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RTP技术在高速双极电路中的应用 倪学文、张录、罗葵、刘诗美、王玮、高玉芝 北京大学微电子学研究所 100871 摘要本文介绍了RTP技术在多晶硅发射极超高速敢极电路研制中的几个应用。其中包 E、B、C钴硅化物自对准形成技术。与其它高速工艺技术配合，虽后研制成硅静态2分 达2GHz；19级环振门延迟为33ps。 一引言 随着大规模集成电路工艺技术的不断进步，器件的尺寸越来越小，目前研究水平 0．1pm。在这种情况下器件的各种纵向参数也随着减小。在0．351,tm左右横向尺寸情况下， 器件的纵向结深一定小于0．1pm，通常情况下要实现稳定的O．1p．m以下的结深．常规的炉 退火杂质激活及结深推进方法已行不通，只能用RTP技术来实现，所以深亚微米工艺中， RTP技术是一项必备的常规工艺技术。国际上RTP技术有用灯加热方法、激光加热方法 实现。这种RTP技术要求升温速率很快，每秒达几十到上百度。而且要求升温稳定性、 重复性好。 我们利用清华大学华兴微电子联合公|J生产的RTP．6000蹬备．在我们研制的超高速 双极电路中成功地麻用了RTP技术。实现0．1pm浅结及E、B、C钴硅化物自对准形成。 二实验 我们在多晶硅发射极超高速舣极电路研究t# 1．RTP 01um浅结实验 在晶体管基区、内二基区、连接基区及发射区多晶硅砷或磷注入后，用LPCVD(720。C F)淀积4000A Sioz，然后进彳亍RTP处理，一次热处理既完成杂质在半导体中的激活， 又完成必要的结深。我们通过注入时表而的SiO，厚度来调节，保证集电结深度和基区宽 度。盖SiO，是防Ir多晶硅发射极中的砷外逸。 RTP条件fi英腔内石墨加热载体温度为1200。C，硅片加热处理温度、时间均可设定。 我们所用条件为1i20。c．40” 2，RTP技术实现E，B、c区钴硅化物自列准形成 LPCVD T艺过程RTP技术0．1p,m浅结形成后，RIESiO，，使多晶硅发射极周围 形成底部宽度为O．25—0 3p．m的Si02侧墒，而把发射极多品硅上的SiO：及外基区、收集区 上的SiO。刻净，再溅射钴，根据所需形成的钻硅化物层厚度决定溅射钴的厚度。再RTP 使co与多晶硅、单品硅反应形成钴硅化物。而在SiO：上的co不与SiO，发生反应。再选 择腐蚀掉Si02上来发生反应的Co。RTP最终E、B、c区钻硅化物自对准形成。 实验条粤溅舸co孽度300A RPT涅皇700。c对闻20” 选择雷翌1分锌 RTP 800。c时间20” 形成臻定约cos]， 三结果与讨论 我们利用RTP一次退火形成了x．。：o．11．unx。≈0二弘mWb=Ol岬的发系薄基区(翟1)． 结孑或关键垄给基区注入时能量与基区上SiO：厚爱翁控制，链硅化韧髟成关键是羲射钴 前革晶硅与多晶硅表面无SiO!处毫，稳定豹CoSi：影袁靠RTP涅度决定， 利用此技术．我{『：研蒂g成功了硅静态系列分频墨奄路，2舟领嚣Cp丈于3GRz，8分 颓嚣cp大于2．5GHz。图2给出了8分频器的测试结果。19级环振电路门延迟为33ps。 图3给出了19级环握的铡试结果。 图1 一次RTP的杂质分布的扩展电阻测量结果 _，半生等等等竺笋I ： i§囊§基 —■—二—二—{—÷—÷—·—；_—o 莩霉霉空篁盐浆 善掣睾崔举：卑善斟#毒毒阜甜 1碥}茅L—～—b玉上———』曩矗0一 蠢。博黧热 鬻。tfsi：臻麟： 型：砖静态s鲁颠器渡芬虽 图3 19级耳焘：夏影臣 一49l