터 분리되어 있다. N-형 매몰 층들은 P-형 웰들(wells)을 수용할 수 있는 영역 아래에 형성된다. N-형 웰을 위해서는 아무런 매몰층이 필요하지 않다.The N + buried layers 12.1 and 12.2 are subjected to appropriate annealing treatments, and an N-type epitaxial layer is grown on top of the substrate 10. As a result, the substrate 10 is patterned into the CMOS region 100, which is separated from the bipolar NPN region 200 by the transition region 150. N-type buried layers are formed below an area that can receive P-type wells. No buried layers are needed for the N-type wells.

도 2 에는, 초기 트렌치 형성 단계가 도시되었다. 격리 트렌치들(isolation trenches)은 개선된 측면 격리에 필요한 다른 영역에서 뿐만아니라 전이 영역(150)과 NPN 트랜지스터 영역사이에 형성된다. 트렌치 포토 레지스트 마스크(20)가, 기판(10) 상에 균일하게 도포된 후 패턴 형성된다. 포토 레지스트는 트렌치 영역들(21)을 노출시키도록 현상된다. 적절한 습식 또는 건식 식각(etching)에 의해, N+ 매몰층(12.1, 12.2) 아래의 높이 까지 트렌치들(21)이 식각된다. 그리고 나서, 트렌치들의 바닥에는 적절한 P+ 채널 스탑(channel stop; 22)이 주입된다.In Fig. 2, an initial trench formation step is shown. Isolation trenches are formed between the transition region 150 and the NPN transistor region as well as in other regions necessary for improved lateral isolation. The trench photoresist mask 20 is uniformly coated on the substrate 10 and then pattern formed. The photoresist is developed to expose the trench regions 21. By suitable wet or dry etching, the trenches 21 are etched to a height below the N + buried layer 12.1, 12.2. The bottom of the trenches is then injected with an appropriate P + channel stop 22.

도 3 에 도시된 바와 같이, 그 다음의 단계는, 트렌치 측벽 상에 열산화를 수행하는 포토 레지스트(20)을 제거하고, 질화층과 같은 측벽 유전체 층(23)을 증착 및 패터닝하는 단계를 포함한다. 산화물 층(23)은 강화되고, 평탄화를 위한 연마 스탑을 제공한다. 그 층에 있어서 질화물은 실리콘의 열 특성을 거의 정합하는 특징이 있다. 그 층은 트렌치 공동의 임의의 돌출을 충분히 막을 수 있는 얇은 두께로 형성되고, 이로인해 순차적인 증착 단계시 완벽한 트렌치 채움을 허용한다. 산화층(23)은 또한 후 단계에서 LOCOS를 위한 패드 산화물을 제공한다. 열산화, 질화물 증착, 그리고 질화물 치밀의 조합은 트렌치 측벽이 실리콘 기판의 열 확장 비를 정합하게 해 준다.As shown in FIG. 3, the next step includes removing the photoresist 20 performing thermal oxidation on the trench sidewalls and depositing and patterning a sidewall dielectric layer 23, such as a nitride layer. do. Oxide layer 23 is strengthened and provides a polishing stop for planarization. In this layer, nitride is characterized by almost matching thermal properties of silicon. The layer is formed to a thin thickness sufficient to prevent any protrusion of the trench cavity, thereby allowing for complete trench fill in subsequent deposition steps. Oxide layer 23 also provides pad oxide for LOCOS in a later step. The combination of thermal oxidation, nitride deposition, and nitride tightness allows the trench sidewalls to match the thermal expansion ratio of the silicon substrate.

교번 실시예는 그런식으로 측벽 유전체 층을 증착시키기 때문에, 실리콘 기판의 표면아래에 있는 트렌칭에서 공간을 형성하기 위한 순차적인 트렌치 채움이 일어난다. 이런 특징은 응력 완화를 주며, 트렌치에 인접한 그 실리콘에서 실리콘 결함 발생을 제거한다.Since the alternate embodiment deposits the sidewall dielectric layer in that way, sequential trench filling occurs to form a space in the trench below the surface of the silicon substrate. This feature provides stress relief and eliminates the occurrence of silicon defects in the silicon adjacent to the trench.

그리고 나서 기판(10)에 대해 폴리 실리콘 증착 단계가 수행되어, 기판(10) 및 에피택셜 층 상에 폴리 실리콘 층(24)을 증착하고 트렌치들(21)을 채우게 된다. 도핑되지 않은 폴리실리콘 채움은 반 절연 물질이고, 이것은 RF 와류 커패시턴스에 대한 바람직한 전기 특성을 제공한다.A polysilicon deposition step is then performed on the substrate 10 to deposit the polysilicon layer 24 on the substrate 10 and the epitaxial layer and to fill the trenches 21. Undoped polysilicon filling is a semi-insulating material, which provides desirable electrical properties for RF vortex capacitance.

도 4 에는 완성된 트렌치들이 도시되었다. 기판(10) 및 에피택셜 층(11)은 상기 트렌치들의 상부를 제외하고는 모든 영역에서, 기판(10)의 표면으로부터 열 산화물 층(23) 및 폴리실리콘 층(24)을 제거하여 평탄화된다. 그러한 평탄화는 종래의 화학적 기계적 연마(polishing) 작업에 의해 성취된다. 폴리실리콘아래의 질화물은 연마 작업시 하드 스탑으로서 작용하며, 아래에 놓인 산화물 및 실리콘이 손상하는 것으로 부터 보호한다. 질화 산화물의 얇음 또한 연마된 트렌치 폴리시리콘 표면이 원래의 실리콘 표면과의 정밀한 정합을 확실하게 재 준다.4 shows completed trenches. Substrate 10 and epitaxial layer 11 are planarized by removing thermal oxide layer 23 and polysilicon layer 24 from the surface of substrate 10 in all regions except the tops of the trenches. Such planarization is achieved by conventional chemical mechanical polishing operations. Nitride under polysilicon acts as a hard stop during polishing operations, protecting it from damage to underlying oxides and silicon. The thinness of the oxides of oxides and the polished trench polysilicon surface reliably give a precise match with the original silicon surface.

CMOS 소자들을 형성하는 동안, NPN 영역(200)을 덮고 트렌치(21)들을 보호하는 것은 중요하다. 마찬가지로, 가능한 한 많은 CMOS 와 바이폴라 처리 단계들을 결합하는 것이 그 처리 과정의 목표이다. 따라서, 도 5 를 참조하면, 트렌치들은 초기에, 후속되는 CMOS 처리 단계들로 부터 보호된다. 그러한 보호는 트렌치들 위에 패드 산화물 층(51)을 형성하는 것을 포함한다. 패드 산화물 층(51) 다음 단계에서는, N+ 싱커 포토 레지스트 증착, 패터닝, 그리고 주입하여, 나중에 NPN 트렌지스터(200)의 컬렉터(collector)가 되는 N+ 싱커(52)를 형성한다. 다음에, 질화 실리콘 층(54)이 기판(10) 및 에피택셜 층(11)의 표면 상의 패드 산화물 층(51) 위로 증착된다. 질화 실리콘은 초기에 패터닝되어 국부 산화(local oxidation;LOCOS) 영역(50)을 노출시킨다. 그와 같은 LOCOS 패터닝에 이어서, 종래의 LOCOS 처리에 의해 LOCOS 영역(50)을 형성하는 데, 그 영역은 NMOS 및 PMOS 장치들(100)의 측방향 표면 격리를 가능하게 하며, 또한 싱커 디퓨젼(52)을 나머지 NPN 트랜지스터(200)으로부터 분리시킨다. 질화 실리콘은, 트랜치(21)의 상부 지역을 제외하고는, 기판(10)과 에피택셜 층(11)의 나머지 표면으로부터 제거된다.During the formation of CMOS devices, it is important to cover the NPN region 200 and protect the trenches 21. Similarly, combining as many CMOS and bipolar processing steps as possible is the goal of the process. Thus, referring to FIG. 5, the trenches are initially protected from subsequent CMOS processing steps. Such protection includes forming a pad oxide layer 51 over the trenches. The pad oxide layer 51 is followed by N + sinker photoresist deposition, patterning, and implantation to form an N + sinker 52 that later becomes a collector of the NPN transistor 200. Next, a silicon nitride layer 54 is deposited over the pad oxide layer 51 on the surface of the substrate 10 and the epitaxial layer 11. Silicon nitride is initially patterned to expose local oxidation (LOCOS) region 50. Following such LOCOS patterning, LOCOS region 50 is formed by conventional LOCOS processing, which allows for lateral surface isolation of NMOS and PMOS devices 100 and also provides sinker diffusion ( 52 is separated from the remaining NPN transistor 200. Silicon nitride is removed from the remaining surfaces of the substrate 10 and the epitaxial layer 11 except for the upper region of the trench 21.

LOCOS 작업시, 이산화 실리콘의 스킨층이 질화물 산화 마스크의 표면에 형성한다. 그 스킨층은 트렌치 영역사에 남아 있으면서 종래의 포토레지스트 및 습식 식각을 이용하여 패턴된다. 포토페지스트 제거후, 질화물은 트렌치(21)상의 영역에 대한 것을 제외하고 적절한 습식 식각으로 제거된다. 이 산화물 층의 이용은 동시에 트렌치 공간의 보호와 질화물의 제거를 아래놓인 패드 산화와 실리콘 기판 영역에 완전한 양성인 식으로. 추가 응력-발생 열 산화로 부터 이런 영역을 보호하는 것은 낮은(shallow) 트랜지스터 구조의 성공적인 제조에 중요하는데, 미국 특허 제 5,892,264호에 개시되어 있다.In the LOCOS operation, a skin layer of silicon dioxide forms on the surface of the nitride oxide mask. The skin layer is patterned using conventional photoresist and wet etching while remaining in trench region yarns. After photoresist removal, the nitride is removed by appropriate wet etching except for areas on the trench 21. The use of this oxide layer is thus fully positive for the pad oxide and silicon substrate regions, which underlie the protection of the trench space and removal of nitride at the same time. Protecting these regions from further stress-generated thermal oxidation is important for the successful fabrication of shallow transistor structures, which are disclosed in US Pat. No. 5,892,264.

그리고 나서, 패드 산화 층이 에피택셜 영역(11) 및 기판(10)의 표면으로부터 제거되어, 후속되는 형성 공정을 위한 표면을 노출시킨다.The pad oxide layer is then removed from the surfaces of epitaxial region 11 and substrate 10 to expose the surface for subsequent formation process.

그 다음 단계에서는, 도 6 에 도시된 바와 같이, 에피택셜 층(11)의 표면에서 희생적 산화(sacrificial oxidation)가 이루어 진다. 그러한 산화는, CMOS 장치(100)를 위한 P-웰들과 N-웰들의 형성에 있어서 통상적인 첫 번째 단계이다. 적절한 포토 레지스트 마스크들과 임플랜트들(62)은 CMOS 장치 용의 P-웰들과 N-웰들을 제공한다. 더 무거운 P-형 임플랜트는 PMOS 와 NMOS 장치들을 분리시키는 접합격리를 제공한다. 희생적 산화물의 제거에 이어, 게이트 산화물 층(65)은 대개, 에피택셜 층(11)의 표면에서 성장한 열 산화물 층이다. 그 단계 후에는 폴리실리콘 층(66)의 균일한 증착이 후속되며, 그 다음에 그 층은 패터닝되고 도핑되어(doped), 폴리실리콘 게이트들(66)을 형성한다.In the next step, as shown in FIG. 6, sacrificial oxidation takes place on the surface of the epitaxial layer 11. Such oxidation is a common first step in the formation of P-wells and N-wells for the CMOS device 100. Suitable photoresist masks and implants 62 provide P-wells and N-wells for a CMOS device. Heavier P-type implants provide a junction isolation that separates PMOS and NMOS devices. Following removal of the sacrificial oxide, the gate oxide layer 65 is usually a thermal oxide layer grown on the surface of the epitaxial layer 11. This step is followed by uniform deposition of the polysilicon layer 66, which is then patterned and doped to form the polysilicon gates 66.

CMOS 트랜지스터의 제조에 있어서 그 다음 단계가 도 7 에 도시되었다. 다음에, NMOS 및 PMOS 드레인들은, N-형 경량-도핑된(lightly-doped) 드레인 영역들과 P-형 경량-도핑된 드레인 영역들을 형성할 수 있도록, 전형적으로 경량-도핑된 드레인 임플랜트 (72; N) 또는 (74; P)(P-형 임플랜트는 여기에 도시되지 않음)를 각각 수용한다. 어닐링(annealing) 단계에서는, 게이트들의 측벽 보다 약간 아래에서, 경량 도핑된 드레인 영역들이 구동된다. 경량 도핑된 드레인 영역들은 게이트의 측벽들을 마스크들로서 이용한다. 그 영역들은 마스크들로서 게이트를 이용하는 종래의 방법으로 자가 정열되며, 적절한 P-형 및 N-형 임플랜트들이 후속된다. 그러한 단계에 이어서, 도면에는 도시되지 않은 영역에서, 통상적인 P+ 저항기가, 적절한 포토 레지스트 및 임플랜트를 사용하여 N-형 에피택셜 영역(11) 내에 형성된다. NPN 보호 스페이서 산화물 층(78)이 에피택셜 층(11) 위에 균일하게 증착된다. 스페이서 산화물 층(78)은 층(11)의 NPN 영역(200)과 전이 영역(150)을 덮는다. 이 스페이서 산화물 덮개가 없으면, 후속되는 CMOS 처리 단계들은 NPN 트랜지스터의 형성을 방해할 것이다. 게이트(66) 상부의 스페이서 산화물 층은 패터닝된 후 제거되어, 게이트(66)의 모서리 부분에 측벽 스페이서(70.1, 70.2)를 남기게 된다.The next step in the fabrication of CMOS transistors is shown in FIG. Next, the NMOS and PMOS drains are typically lightweight-doped drain implants 72 to be able to form N-type lightly-doped drain regions and P-type lightly-doped drain regions. N) or (74; P) (P-type implants are not shown here), respectively. In the annealing step, lightly doped drain regions are driven slightly below the sidewalls of the gates. Lightly doped drain regions use sidewalls of the gate as masks. The regions are self-aligned by conventional methods using gates as masks, followed by appropriate P- and N-type implants. Following such steps, in regions not shown in the figures, conventional P + resistors are formed in the N-type epitaxial region 11 using suitable photoresist and implant. NPN protective spacer oxide layer 78 is uniformly deposited over epitaxial layer 11. The spacer oxide layer 78 covers the NPN region 200 and the transition region 150 of the layer 11. Without this spacer oxide cover, subsequent CMOS processing steps will interfere with the formation of the NPN transistor. The spacer oxide layer over the gate 66 is patterned and then removed, leaving sidewall spacers 70.1 and 70.2 at the corners of the gate 66.

스페이서 산화물 층(78)은 CMOS 장치들을 위한 측벽 스페이서들을 제공할 뿐 아니라, NPN 트랜지스터의 능동 부재들을 위한 표면 격리 및 하드 마스크(hard mask)를 제공한다. 그 증착 단계를 과정 중에 일찍 수행함으로써, 나중의 과정 중에 하나 이상의 증착 및 마스킹 과정이 절감된다. 그 결과, 스페이서 산화물 층(78)은, CMOS 장치들의 자가 정열식 소스들 및 드레인들을 위한 마스크와, 컬렉터(collector) 및 에미터(emitter) 개구들(126, 127)을 위한 마스크, 각각을 형성한다. 이런 후 공정 효과에 대한 도 12를 참조하십시오.The spacer oxide layer 78 provides sidewall spacers for CMOS devices, as well as surface isolation and hard mask for the active members of the NPN transistors. By performing the deposition step early in the process, one or more deposition and masking processes are saved during later processing. As a result, spacer oxide layer 78 forms a mask for self-aligned sources and drains of CMOS devices and a mask for collector and emitter openings 126 and 127, respectively. do. After this see FIG. 12 for process effects.

이어지는 CMOS 처리 단계가 도 8 에 도시되었다. 스크린 산화물 층(screen oxide layer; 80)이 증착되고 패터닝되어, CMOS 장치의 경량 도핑된 소스 및 드레인 영역들을 덮도록 한다. 그 다음에, 그 영역들에는 P+ 또는 N+ 이온들이 주입되어 소스(81)들 및 드레인(82)들을 형성한다. 그리고 나서, 각각의 P-형 및 N-형 소스들 및 드레인들에는, 디퓨젼 시간이 소스들 및 드레인들의 깊이를 조정할 수 있도록 설정된 어닐링 처리가 행하여진다. 도면은 단지 하나의 MOS 소자를 도시하고 있는 반면에, 여기에 개시된 공정은 다수의 NMOS, PMOS, 및 바이폴라 소자를 포함하여 다중 트랜지스터를 형성하기 위해 이용된다.Subsequent CMOS processing steps are shown in FIG. 8. A screen oxide layer 80 is deposited and patterned to cover the lightly doped source and drain regions of the CMOS device. The regions are then implanted with P + or N + ions to form the sources 81 and the drains 82. Then, each of the P-type and N-type sources and drains is subjected to an annealing process in which the diffusion time can adjust the depth of the sources and drains. While the figure only shows one MOS device, the process disclosed herein is used to form multiple transistors including multiple NMOS, PMOS, and bipolar devices.

CMOS 트랜지스터들의 형성이 완료된 후의 과정에서는, CMOS 트랜지스터가 보호되면서 NPN 트랜지스터들이 제조된다. 첫 번째 단계로서, 도 9 에 도시된 바와 같이, CMOS 질화 보호층(90)이 에피택셜 층(11) 위에 균일하게 증착된다. 질화 보호층의 최상부 위에, CMOS 산화 보호층(92)이 증착된다. 두 보호층들이 서로에 대해서 선택적으로 식각될 수 있기 때문에, 두 개의 연속되는 단계들에서의 질화물과증착된 산화물 층들의 조합은, 그 두 층들을 서로 다른 에치 스탑으로서 사용함으로써, 실질적인 숫자의 후속 처리 단계들을 절감시킨다.In the process after the formation of the CMOS transistors is completed, NPN transistors are manufactured while the CMOS transistor is protected. As a first step, as shown in FIG. 9, a CMOS nitride protective layer 90 is uniformly deposited over the epitaxial layer 11. On top of the nitride protective layer, a CMOS oxide protective layer 92 is deposited. Since the two protective layers can be selectively etched with respect to each other, the combination of nitride and deposited oxide layers in two successive steps, by using the two layers as different etch stops, results in a substantial number of subsequent treatments. Save steps

포토 레지스트 층(94)이 증착된 후 패터닝되어, 전이층(150)으로부터 CMOS 영역(100) 내로 연장하는 LOCOS 영역의 적어도 일부와 CMOS 장치들을 덮도록 한다. CMOS 산화 보호층(92)과 질화물 보호층(90)은, 적절한 습식 식각을 이용하여 노출된 NPN 영역(200)으로부터 제거된다. 연속적인 식각 처리들의 결과로서, 스페이서 산화물 층(78)이 도 10 에 도시된 바와 같이 노출된다.A photoresist layer 94 is deposited and then patterned to cover the CMOS devices and at least a portion of the LOCOS region extending from the transition layer 150 into the CMOS region 100. The CMOS oxide protective layer 92 and the nitride protective layer 90 are removed from the exposed NPN region 200 using a suitable wet etch. As a result of the successive etching processes, the spacer oxide layer 78 is exposed as shown in FIG. 10.

도 11 을 참조하면, 포토 레지스트 층(110)이 스페이서 산화물 층(78) 위에 균일하게 증착된 후 패터닝되어 NPN 구간(200) 내에 개구들(112, 114)이 형성된다. 포토 레지스트 층(110)이 자리 잡았을 때, 노출된 영역(112, 114)의 스페이서 산화물은 싱커 디퓨젼(52)의 표면과 후속되는 NPN 트랜지스터(200)의 표면을 노출 시킨기 위하여 제거된다.Referring to FIG. 11, the photoresist layer 110 is uniformly deposited on the spacer oxide layer 78 and then patterned to form openings 112 and 114 in the NPN section 200. When the photoresist layer 110 is in place, the spacer oxides of the exposed regions 112 and 114 are removed to expose the surface of the sinker diffusion 52 and the surface of the subsequent NPN transistor 200.

NPN 트랜지스터의 형성 과정에 있어서는, 외인성 베이스(extrinsic base)가 먼저 형성되고, 다음에 진성 베이스(intrinsic base), 그리고 최종적으로 에미터가 형성된다. 외인성 베이스는 에피택셜 층(11) 상에 증착된 겹겹의 층들을 포함한다. 도 12 를 참조하면, 그 층들은 도핑된 폴리실리콘 층(120), 텅스텐 실리사이드 층(tungsten silicide layer; 121), 폴리실리콘 캡 층(polysilicon cap layer; 122), 인터-폴리 산화물 층(inter-poly oxide layer; 123), 및 질화 티타늄 반사-방지 피복층(titanium nitride anti-reflective coating; 124)을 포함한다. 폴리실리콘 층(120), WSi 층(121) 및 폴리실리콘 캡(122) 층이 증착된 후에는, 이어서외인성 베이스(222)에 대한 도핑을 형성하는 붕소의 주입이 수반된다. 폴리실리콘 캡층은 붕소 도핑이 폴리/WSi 층의 상에서 심하게 분리되고, 외인성 베이스를 형성하기 위해 그 실리콘으로 벅당히 확산하지 않도록 막기 위해 포함된다. 그것은 또한 붕소 주입시 WSI 층의 불시의 스퍼터링을 막지만, 잠재적으로 주입 도구를 중금속으로 오염시킬 수 있다.In the process of forming an NPN transistor, an extrinsic base is formed first, followed by an intrinsic base, and finally an emitter. The exogenous base comprises a layer of layers deposited on the epitaxial layer 11. 12, the layers are doped polysilicon layer 120, tungsten silicide layer 121, polysilicon cap layer 122, inter-poly oxide layer oxide layer 123, and titanium nitride anti-reflective coating 124. After the polysilicon layer 120, WSi layer 121 and polysilicon cap 122 layers have been deposited, subsequent implantation of boron to form doping into the exogenous base 222 is involved. A polysilicon cap layer is included to prevent boron doping from being severely separated on top of the poly / WSi layer and from diffusing to the silicon to form an exogenous base. It also prevents accidental sputtering of the WSI layer upon boron implantation, but can potentially contaminate the implantation tool with heavy metals.

상기와 같이 쌓인 층들의 다발은 적절히 패터닝되어 에미터 개구(127)를 형성한다. 열 처리의 결과로서, 층(120)으로부터의 도펀트들은 외인성 베이스(222)를 형성한다. 에미터 개구를 통한 추가적인 붕소를 주입함으로써 진성 베이스(220)를 형성한다. 또한, 그 다발에 대한 패터링 마스크가 여전히 위치해 있으면서, SIC(선택적으로 주입된 컬렉터) 주입(224)이 진성 베이스(220)와 에미터 개구(127)를 통하여 이루어 진다. 다발 패턴 마스크는 높은 에너지 SIC 주입을 마스크하는데 도움이 되고, 그 SIC의 완벽한 자가 정열을 트랜지스터에 형성한다. SIC 주입은 N+메몰층(12.2)과 접촉한다. SIC 주입(224)은 어닐링되며, 에미터 표면은 산화되고, 그리고 P-형 주입은 진성 베이스를 형성(220)한다.The bundle of layers stacked as above is suitably patterned to form emitter openings 127. As a result of the heat treatment, dopants from layer 120 form an exogenous base 222. Intrinsic base 220 is formed by implanting additional boron through the emitter opening. In addition, while the patterning mask for the bundle is still located, SIC (optionally injected collector) injection 224 is made through intrinsic base 220 and emitter opening 127. Bundle pattern masks help mask high energy SIC implantation and form the perfect self alignment of the SIC in the transistor. SIC implantation is in contact with the N + mem layer 12.2. The SIC implant 224 is annealed, the emitter surface is oxidized, and the P-type implant forms 220 an intrinsic base.

도 13 을 참조하면, 베이스 스페이서 산화물 층(130)은 베이스 영역을 마스크하도록 증착된다. 질화물 스페이서 층(131)은 증착된 후 식각되어 에미터 영역을 개방시킨다. 스페이서 산화물은 적절한 불화수소 산에 의해 식각된다. 합성 스페이서의 구조는 에미터 대 외인성 베이스 스페이싱을 허용하고, 그러므로 속도 대 항복 소자 트레이드오프는 질화물 스페이서 증착 두께, 베이스 스페이서 산화를 식각 시간, 또는 둘 다 변환시킴으로서 쉽게 다양화 된다. 그런 다음에, 에미터폴리실리콘 층(132)이 증착된후 식각되어, 에미터 접촉부(emitter contact; 134)와 컬렉터 접촉부(133)을 형성한다. 후속되는 어닐링 처리에 있어서(도 17 참고), 에미터 폴리 실리콘 층(132)로부터의 N-형 도펀트들은 에피택셜 층(11)의 표면 내로 확산되어, NPN 트랜지스터(200)의 컬렉터 표면 접촉과 에미터를 형성한다.Referring to FIG. 13, a base spacer oxide layer 130 is deposited to mask the base region. The nitride spacer layer 131 is deposited and then etched to open the emitter region. The spacer oxide is etched with a suitable hydrofluoric acid. The structure of the composite spacer allows emitter to exogenous base spacing, and therefore the speed versus yield device tradeoff is easily diversified by converting nitride spacer deposition thickness, base spacer oxidation to etch time, or both. The emitter polysilicon layer 132 is then deposited and etched to form an emitter contact 134 and collector contact 133. In the subsequent annealing treatment (see FIG. 17), the N-type dopants from the emitter polysilicon layer 132 diffuse into the surface of the epitaxial layer 11, causing the collector surface contact and emi of the NPN transistor 200. Form the ground.

도 14 및 도 15 는, 상대적으로 저온의 저항 계수(low temperature coefficient of resistance; 이하 TCRL 이라 함) 저항기(141)를 구비하는 폴리 실리콘 저항기의 형성 과정을 보여 준다. 그 첫번 째 단계로서, 보호 산화물 층(140)이 에미터 폴리실리콘 층(132) 위에 증착된다. 그 산화물의 층은, TCRL 영역들이 형성될 때 식각으로 부터 모든 노출된 에미터 실리콘 층(132)을 보호한다. 폴리실리콘 층(142)이 개구(300) 내에 증착된다. 다음에, 상기 폴리실리콘 층에는 BF2임플랜트(143)가 주입된다. 마지막으로, TCRL 층(141)이 포토레지스트로 피복된 후 적절한 크기로 식각된다. 그 다음에, 도 15 에 도시된 바와 같이, TCRL 층(141)은 보호 산화물 층(144)로 덮여진다. 상기 산화물 층은, 그 아래의 TCRL 층(141)의 부분을 보호할 수 있도록, 저항기의 접촉 영역을 노출시키면서 적절히 패터닝되고 마스킹된다. TCRL 폴리 층은 공정에서 나중에 증착된다. 그와 같이, 비결정성 실리콘 막을 증착시키고 나서 도펀트를 추가함으로써, 그 저항율을 조정하는 것이 가능하다.14 and 15 illustrate the process of forming a polysilicon resistor having a relatively low temperature coefficient of resistance (hereinafter referred to as TCRL) resistor 141. As a first step, a protective oxide layer 140 is deposited over the emitter polysilicon layer 132. The layer of oxide protects all exposed emitter silicon layer 132 from etching when TCRL regions are formed. Polysilicon layer 142 is deposited in opening 300. Next, a BF 2 implant 143 is implanted into the polysilicon layer. Finally, the TCRL layer 141 is coated with photoresist and then etched to the appropriate size. Next, as shown in FIG. 15, the TCRL layer 141 is covered with a protective oxide layer 144. The oxide layer is suitably patterned and masked while exposing the contact area of the resistor to protect the portion of the TCRL layer 141 beneath it. The TCRL poly layer is later deposited in the process. As such, the resistivity can be adjusted by adding a dopant after depositing the amorphous silicon film.

상기 제조 과정에 의하여, 750 Ω/?의 저항과 100 파트 퍼 밀리언(parts per million; ppm) 미만의 온도 저항 계수를 가지는 TCRL 저항기(141)를 형성한다.상기 저항기는 비 선택적 BF2임플랜트를 이용하여 폴리실리콘 층을 도핑함으로써 형성된다. 900℃ 급속 열 어닐링(rapid thermal annealing; RTA) 단계에서는, 저항기 임플랜트가 활성화되고, 바이폴라 및 MOS 장치들(200, 100)을 위한 최종 도핑 프로파일들이 설정된다. TCRL 다중 층은 그 후의 과정 중에 증착됨을 알 수 있을 것이다. 본 발명의 공정은 비결정성 실리콘 막을 증착하고 도펀트들을 첨가함으로써 그 막의 저항을 조정한다. 비 선택적 BF2임플랜트는 막을 도핑하는 데 이용된다. 모든 접촉 영역으로부터 산화물을 제거하기 위해 마스크가 이용되며, 900℃ RTA 단계에서는 저항기 임플랜트들이 활성화되어 최종 도핑을 수행한다. 따라서, 저항기 접촉들(resistor contacts)은 최종 백 엔드 처리(back end processing) 전에 규소 화합물화 된다.The manufacturing process forms a TCRL resistor 141 having a resistance of 750 mA /? And a temperature resistance coefficient of less than 100 parts per million (ppm). The resistor uses a non-selective BF 2 implant. By doping the polysilicon layer. In the 900 ° C. rapid thermal annealing (RTA) step, the resistor implant is activated and final doping profiles for the bipolar and MOS devices 200, 100 are established. It will be appreciated that the TCRL multilayer is deposited during subsequent processing. The process of the present invention adjusts the film's resistance by depositing an amorphous silicon film and adding dopants. Non-selective BF 2 implants are used to dope the membrane. A mask is used to remove oxides from all contact regions, and in the 900 ° C RTA step, resistor implants are activated to perform final doping. Thus, resistor contacts are siliconized prior to final back end processing.

TCRL 저항기(141)는 온도 감응성과는 무관한 저항을 가진다. 종래 기술에 있어서, 저항이 클수록 더 큰 온도 감응성을 가지는 것으로 알려져 왔다. 그러나, 우리는 750 Ω/? 까지의 저항을 가지도록 조정되어 도핑된 상대적으로 얇은 막을 제공함으로써, 그러한 두가지 특성을 분리시키리 위한 시도를 하였다. 그 결과, BF2임플랜트가 높은 수준(level)에 접근할수록, 기대하지 않았던 기존의 인식에 반대되는 저항의 증가가 일어남이 관찰되었다. 상기와 같은 현상은, 상기 막을 도핑하는 데 단지 붕소만이 이용되었을 때는 관찰되지 않았다. 일반적으로는, 임플랜트 수준이 높을 수록 저항은 증가되지 않고 감소될 것이라고 알려져 있다. 본 출원의 발명자의 견해로는, 고도의 도즈(dose; 주입등의 방법으로 반도체에 불순물을주입하는 것)에서의 더 무거운 이온(BF2)은 폴리실리콘 막에 많은 양의 손상을 발생시키며, 그러한 손상은 임플랜트들을 활성화시키기 위한 상대적으로 저온(900℃)이며 짧은 열 어닐링(RTA)에 의해서는 치유되지 않는다는 것으로 나타난다. 상기 임플랜트 손상은, 더 높은 임플랜트 도즈에서의 증가된 저항을 초래하는 캐리어들을 위한 부가적인 트래핑 영역(trapping site)을 분명히 생성한다. 다른 이온들의 상호 주입에 의하여 비슷한 결과가 초래되는데, 그 결과에 따르면, MOS 장치들의 소스들과 드레인들 또는 NPN 들을 위한 저 저항 외인성 베이스들을 위한 에미터들 또는 PNP 들을 위한 에미터들 뿐 아니라, 심지어 더 높은 값의 저항기들을 생성할 수 있도록, 동일하게 높은 도즈의 붕소 임플랜트를 이용하는 것이 가능해 진다. 본 발명의 바람직한 실시예에서는, 폴리실리콘 층(142)은 70 나노미터(nm)의 두께를 가지는 데, 그 두께의 범위는 65 nm 로 부터 75 nm 까지일 수 있다. 붕소 이온들(142)의 임플랜트 농도는 1.3 ×1016이며, 9 ×1015으로 부터 1.5 ×1016까지의 범위 내에 들 수 있다.TCRL resistor 141 has a resistance independent of temperature sensitivity. In the prior art, it has been known that the higher the resistance, the greater the temperature sensitivity. However, we are 750 Ω /? Attempts have been made to separate these two properties by providing a relatively thin film that has been tuned to have a resistance up to. As a result, it was observed that as the BF 2 implant approached a higher level, an increase in resistance was anticipated, which was not anticipated. This phenomenon was not observed when only boron was used to dope the film. In general, it is known that the higher the implant level, the less the resistance will increase but decrease. In the view of the inventors of the present application, heavier ions (BF 2 ) at a high dose (injecting impurities into the semiconductor by a method such as implantation) cause a large amount of damage to the polysilicon film, Such damage appears to be relatively low temperature (900 ° C.) for activating the implants and is not cured by short thermal annealing (RTA). The implant damage clearly creates additional trapping sites for carriers that result in increased resistance at higher implant doses. A similar result is caused by the mutual implantation of different ions, which shows that the sources and drains of MOS devices or emitters for low resistance exogenous bases for NPNs or emitters for PNPs, even higher In order to be able to produce value resistors, it becomes possible to use boron implants of equally high dose. In a preferred embodiment of the present invention, the polysilicon layer 142 has a thickness of 70 nanometers (nm), which may range from 65 nm to 75 nm. The implant concentration of the boron ions 142 is 1.3 × 10 16 and may be in the range of 9 × 10 15 to 1.5 × 10 16 .

본 발명의 현상의 초기에, 평가를 위해 중간 붕소 도즈를 가지는 세개의 막 두께들이 선택되었다. 표 1 에 나타낸 바와 같이, 가장 얇은 막이 우리의 목표인 750 Ω/?에 가장 가까운 것으로 나타났다. 그러나, 모든 셀들의 TCR 들은 100 ppm 의 목표 이상으로 나타났다. 실험의 두 번째 세트에서는, 막 두께를 얇은 세팅에 유지한 채로, 도즈들이 높을 수록 더 낮은 박편 저항(sheet resistance) 및 더 낮은 TCR 들을 나타낼 것이라는 기대를 가진 채, 열 개 이상의 임플랜트 도즈가 변화되었다.At the beginning of the phenomenon of the present invention, three film thicknesses with intermediate boron doses were selected for evaluation. As shown in Table 1, the thinnest film was found to be closest to our target of 750 kW / ?. However, the TCRs of all cells were above the 100 ppm target. In the second set of experiments, ten or more implant doses were changed with the expectation that higher doses would result in lower sheet resistance and lower TCRs, while maintaining the film thickness in a thin setting.

두께 별 Rs 및 TCRRs and TCR by thickness 두께thickness RsRs TCRTCR 얇은 경우Thin case 650650 228228 중간 경우Middle case 532532 238238 두꺼운 경우Thick case 431431 292292

처음에, 도 20 에 지시된 바와 같이, 도즈를 증가시켜도 박편 저항 및 TCR 에 있어서 변화가 거의 없다. 그러나, 임플랜트 수준이 최고의 수준에 접근함에 따라, 저항에 있어 기대하지 않은 증가가 관찰되며, 그 동안 TCR 들은 최고의 도즈에서 음성(negative)으로 될 때 까지 급격한 감소를 경험하게 된다.Initially, as indicated in Fig. 20, there is almost no change in flake resistance and TCR even when the dose is increased. However, as the implant level approaches the highest level, an unexpected increase in resistance is observed, during which the TCRs experience a sharp decrease until they become negative at the highest dose.

1993 년 8 월에 IEEE TED 에 의해 출간된 야마구치등의 "급속 열 처리에 의한 BF2-주입 베이스를 이용하는 30-기가 헬츠 피트 서브마이크로미터 더블 폴리-Si 바이폴라 기술을 위한 방법 및 장치 특성(Process and Device Characterization for a 30-GHz ft Submicrometer Double Poly-Si Bipolar Technology Using BF2-Implanted Base with Rapid Thermal Process)"에 의하면, 야마구치등은 TCR 및 박편 사이의 동일한 관계를 관찰하였다. 그들의 연구에 의하면, 150 nm 비결정성 층을 가지도록 제조된 붕소-도핑된 P-형 폴리실리콘 저항기들의 TCR 은 600 내지 800 Ω/?의 박편 저항에서 제로에 접근한다. 그러나, 그 인용된 조사에서 도즈들의 범위내에서, 저항은 붕소 도즈들의 증가에 따라 감소한다.Method and Device Characteristics for a 30-Gigats Helms Feet Submicrometer Double Poly-Si Bipolar Technology Using BF2-Injection Base by Rapid Heat Treatment by Yamaguchi et al., Published by IEEE TED in August 1993. According to "Characterization for a 30-GHz ft Submicrometer Double Poly-Si Bipolar Technology Using BF2-Implanted Base with Rapid Thermal Process", Yamaguchi et al. Observed the same relationship between TCR and flakes. According to their study, the TCR of boron-doped P-type polysilicon resistors made to have a 150 nm amorphous layer approaches zero at a flake resistance of 600 to 800 mA / ?. However, within the range of doses in the cited investigation, the resistance decreases with increasing boron doses.

TCR 을 감소시킬 목적의 병열 실험에서, 붕소 및 붕소 플러스 다른인자(BF2) 들은 중간 두께의 막 내로 주입된다. 상기 임플랜트 인자들은 인자들의 다른 범위들을 보상하도록 조정된다. 다시 한번, 그 결과는 전혀 기대치 않은 것이었다: 붕소 그 자체의 평균 저항은 BF2저항기들의 값이 각각 525 및 221 이면서 445 ppm 의 TCR 일 때 200 Ω/?이었다.In parallel experiments aimed at reducing TCR, boron and boron plus other factors (BF 2 ) are injected into the film of medium thickness. The implant factors are adjusted to compensate for different ranges of factors. Once again, the results were totally unexpected: The average resistance of boron itself was 200 mA /? When the values of BF 2 resistors were 525 and 221, respectively, and a TCR of 445 ppm.

그러한 결과에 기초해 볼 때, 더 무거운 이온 및 극히 고도의 도즈들이, 상대적으로 짧은 900℃ RTA 에 의해 치유될 수 없을 정도로 폴리실리콘 막 내에 많은 양의 손상을 일으키는 것으로 추정된다. 그러한 손상은 캐리어들에 대한 부가적인 트래핑 영역들을 생성하고, 그 결과 더 높은 임플랜트 도즈들에서 증가된 저항의 증가를 가져오게 된다. 따라서, 다른 이온들의 상호 주입에 의하여 비슷한 결과가 초래되고, 그 결과에 따르면, MOS 장치들의 소스들과 드레인들 또는 NPN 들을 위한 저 저항 외인성 베이스들을 위한 에미터들 또는 PNP 들을 위한 에미터들 뿐 아니라, 심지어 더 높은 값의 저항기들을 생성할 수 있도록, 동일하게 높은 도즈의 붕소 임플랜트를 이용하는 것이 가능해 지는 것으로 믿어진다.Based on such results, it is estimated that heavier ions and extremely high doses cause a large amount of damage in the polysilicon film so that it cannot be cured by a relatively short 900 ° C RTA. Such damage creates additional trapping regions for the carriers, resulting in increased resistance at higher implant doses. Thus, a similar result is caused by the mutual implantation of different ions, according to which the emitters for PNPs as well as emitters for sources and drains or low resistance exogenous bases for NPNs, even It is believed that it will be possible to use boron implants of the same high dose to be able to produce higher value resistors.

표 2 는 임플랜트 도즈의 기능으로서 TCR 및 박편 저항에 대한 RTA 온도의 효과를 나타낸다. 다시 한번, 더 낮은 온도에 의해 얻어지는 더 높은 박편 저항들은, 저항이 763 이고 TCR 이 168 인 더 낮은 도즈에서의 경우를 제외하고 TCR 의 감소를 야기한다.Table 2 shows the effect of RTA temperature on TCR and flake resistance as a function of implant dose. Once again, the higher flake resistances obtained by the lower temperature cause a reduction in TCR except at lower doses with a resistance of 763 and a TCR of 168.

그것은 앞에서 관찰된 TCR 거동의 주된 부분이 손상이라는 이론에 대한 지지를 제공한다. RTA 온도가 낮아질 수록, 캐리어의 활성화가 억제되고, 박편이 고도화된다. 동시에, 임플랜트 손상의 어닐링이 감소한다. 그러나, 낮은 도즈에서는, 온도 변화에 덜 민감하게 되는 지점까지의 캐리어 거동을 열악화할 정도로 불 충분한 임플랜트 손상이 있게 된다.It provides support for the theory that the main part of the TCR behavior observed above is damage. As the RTA temperature is lowered, the activation of the carrier is suppressed and the flakes are advanced. At the same time, annealing of implant damage is reduced. At low doses, however, there is insufficient implant damage to deteriorate the carrier behavior up to the point where it becomes less sensitive to temperature changes.

도즈 별 Rs, TCR, 및 RTA 온도Dose Star Rs, TCR, and RTA Temperatures 도즈(Dose)Dose RsRs TCRTCR RTARTA that 637637 293293 900C900C that 763763 168168 800C800C medium 628628 271271 900C900C medium 849849 7676 800C800C Go 726726 9090 900C900C Go 832832 2222 800C800C

특성 결과치들(CHARACTERIZATION RESULTS)CHARACTERIZATION RESULTS

도 21 은 최저 측정점으로서 50℃가 선정된 경우의 박편 저항에 대한 TCR 의 관계를 나타내는 30 ×30 마이크론 저항기의 산포도(scatter plot)이다. TCR 은 25°의 간격으로 50 내지 125℃의 범위에서 측정된 값에 대해 하나의 선을 일치시킴(선정함)으로써 계산된다. 점선은 본 제조 과정을 위하여 설정된 목표들을 나타낸다.21 is a scatter plot of a 30 x 30 micron resistor showing the relationship of TCR to flake resistance when 50 ° C is selected as the lowest measurement point. TCR is calculated by matching (selecting) one line to values measured in the range of 50 to 125 ° C. at 25 ° intervals. The dashed lines represent the goals set for the present manufacturing process.

두개의 서로 다른 진행들에 의한 부분들이 묶여져서, -50℃ 로 부터 150℃ 까지 측정된다. 도 22 는 그러한 온도 범위에서 측정된 아홉개 부분들에 대한 박편 저항에서의 평균 변화를 나타내며, 도 23 은 측정치들의 그러한 세트에 대하여 계산된 TCR 들의 선도를 나타낸다. 점선은 다항의 선정(polynomial fit)을 나타내는 반면에, 실선은 직선형 선정(linear fit)을 나타낸다. 저온에서 관찰되는 상향의 "만곡부(hook)"는 확산 저항기(diffused resistor)들의 경우에는 통상적인 것이다.The parts by two different runs are bundled and measured from -50 ° C to 150 ° C. FIG. 22 shows the average change in flake resistance for the nine parts measured in that temperature range, and FIG. 23 shows the plot of TCRs calculated for that set of measurements. The dotted line represents the polynomial fit, while the solid line represents the linear fit. The upward "hook" observed at low temperatures is common in the case of diffused resistors.

아날로그 및 혼합 신호 설계자들에게는 매칭이 특히 관심사이기 때문에, 도 24 는 저항기의 고정된 폭에 대한 길이의 함수로서 미스매치(mismatch) 백분율을 나타내며, 그리고 도 25 는 고정된 길이에 대한 폭의 함수로서 동일한 변수를 나타낸다. 기대한 바 대로, 데이타는 칫수의 증가에 따른 매칭(matching)의 개선을 보여 준다.Since matching is of particular interest to analog and mixed signal designers, FIG. 24 shows the mismatch percentage as a function of the length for a fixed width of the resistor, and FIG. 25 is a function of the width for a fixed length. Represent the same variable. As expected, the data shows an improvement in matching with increasing dimensions.

낮은 TCR 을 가지는 고 수치(high value) 폴리실리콘 저항기를 제조할 수 있는 가능성이 증명되었다. 본 연구는 이온 종류들(ion species), 박편 저항 그리고 TCR 사이의 관계에 대한 비밀을 해제하였으며, 그로 인해 제조 과정의 복잡성이 감소될 수 있다. 800℃ 는 본 발명의 바이폴라 제조 과정에 있어서 양호한 온도이므로, 장치의 전기적 변수들을 설정할 수 있도록 사용되는 RTA 로 부터 저항기 활성화 단계를 분리시키는 것이 바람직하다면 그것도 가능하다.The possibility of producing high value polysilicon resistors with low TCR has been demonstrated. The study uncovered a secret about the relationship between ion species, flake resistance, and TCR, which could reduce the complexity of the manufacturing process. Since 800 ° C. is a good temperature for the bipolar manufacturing process of the present invention, it is also possible if it is desirable to separate the resistor activation step from the RTA used to set the electrical parameters of the device.

바이폴라 및 TCRL 부품이 이 포인트에 처리되면서, 이제 췌이퍼의 CMOS 부분으로 부터 보호층을 제거하기에 적절하므로, 남아 있는 금속피복 작업이 모든 소자상에 수행된다. 다음에 도 16 을 참조하면, TCRL 저항기(141) 및 NPN 트랜지스터 영역(200)은 포토레지스트 층(160)에 의해 보호된다. 포토레지스트는 패터닝되어 CMOS 장치(100)의 상부 영역을 개방시킨다. 다음에, 보호 산화물 층(92; 도 15 참조)이 제거된다.As bipolar and TCRL components are processed at this point, the remaining metallization work is performed on all devices, as it is now appropriate to remove the protective layer from the CMOS portion of the pancreaper. Referring next to FIG. 16, the TCRL resistor 141 and the NPN transistor region 200 are protected by the photoresist layer 160. The photoresist is patterned to open the top region of the CMOS device 100. Next, the protective oxide layer 92 (see FIG. 15) is removed.

도 17을 참고해 보면, 포토레지스트 층(160)이 제거되고, 이어서 보호 질화물 층(90)이 제거된다. 그 경우, 에미터 및 저항기(141)에는 RTA 단계가 적용된다. 그 단계는 약 900℃ 에서 0.5 분 동안 수행되고, 이미 도 13에 도시된 단계에서 먼저 준비된 에미터 제조를 완성한다.Referring to FIG. 17, the photoresist layer 160 is removed, followed by the protective nitride layer 90. In that case, the RTA step is applied to the emitter and resistor 141. The step is carried out at about 900 ° C. for 0.5 minutes and completes the previously prepared emitter preparation in the step already shown in FIG. 13.

그리고 나서, CMOS 소자의 경도핑 소스 및 드레인 영역위의 스크린 산화물 층(80)은 제거되며, 도 18 에서는, 저항기(141)의 노출된 폴리실리콘 영역들, 게이트(66), 그리고 에미터 및 컬렉터 접촉부(134, 133)는 플라티늄(180)에 의해 규질화되어, 노출된 폴리실리콘 상에 규화 플라티늄(platinum silicide) 층을 형성한다. 도 19 에 도시된 바와 같이, 측벽 스페이서 산화물(190)은 에미터 및 컬렉터 접촉부(134, 133)의 측벽들에 도포된다. 스페이서 산화물의 나머지는 식각되어 제거된다. 그 다음에, 기판에는 적절한 금속화 층들이 형성되는데, 그 층들에는, 적절한 절연층들에 의해 서로로 부터 분리되는 세개의 금속 층들과, 전도성 물질로 채워지는 비어들(vias)의 형성에 의하여 서로에 대해 선택적으로 연결되는 별도의 층들이 포함된다. 금속화를 수행한 후에, 전체 소자는 대개 질화 실리콘인 불활성 층(passivation layer)으로 덮여지며, 기판과 그 위에 형성된 집적 회로 및 소자들에는, 시험과 조립을 위한 후속 처리가 이루어진다.The screen oxide layer 80 over the lightly doped source and drain regions of the CMOS device is then removed, and in FIG. 18, the exposed polysilicon regions, gate 66, and emitter and collector of resistor 141. Contacts 134 and 133 are silicided by platinum 180 to form a layer of platinum silicide on the exposed polysilicon. As shown in FIG. 19, sidewall spacer oxide 190 is applied to the sidewalls of emitter and collector contacts 134, 133. The remainder of the spacer oxide is etched away. Subsequently, suitable metallization layers are formed on the substrate, where the three metal layers are separated from each other by suitable insulating layers and each other by the formation of vias filled with a conductive material. Separate layers that are selectively connected to are included. After metallization is performed, the entire device is covered with a passivation layer, usually silicon nitride, and the substrate and the integrated circuits and devices formed thereon are subjected to subsequent processing for testing and assembly.

저온 계수 저항기(TCRL)는 복구되지 않는 이온 주입 손상 부분을 가진다. 그 손상 부분은 저항을 증가시키고, 저항기가 작동 온도 변화에 덜 민감해 질 수 있도록 한다. 폴리실리콘 박막 저온 계수 저항기와 그 저항기의 제조 공정에 대한 방법은 종래 기술의 저항 계수 문제를 극복하면서, 동시에 BiCMOS 제조 공정으로 부터 단계를 줄이고, 바이폴라 설계 트레이드오프를 최적화시키며, 그리고, 수동 소자 격리를 개선시킨다. 본 발명의 방법에서는 전형적으로는 이산화실리콘 또는 질화실리콘인 절연층 상에 TCRL 이 형성되고, 그 층은 상대적으로 하나 또는 그 이상의 종류의 높은 도펀트 농도를 갖는 폴리실리콘을 포함한다. 상당한 양의 어닐링되지 않는 임플랜트 손상을 구비한다. 어닐링 공정은, 저항기 내에 의도한 어닐링되지 않은 손상부가를 남겨둔채, 통상적인측벽술의 임플랜트된 저항기들 보다 짧은 임플랜트된 저항기에 이용된다. 그 손상부는 그 저항 계수를 증가시키는 일이 없이 더 높은 저항의 TCRL 을 초래한다. 따라서, 온도가 증가하는 경우에도, 저항의 상대치는 그대로 유지된다. 본 저항기 제조공정은 몇가지 스페이서 산화 증착물을 결합하고, 서로 다른 확산 계수를 갖는 메몰(buried) 층을 제공하며, 연마 스탑처럼 이중 유전체 트렌치 측벽을 결합하고, 정밀하게 에미터-베이스 크기를 제어하는 스페이서 구조를 공급하며, 그리고 바이폴라 및 CMOS 소자를 둘 중 어느 하나에 부시해도 좋을 절충물과 집적시키는데 이용된다.The low temperature coefficient resistor (TCRL) has an ion implantation damaged portion that is not recovered. The damage increases resistance and makes the resistor less sensitive to changes in operating temperature. The polysilicon thin film low temperature coefficient resistors and the method for their manufacture process overcome the resistance coefficient problems of the prior art while simultaneously reducing the steps from the BiCMOS fabrication process, optimizing the bipolar design tradeoff, and providing passive device isolation. Improve. In the process of the present invention, TCRL is formed on an insulating layer, which is typically silicon dioxide or silicon nitride, the layer comprising polysilicon having a relatively high concentration of one or more kinds of dopants. With a significant amount of unannealed implant damage. The annealing process is used for implanted resistors that are shorter than conventional sidewall implanted resistors, leaving the intended unannealed damage in the resistor. The damage results in a higher resistance TCRL without increasing its resistance coefficient. Therefore, even when the temperature increases, the relative value of the resistance is maintained as it is. The resistor fabrication process combines several spacer oxide deposits, provides a buried layer with different diffusion coefficients, couples double dielectric trench sidewalls like a polishing stop, and precisely controls emitter-base size. It is used to supply structures and to integrate bipolar and CMOS devices with compromises that may be bushed onto either.

Claims (35)

집적 회로에 있어서, 폴리실리콘 정밀 저항기는In integrated circuits, polysilicon precision resistors 기판을 덮는 절연층; 및An insulating layer covering the substrate; And 상기 절연층 상에 증착된 폴리실리콘 층을 포함하며, 상기 폴리실리콘 층은 비교적 높은 도펀트 농도를 가지며, 상당한 양의 어닐링되지 않는 임플랜트 손상으로 특징지어지는 집적회로.And a polysilicon layer deposited on said insulating layer, said polysilicon layer having a relatively high dopant concentration and characterized by a significant amount of unannealed implant damage. 제 1 항에 있어서, 상기 폴리실리콘 층의 두께는 65 nm 로부터 75 nm 까지의 범위 내인 것을 특징으로 하는 집적회로.2. The integrated circuit of claim 1 wherein the thickness of the polysilicon layer is in the range from 65 nm to 75 nm. 제 1 항에 있어서, 상기 폴리실리콘 층의 시트저항(sheet resistance)의 범위는 725ohm/square부터 850ohm/square까지의 범위 내인 것을 특징으로 하는 집적회로.The integrated circuit of claim 1, wherein the sheet resistance of the polysilicon layer is in the range of 725 ohm / square to 850 ohm / square. 제 1 항에 있어서, 상기 폴리실리콘층의 저항온도계수(TCR)의 범위는 20부터 100ppp(parts per million)까지의 범위 내인 것을 특징으로 하는 집적회로.The integrated circuit of claim 1, wherein the polysilicon layer has a resistance temperature coefficient (TCR) in a range of 20 to 100 parts per million (ppp). 집적 회로 내에 폴리실리콘 정밀 저항기를 제조하는 방법에 있어서,A method of manufacturing a polysilicon precision resistor in an integrated circuit, 상기 집적 회로 상에 절연층을 증착하는 단계;Depositing an insulating layer on the integrated circuit; 상기 절연층 상에 폴리실리콘 층을 증착하는 단계;Depositing a polysilicon layer on the insulating layer; 상기 폴리실리콘 층에 이온들을 주입하여, 상기 폴리실리콘 층의 저항을 변화시키고 상기 폴리실리콘 층을 손상하는 단계; 및Implanting ions into the polysilicon layer to change the resistance of the polysilicon layer and damage the polysilicon layer; And 폴리실리콘 저항기의 저항 온도 계수를 감소시키기 위해 폴리실리콘층의 어닐링을 조절하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.Adjusting the annealing of the polysilicon layer to reduce the resistive temperature coefficient of the polysilicon resistor. 제 5항에 있어서, 어닐링 온도는 900℃에서 800℃까지의 범위 내인 것을 특징으로 하는 방법.The method of claim 5 wherein the annealing temperature is in the range from 900 ° C. to 800 ° C. 7. 제 5 항에 있어서, 이온의 주입 에너지는 10부터 3.5KeV까지의 범위 내인 것을 특징으로 하는 방법.6. The method of claim 5 wherein the implantation energy of ions is in the range of 10 to 3.5 KeV. 제 5항에 있어서, 폴리실리콘층의 두께는 65nm부터 75nm까지의 범위 내인 것을 특징으로 하는 방법.6. The method of claim 5, wherein the thickness of the polysilicon layer is in the range from 65 nm to 75 nm. 제 5항에 있어서, 폴리실리콘내로 2종 또는 그 이상의 이온이 주입되는 것을 특징으로 하는 방법.6. The method of claim 5 wherein two or more ions are implanted into the polysilicon. 제 5 항에 있어서, 붕소는 이온들 중의 하나인 것을 특징으로 하는 방법.6. The method of claim 5 wherein boron is one of the ions. 반도체 기판 내에 MOS 소자 및 바이폴라 소자들을 가지는 집적 회로를 형성하는 방법에 있어서,A method of forming an integrated circuit having MOS devices and bipolar devices in a semiconductor substrate, the method comprising: MOS 영역들로부터 바이폴라 소자를 분리하는 기판에 트렌치를 형성하는 단계;Forming a trench in the substrate separating the bipolar device from the MOS regions; 반도체의 표면에 하나 이상의 부분 산화 영역들을 형성하여, PMOS 소자들로부터 NMOS 를 표면 격리시키고 또한 에미터 및 베이스 영역들로부터 컬렉터 영역들을 표면 격리시키는 단계;Forming one or more partial oxide regions on the surface of the semiconductor to surface isolate the NMOS from PMOS devices and also to isolate the collector regions from emitter and base regions; 기판 위에 산화층을 증착시키는 단계;Depositing an oxide layer on the substrate; MOS소자의 게이트의 상기 모서리에 있는 상기 측벽 스페이서들을 형성하는 증착된 산화층을 덮고 패턴화하며, MOS소자가 화학적 동작을 하는 동안 손상으로 부터 바이폴라 영역을 보호하는 단계;Covering and patterning a deposited oxide layer forming the sidewall spacers at the edge of the gate of the MOS device, protecting the bipolar region from damage while the MOS device is in chemical operation; MOS소자의 화학동작이 완료된 뒤, 컬렉터 접점을 위한 개구와, 베이스 및 에미터 영역을 결정짓는 잔존하는 스페이서 산화층을 패턴화하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.Patterning the openings for the collector contacts and the remaining spacer oxide layer that determines the base and emitter regions after the chemical operation of the MOS device is complete. 제 11항에 있어서, MOS 소자들의 소스들 및 드레인들을 주입하는 단계와 상기 게이트의 상기 모서리에 있는 상기 측벽 스페이서들을 이용하여 상기 소스들 및 상기 드레인들을 자가 정렬시키는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.12. The method of claim 11, further comprising implanting sources and drains of MOS devices and self-aligning the sources and drains using the sidewall spacers at the corners of the gate. How to. 반도체 기판 내에 MOS 소자영역 및 바이폴라 소자영역을 가지는 집적 회로를 형성하는 방법에 있어서,A method of forming an integrated circuit having a MOS device region and a bipolar device region in a semiconductor substrate, the method comprising: MOS 영역들로부터 바이폴라 소자를 분리하는 기판에 트렌치를 형성하는 단계;Forming a trench in the substrate separating the bipolar device from the MOS regions; 반도체의 표면에 하나 이상의 부분 산화 영역들을 형성하여, PMOS 소자들로부터 NMOS 를 표면 격리시키고 또한 에미터 및 베이스 영역들로부터 컬렉터 영역들을 표면 격리시키는 단계;Forming one or more partial oxide regions on the surface of the semiconductor to surface isolate the NMOS from PMOS devices and also to isolate the collector regions from emitter and base regions; MOS 소자들의 형성을 실질적으로 완료하는 단계;Substantially completing the formation of the MOS devices; 상기 기판을 질화 실리콘 층으로 덮는 단계;Covering the substrate with a silicon nitride layer; 상기 질화 실리콘 층을 증착된 산화물층으로 덮는 단계; 및Covering said silicon nitride layer with a deposited oxide layer; And CMOS 소자 영역들 위로 질화 실리콘 층 및 증착된 산화물 층의 일체성을 유지하고, 상기 바이폴라 소자 영역 위로 질화 실리콘 층 및 증착된 산화물 층의 하나 이상의 부분을 선택적으로 제거하면서, 바이폴라 소자들을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.Maintaining the integrity of the silicon nitride layer and the deposited oxide layer over the CMOS device regions, and selectively removing one or more portions of the silicon nitride layer and the deposited oxide layer over the bipolar device region, thereby forming bipolar devices. Method comprising a. 단일 반도체 기판의 MOS소자와 바이폴라 소자를 갖는 집적회로를 형성하는 방법에 있어서,In the method of forming an integrated circuit having a MOS device and a bipolar device of a single semiconductor substrate, MOS소자 또는 바이폴라 소자중에 하나 아래의 제1 확산 계수를 갖는 제1 도펀트로 제1 매몰층을 형성하는 단계;Forming a first buried layer with a first dopant having a first diffusion coefficient below one of the MOS devices or the bipolar devices; 마스크로 제1 매몰층을 덮는 단계;Covering the first investment layer with a mask; MOS소자 또는 바이폴라 소자중에 다른 하나 하래의 제2 확산 계수를 갖는 2차 도펀트로 제2 매몰층을 형성하는 단계;Forming a second buried layer with a second dopant having a second diffusion coefficient under the other of the MOS device or the bipolar device; 다른 도핑 프로파일을 갖는 둘 이상의 바이폴라 소자로 된 집적회로를 제공하는 바이폴라 소자의 하나 이상의 컬렉터를 선택적으로 주입하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.Selectively implanting one or more collectors of bipolar elements providing an integrated circuit of two or more bipolar elements having different doping profiles. 제 14항에 있어서, 상기 이중 매몰층은 N-형으로서 도프되는 것을 특징으로 하는 방법.15. The method of claim 14, wherein the double buried layer is doped as N-type. 제 14 항에 있어서, 상기된 이중 매몰층은 P-형으로 도프되는 것을 특징으로 하는 방법.15. The method of claim 14, wherein the double buried layer is doped in a P-type. 제 14항에 있어서, 상기 둘이상의 바이폴라 소자가 NPN으로 만들어지는 것을 특징으로 하는 방법.15. The method of claim 14, wherein the two or more bipolar elements are made of NPN. 제 14항에 있어서, 상기 둘이상의 바이폴라 소자가 PNP로 만들어지는 것을 특징으로 하는 방법.15. The method of claim 14, wherein the two or more bipolar elements are made of PNP. 단일 반도체 기판에 MOS소자와 바이폴라 소자를 갖는 집적회로를 형성하는 방법에 있어서,A method of forming an integrated circuit having a MOS device and a bipolar device on a single semiconductor substrate, 반도체 기판의 표면상에 트렌치 마스크 패턴을 증착시키는 단계;Depositing a trench mask pattern on a surface of the semiconductor substrate; 반도체 기판의 표면에 트렌치 패턴을 식각하는 단계;Etching the trench pattern on the surface of the semiconductor substrate; 트렌치의 측벽상에 제1 유전체 물질을 증착시키는 단계, 상기 제 1 유전체 물질은 반도체 물질의 열 확장계수에 근접하는 열 확장계수를 가지며;Depositing a first dielectric material on the sidewalls of the trench, the first dielectric material having a thermal expansion coefficient close to that of the semiconductor material; 제 1 유전체 물질 상에 제 2 유전체 물질을 증착시키는 단계; 및Depositing a second dielectric material on the first dielectric material; And 트렌치 구조를 폴리실리콘으로 채우는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.Filling the trench structure with polysilicon. 제 19항에 있어서, 상기 트렌치 구조위에 트렌치 보호 영역을 형성하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.20. The method of claim 19, further comprising forming a trench protection region over the trench structure. 제 19항에 있어서, 상기 반도체 물질은 실리콘, 제 1 유전체는 질화 실리콘, 제 2 유전체는 산화 실리콘인 것을 특징으로 하는 방법.20. The method of claim 19, wherein the semiconductor material is silicon, the first dielectric is silicon nitride, and the second dielectric is silicon oxide. 제 21항에 있어서, 표면을 연마하고 질화 실리콘이 노출되었을 때 연마를 멈추는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.22. The method of claim 21, further comprising polishing the surface and stopping polishing when silicon nitride is exposed. 제 21항에 있어서, 제 2유전체 물질은 반도체 웨이퍼 표면상에 증착되고 산화물 패드를 포함하며, 산화물 패드를 패터닝하고 반도체 웨이퍼의 표면을 부분적으로 산화시키는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.22. The method of claim 21, wherein the second dielectric material is deposited on the semiconductor wafer surface and includes an oxide pad, patterning the oxide pad and partially oxidizing the surface of the semiconductor wafer. 제 19항에 있어서, 응력 완화 및 실리콘 결함 발생을 줄이기 위해, 하나 이상의 보이드가 상기 트렌치를 채우는 폴리실리콘에 채워지지 않은 채로 남아 있는 것을 특징으로 하는 방법.20. The method of claim 19, wherein one or more voids remain unfilled in the polysilicon filling the trench to reduce stress relaxation and silicon defect occurrence. 제 19항에 있어서, 습식 질화 식각을 위해, 상기 트렌치 보호 영역이 패턴된 하드 마스크로서 실리콘 스킨 산화물의 부분 산화를 이용해 형성되는 것을 특징으로 하는 방법.20. The method of claim 19, wherein the trench protection region is formed using a partial oxidation of silicon skin oxide as a patterned hard mask for wet nitride etching. 반도체 기판 내에 MOS 및 바이폴라 소자들을 가지는 집적 회로를 형성하는 방법에 있어서,A method of forming an integrated circuit having MOS and bipolar elements in a semiconductor substrate, the method comprising: 각각의 MOS 소자 위로 게이트를 형성하기 위해, 게이트 층을 패터닝 증착하는 단계;Patterning depositing a gate layer to form a gate over each MOS device; 전체 기판 위에 스페이서 산화물 층을 형성하는 단계;Forming a spacer oxide layer over the entire substrate; MOS 소자 처리 동안 바이폴라 소자를 보호하기 위해 MOS 소자 위로부터 그 층을 제거하는 단계;Removing the layer from above the MOS device to protect the bipolar device during MOS device processing; MOS 소자의 게이트 측 상에 측벽 스페이서를 두기 위해 노출된 스페이서 층을 식각하는 단계;Etching the exposed spacer layer to place sidewall spacers on the gate side of the MOS device; 상기 MOS 소자의 자가 정렬 소스 및 드레인을 형성하기 위해 측벽 스페이서에 인접한 MOS 소자 영역을 주입하는 단계;Implanting MOS device regions adjacent sidewall spacers to form self-aligned sources and drains of the MOS devices; 바이폴라 소자 위로 컬렉터 및 에미터 마스크를 증착하는 단계;Depositing a collector and emitter mask over the bipolar device; 컬렉터 및 에미터 영역을 노출시키기 위해 스페이서 층을 식각하는 단계;Etching the spacer layer to expose the collector and emitter regions; 남아있는 스페이서 층을 마스크로서 이용하여, 바이폴라 소자용 컬렉터 및 에미터를 형성하기 위해, 노출된 컬렉터 및 에미터 영역을 도핑하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.Doping the exposed collector and emitter regions to form the collector and emitter for the bipolar device, using the remaining spacer layer as a mask. 제 26항에 있어서, 상기 바이폴라 소자를 위한 외부 베이스를 형성하는 단계;27. The method of claim 26, further comprising: forming an outer base for the bipolar device; 상기 바이폴라 트랜지스터를 위한 스페이서 구조를 형성하여, 임계 에미터 및 베이스 치수를 제어하는 단계;Forming a spacer structure for the bipolar transistor to control critical emitter and base dimensions; 에미터 폴리실리콘 층을 형성하여, 상기 에미터를 위한 콘택을 형성하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.Forming an emitter polysilicon layer to form a contact for the emitter. 제 26항에 있어서, 상기 외부 베이스를 형성하는 단계는 도프된 폴리실리콘 층, 텅스텐 규화물층, 폴리실리콘 캡 층, 인터폴리 산화물 층 및 반사-방지 피복층을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.27. The method of claim 26, wherein forming the outer base comprises forming a doped polysilicon layer, a tungsten silicide layer, a polysilicon cap layer, an interpoly oxide layer, and an anti-reflective coating layer. . 제 26항에 있어서, 상기 바이폴라 트랜지스터는 NPN인 방법.27. The method of claim 26, wherein the bipolar transistor is NPN. 제 26항에 있어서, 상기 바이폴라 트랜지트서는 PNP인 방법.27. The method of claim 26, wherein the bipolar transistor is a PNP. 반도체 기판에서 집적회로를 형성하는 방법에 있어서,In the method of forming an integrated circuit in a semiconductor substrate, 기반상에 도프된 폴리실리콘층을 형성하는 단계;Forming a doped polysilicon layer on the substrate; 도프된 폴리실리콘층의 윗 표면을 규소화합물화하는 단계;Siliconizing the top surface of the doped polysilicon layer; 그 이후의 어닐링 단계동안 도프된 폴리실리콘층에서 도펀트가 분리되는 것을 방지하기 위해 규화물층위에 배리어 층을 증착시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.Depositing a barrier layer over the silicide layer to prevent the dopant from separating in the doped polysilicon layer during subsequent annealing steps. 제 31항에 있어서, 바이폴라 트랜지스터를 형성하는 단계;32. The method of claim 31, further comprising: forming a bipolar transistor; 기판상의 컬렉터및 에미터 마스크를 형성하기 위해 스페이서 층을 증착 및 패터닝하는 단계;Depositing and patterning a spacer layer to form a collector and emitter mask on the substrate; 컬렉터 및 에미터 영역을 노출시키기 위해 패턴된 스페이서층을 식각시키는 단계;Etching the patterned spacer layer to expose the collector and emitter regions; 마스크로 남아있는 스페이서층을 사용하여, 바이폴라 소자를 위해 컬렉터 및 에미터를 형성하기위해 노출된 컬렉터및 에미터 영역을 도핑하는 단계;Doping the exposed collector and emitter regions to form the collector and emitter for the bipolar device using the spacer layer remaining as a mask; 상기 바이폴라 소자를 위한 외부의 베이스를 형성하기 위해 도프된 폴리실리콘층을 패터닝하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.Patterning a doped polysilicon layer to form an external base for the bipolar device. 제 32항에 있어서, 무반사 코팅층과 인터폴리 산화층을 증착하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.33. The method of claim 32, further comprising depositing an antireflective coating layer and an interpoly oxide layer. 제 32항에 있어서, 상기 바이폴라 트랜지스터는 NPN인 것을 특징으로 하는 방법.33. The method of claim 32, wherein the bipolar transistor is NPN. 제 32항에 있어서, 상기 바이폴라 트랜지스터는 PNP인 것을 특징으로 하는 방법.33. The method of claim 32, wherein the bipolar transistor is a PNP.
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