多晶硅电阻的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种半导体集成电路制造工艺方法，特别是涉及一种多晶硅电阻的制造方法。
【背景技术】
[0002]目前市场上有很多要求电流精确控制的应用需求，即随温度变化电流波动极小，因此低温度系数电阻的应用非常广泛。
[0003]在现有0.13微米平台上有电阻为1ΚΩ?2ΚΩ的高阻多晶硅电阻的工艺，但是温度系数是无法满足电源管理单元(PMU)以及微控制单元(MCU)的产品需求的；通过工艺优化可以实现低温度系数，但是多晶硅的方块电阻阻值只能达到200Ω?300Ω，如果需要同时满足高阻和低温度系数的需求，现有技术只能通过增加方块电阻的数目来实现，但是会造成芯片面积变大，增加成本。
【发明内容】
[0004]本发明所要解决的技术问题是提供一种多晶硅电阻的制造方法，能同时实现高电阻和低温度系数。
[0005]为解决上述技术问题，本发明提供的多晶硅电阻的制造方法包括如下步骤:
[0006]步骤一、在半导体衬底表面形成多晶硅薄膜。
[0007]步骤二、进行第一次P型离子注入在所述多晶硅薄膜中掺入P型杂质。
[0008]步骤三、进行第二次N型离子注入在所述多晶硅薄膜中掺入N型杂质。
[0009]所述多晶硅薄膜中的P型杂质浓度大于N型杂质浓度，所述多晶硅薄膜中的P型杂质和N型杂质进行反向掺杂并由二者的杂质浓度差确定所述多晶硅薄膜的电阻，通过降低所述多晶硅薄膜中的P型杂质和N型杂质的浓度差提高所述多晶硅薄膜的电阻。
[0010]同时所述多晶硅薄膜中的P型杂质的体浓度和N型杂质的体浓度的和大于lE19cm 3，通过提高所述多晶硅薄膜中的P型杂质和N型杂质的体浓度的和降低所述多晶硅薄膜的电阻温度系数。
[0011]进一步的改进是，所述半导体衬底为娃衬底。
[0012]进一步的改进是，在所述硅衬底中形成有P阱。
[0013]进一步的改进是，步骤一中采用化学气相淀积工艺形成所述多晶硅薄膜。
[0014]进一步的改进是，所述多晶硅薄膜的厚度为1000埃?2000埃。
[0015]进一步的改进是，所述第一次P型离子注入的注入杂质为硼，注入剂量为5E15cm2?lE16cm 2，注入能量为 20Kev ?50Kevo
[0016]进一步的改进是，所述第二次N型离子注入的注入杂质为磷，注入剂量为lE14cm2?3E14cm 2，注入能量为 5Kev ?50Kevo
[0017]进一步的改进是，所述多晶硅薄膜中的P型杂质的体浓度和N型杂质的体浓度的和为 5E19cm 3?5E20cm 3。
[0018]本发明多晶硅电阻通过在多晶硅薄膜中进行两次杂质类型相反的离子注入实现，通过两次离子注入的杂质浓度差确定多晶硅电阻的电阻值，通过两次离子注入的杂质浓度和确定多晶硅电阻的电阻温度系数，这样使得电阻值和电阻温度系数能够分开调节，从而能同时实现高电阻和低温度系数。
【附图说明】
[0019]下面结合附图和【具体实施方式】对本发明作进一步详细的说明:
[0020]图1是本发明实施例多晶硅电阻的制造方法的流程图。
【具体实施方式】
[0021]如图1所示，是本发明实施例多晶硅电阻的制造方法的流程图，本发明实施例多晶硅电阻的制造方法包括如下步骤:
[0022]步骤一、在半导体衬底表面形成多晶硅薄膜。
[0023]较佳为，所述半导体衬底为形成有P阱的硅衬底。采用化学气相淀积工艺形成所述多晶硅薄膜。所述多晶硅薄膜的厚度为1000埃?2000埃。
[0024]步骤二、进行第一次P型离子注入在所述多晶硅薄膜中掺入P型杂质。
[0025]较佳为，所述第一次P型离子注入的注入杂质为硼，注入剂量为5E15cm 2?lE16cm 2，注入能量为 20Kev ?50Kev。
[0026]步骤三、进行第二次N型离子注入在所述多晶硅薄膜中掺入N型杂质。
[0027]较佳为，所述第二次N型离子注入的注入杂质为磷，注入剂量为IEHcm2?3E14cm 2，注入能量为5Kev?50Kev。
[0028]上述两次离子注入中形成的所述多晶硅薄膜中的P型杂质浓度大于N型杂质浓度，即所述多晶硅薄膜的电阻即多晶硅电阻为P型多晶硅电阻。
[0029]所述多晶硅薄膜中的P型杂质和N型杂质进行反向掺杂并由二者的杂质浓度差确定所述多晶硅薄膜的电阻，通过降低所述多晶硅薄膜中的P型杂质和N型杂质的浓度差提高所述多晶硅薄膜的电阻。本发明实施例通过多晶硅薄膜的两种杂质浓度差的方法调节电阻能实现高电阻，如能实现1ΚΩ?2ΚΩ的高阻。
[0030]同时要求所述多晶硅薄膜中的P型杂质的体浓度和N型杂质的体浓度的和大于lE19cm 3，通过提高所述多晶硅薄膜中的P型杂质和N型杂质的体浓度的和降低所述多晶硅薄膜的电阻温度系数。较佳为，所述多晶硅薄膜中的P型杂质的体浓度和N型杂质的体浓度的和为5E19cm 3?5E20cm 3。
[0031]本发明通过多晶硅薄膜中的两种杂质浓度和降低电阻温度系数的原理如下:
[0032]基于硅半导体中电阻与电导成反比关系，同时电导与电子迀移率成正比例关系，而硅中电子迀移率又与温度有强相关性。在高掺杂和低温条件下，电离杂质的散射将起主要作用，将硅中掺杂的原子数与电离之后产生的离子数之和大于119Cm 3，迀移率随温度的变化最小，这可以实现硅中低温度系数高电阻的需求；
[0033]因此在多晶硅中实现N/P共掺，既能满足交叉掺杂后的高电阻需求，同时又能通过两种离子共掺后电离杂质的散射增强，实现低温度相关性。
[0034]以上通过具体实施例对本发明进行了详细的说明，但这些并非构成对本发明的限制。在不脱离本发明原理的情况下，本领域的技术人员还可做出许多变形和改进，这些也应视为本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种多晶硅电阻的制造方法，其特征在于，包括如下步骤: 步骤一、在半导体衬底表面形成多晶硅薄膜； 步骤二、进行第一次P型离子注入在所述多晶硅薄膜中掺入P型杂质； 步骤三、进行第二次N型离子注入在所述多晶硅薄膜中掺入N型杂质； 所述多晶硅薄膜中的P型杂质浓度大于N型杂质浓度，所述多晶硅薄膜中的P型杂质和N型杂质进行反向掺杂并由二者的杂质浓度差确定所述多晶硅薄膜的电阻，通过降低所述多晶硅薄膜中的P型杂质和N型杂质的浓度差提高所述多晶硅薄膜的电阻； 同时所述多晶硅薄膜中的P型杂质的体浓度和N型杂质的体浓度的和大于lE19cm 3，通过提高所述多晶硅薄膜中的P型杂质和N型杂质的体浓度的和降低所述多晶硅薄膜的电阻温度系数。2.如权利要求1所述的多晶硅电阻的制造方法，其特征在于:所述半导体衬底为硅衬底。3.如权利要求2所述的多晶硅电阻的制造方法，其特征在于:在所述硅衬底中形成有P讲。4.如权利要求1所述的多晶硅电阻的制造方法，其特征在于:步骤一中采用化学气相淀积工艺形成所述多晶硅薄膜。5.如权利要求1所述的多晶硅电阻的制造方法，其特征在于:所述多晶硅薄膜的厚度为1000埃?2000埃。6.如权利要求1或5所述的多晶硅电阻的制造方法，其特征在于:所述第一次P型离子注入的注入杂质为硼，注入剂量为5E15cm 2?lE16cm 2，注入能量为20Kev?50Kev。7.如权利要求1或5所述的多晶硅电阻的制造方法，其特征在于:所述第二次N型离子注入的注入杂质为磷，注入剂量为lE14cm 2?3E14cm 2，注入能量为5Kev?50Kev。8.如权利要求1或5所述的多晶硅电阻的制造方法，其特征在于:所述多晶硅薄膜中的P型杂质的体浓度和N型杂质的体浓度的和为5E19cm 3?5E20cm 3。
【专利摘要】本发明公开了一种多晶硅电阻的制造方法，包括如下步骤：步骤一、在半导体衬底表面形成多晶硅薄膜；步骤二、进行第一次P型离子注入；步骤三、进行第二次N型离子注入；由两次离子注入的浓度差确定多晶硅薄膜的电阻、浓度和降低电阻温度系数。本发明多晶硅电阻通过在多晶硅薄膜中进行两次杂质类型相反的离子注入实现，通过两次离子注入的杂质浓度差确定多晶硅电阻的电阻值，通过两次离子注入的杂质浓度和确定多晶硅电阻的电阻温度系数，这样使得电阻值和电阻温度系数能够分开调节，从而能同时实现高电阻和低温度系数。
【IPC分类】H01L21/02
【公开号】CN105047533
【申请号】CN201510367275
【发明人】袁苑, 陈瑜
【申请人】上海华虹宏力半导体制造有限公司
【公开日】2015年11月11日
【申请日】2015年6月29日