一种降低射频器件噪声的衬底处理技术的制作方法

本发明涉及半导体制造，具体是一种降低射频器件噪声的衬底处理技术。

背景技术：

1、射频器件的噪声性能是其核心指标之一；噪声主要来源于器件自身以及承载器件的半导体衬底；衬底中的自由载流子会在高频信号作用下产生寄生耦合、涡流损耗和衬底噪声，严重恶化射频性能。

2、目前现有技术中的衬底处理技术多采用单一工艺，如离子注入掺杂、表面抛光或介质层沉积来对射频器件进行噪声处理。

3、但是，在利用仅针对单一工艺对射频器件进行噪声处理；噪声来源优化，无法同时解决晶格缺陷、杂质残留及界面态引发的复合噪声；同时处理后衬底的电阻率与介电常数匹配度不足，高频下易产生寄生电容，反而加剧噪声的问题；因此，针对上述问题提出一种降低射频器件噪声的衬底处理技术。

技术实现思路

1、为了弥补现有技术的不足，解决背景技术中所提出的至少一个技术问题，本发明提出一种降低射频器件噪声的衬底处理技术。

2、本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种降低射频器件噪声的衬底处理技术，包括以下步骤：

3、s1、等离子体辅助退火缺陷修复：将衬底置于真空退火炉，抽真空至1×10-5pa，升温至800-900℃保温30min，通入氩气 - 氢气混合气体，启动射频等离子体发生器处理60-90min；

4、s2、梯度掺杂与杂质净化：保持衬底温度600-700℃，离子注入硼离子形成梯度掺杂层，随后750℃氧气二次退火40min；

5、s3、表面微腔阵列刻蚀与钝化：在衬底表面，利用光刻和干法/湿法刻蚀技术，形成周期性或非周期性排列的微米/亚微米级盲孔阵列；随后，对刻蚀后的表面，包括微腔的内壁，进行热氧化或沉积高质量介质层，形成一层致密的钝化层；

6、s4、梯度掺杂能量阱层制备：在形成表面微腔结构后，采用多次不同能量的离子注入工艺，从衬底表面向体内注入同一种导电类型的掺杂剂，梯度掺杂能量阱层与表面的微腔阵列在空间上交错重叠；

7、s5、介质层复合改性：磁控溅射200-300nm 氮化硅介质层，最后经紫外臭氧处理15min。

8、作为优选，所述s1中等离子体发生器功率300-400w，频率13.56mhz。

9、作为优选，所述s1中硼离子掺杂浓度1×1016-1×1017cm-3，注入深度1-5μm。

10、作为优选，所述s3中微腔阵列为盲孔阵列，深度为1-10微米，直径为0.1-2微米。

11、作为优选，所述s3中钝化处理为热氧化生长sio2层或化学气相沉积sin层。

12、作为优选，所述s4中梯度掺杂能量阱层通过多次不同能量的离子注入工艺形成，注入的杂质类型与衬底导电类型相同。

13、作为优选，所述s5中磁控溅射沉积功率200-250w，氩气压力0.5pa。

14、作为优选，所述s5中紫外臭氧处理波长254nm，功率100w。

15、作为优选，所述衬底为硅衬底、氮化镓衬底或碳化硅衬底，处理后衬底电阻率控制在1000-5000ω·cm，介电损耗角正切值≤0.001。

16、本发明的有益之处在于：

17、本发明通过采用等离子体退火和梯度掺杂组合，既修复晶格缺陷，又通过精准掺杂优化衬底电阻率，减少载流子迁移过程中的噪声；复合钝化层实现界面态抑制和寄生参数控制双重效果，介电损耗角正切值控制在0.001 以下，避免高频下寄生噪声产生；全工艺温度低于900℃，未超出射频器件衬底的耐热阈值；达到了对射频器件进行噪声处理效果，解决了在利用仅针对单一工艺对射频器件进行噪声处理；噪声来源优化，无法同时解决晶格缺陷、杂质残留及界面态引发的复合噪声；同时处理后衬底的电阻率与介电常数匹配度不足，高频下易产生寄生电容，反而加剧噪声的问题。

1.一种降低射频器件噪声的衬底处理技术，其特征在于：包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种降低射频器件噪声的衬底处理技术，其特征在于：所述s1中等离子体发生器功率300-400w，频率13.56mhz；。

3.根据权利要求1所述的一种降低射频器件噪声的衬底处理技术，其特征在于：所述s1中硼离子掺杂浓度1×1016-1×1017cm-3，注入深度1-5μm。

4.根据权利要求1所述的一种降低射频器件噪声的衬底处理技术，其特征在于：所述s3中微腔阵列为盲孔阵列，深度为1-10微米，直径为0.1-2微米。

5.根据权利要求1所述的一种降低射频器件噪声的衬底处理技术，其特征在于：所述s3中钝化处理为热氧化生长sio2层或化学气相沉积sin层。

6.根据权利要求1所述的一种降低射频器件噪声的衬底处理技术，其特征在于：所述s4中梯度掺杂能量阱层通过多次不同能量的离子注入工艺形成，注入的杂质类型与衬底导电类型相同。

7.根据权利要求1所述的一种降低射频器件噪声的衬底处理技术，其特征在于：所述s5中磁控溅射沉积功率200-250w，氩气压力0.5pa。

8.根据权利要求1所述的一种降低射频器件噪声的衬底处理技术，其特征在于：所述s5中紫外臭氧处理波长254nm，功率100w。

9.根据权利要求1所述的一种降低射频器件噪声的衬底处理技术，其特征在于：所述衬底为硅衬底、氮化镓衬底或碳化硅衬底，处理后衬底电阻率控制在1000-5000ω·cm，介电损耗角正切值≤0.001。