双极型晶体管的制备方法和双极型晶体管技术

本发明专利技术提供了一种双极型晶体管的制备方法和双极型晶体管，其中，制备方法包括：在形成场氧化区的衬底上形成多晶硅掩膜结构，多晶硅掩膜结构即为双极型晶体管的基区掩膜结构，场氧化层包括第一场氧化区、第二场氧化区和第三场氧化区；在形成有多晶硅掩膜结构的衬底上，在第一场氧化区和第三场氧化区之间的区域内形成第一离子区域；在第一场氧化区和第二场氧化区之间的区域内形成第二离子区域；在形成第二离子区域的衬底上依次形成隔离层和双极型晶体管的金属电极，以完成双极型晶体管的制备过程。通过本发明专利技术的技术方案，有效地提高了工艺的稳定性，避免了工艺波动造成的源区尺寸偏差，进而保证了双极型晶体管的放大系数的准确性和器件可靠性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体制造
，具体而言，涉及一种双极型晶体管的制备方法和一种双极型晶体管。
技术介绍
在相关技术中，如图1所示，双极型晶体管(三极管)的基本结构包括：在衬底1上形成的外延层(第一肼区2)、第二肼区3、场氧化区4、第一离子区域6A、第二离子区域6B、隔离层7和金属电极8。在双极型晶体管上施加正偏电压并导通时，基极电流Ib和集电极电流Ic之间存在关系式如下：Ic＝βIb。其中，β为双极型晶体管的放大系数，主要受到基区长度L的影响，Β与L成反比关系，但是，实际生产过程中涉及多步场氧化区4的淀积和刻蚀步骤，故而导致基区长度L与设计尺寸产生较大偏差，从而造成双极型晶体管的放大倍数的偏差，这就严重影响了用户的使用需求。因此，如何设计一种双极型晶体管的制备方法以保证其基区尺寸的准确性成为亟待解决的技术问题。
技术实现思路
本专利技术正是基于上述技术问题至少之一，提出了一种新的双极型晶体管的制备方法和一种新的双极型晶体管。有鉴于此，本专利技术提出了一种双极型晶体管的制备方法，包括：在形成场氧化区衬底上形成多晶硅掩膜结构，所述多晶硅掩膜结构即为所述双极型晶体管的基区掩膜结构，所述场氧化层包括第一场氧化区、第二场氧化区和第三场氧化区；在形成有所述多晶硅掩膜结构的所述衬底上，在所
述第一场氧化区和所述第三场氧化区之间的区域内形成第一离子区域；在所述第一场氧化区和所述第二场氧化区之间的区域内形成第二离子区域；在形成所述第二离子区域的衬底上依次形成隔离层和所述双极型晶体管的金属电极，以完成所述双极型晶体管的制备过程。在该技术方案中，通过形成多晶硅掩膜结构作为形成集电极和发射极之间的源区的掩膜，有效地保证了源区之间的间距(基区尺寸L)，进而准确地控制了双极型晶体管的放大倍数，提高了理论设计和实际器件的性能的匹配度，进而满足了用户的使用需求。具体地，在形成场LOCOS(Local Oxide，选择性氧化层)后，需要进行多次光刻和刻蚀步骤以形成场氧化区，但是，工艺步骤的复杂就要求光刻套准精度高，且容易造成较大地尺寸误差，而通过多晶硅掩膜结构取代部分场氧化层掩膜，避免了上述复杂的工艺加工步骤，同时，保证了基区长度L的准确性，另外，由于多晶硅不受氢氟酸腐蚀，多晶硅掩膜结构的制备提高了器件的可靠性和工艺兼容性。在上述技术方案中，优选地，在形成场氧化区的衬底上形成多晶硅掩膜结构前，包括以下具体步骤：在所述衬底上形成外延层，作为所述双极型晶体管的第一肼区；在所述外延层内通过离子注入工艺形成第二肼区，其中，所述第一肼区和所述第二肼区的离子类型相反。在该技术方案中，通过形成离子类型相反的第一肼区和第二肼区，形成了双极型晶体管的导电沟道，保证了双极型晶体管的器件可靠性。在上述技术方案中，优选地，在形成场氧化区衬底上形成多晶硅掩膜结构前，还包括以下具体步骤：在所述第二肼区内通过选择性氧化工艺形成所述第一场氧化区，以及在所述第一肼区和所述第二肼区的公共区域内形成所述第二场氧化区和所述第三场氧化区，其中，所述第一场氧化区和所述第二场氧化区之间的距离小于所述第一场氧化区和所述第三场氧化区之间的距离。在该技术方案中，通过形成第一场氧化区、第二场氧化区和第三场氧化区，上述场氧化层作为集电极和基极之间的源区制备了硬掩膜结构，保证了器件的工艺准确性。在上述技术方案中，优选地，形成场氧化区衬底上形成多晶硅掩膜结构，包括以下具体步骤：在所述第一场氧化区和所述第三场氧化区之间，通过化学气相淀积工艺形成多晶硅掩膜层；对所述多晶硅掩膜层进行光刻和刻蚀处理以形成所述多晶硅掩膜结构。在该技术方案中，通过形成多晶硅掩膜结构，保证了形成集电极和发射极之间的源区的尺寸精度，避免了在该区域内进行多次氧化层的淀积、光刻和刻蚀步骤造成的尺寸偏差，提高了器件可靠性。在上述技术方案中，优选地，在所述场氧化区的第一场氧化区和第三场氧化区之间的区域内形成第一离子区域，还包括以下具体步骤：通过离子注入工艺和所述多晶硅掩膜结构在所述场氧化区的第一场氧化区和第三场氧化区之间的区域内形成所述第一离子区域，其中，所述第一离子区域包括串联连接的第一集电极区、发射极区和第二集电极区，所述第一离子区域和所述第二离子区域的离子类型相反。在该技术方案中，通过形成包括串联的第一集电极区、发射极区和第二集电极区的第一离子区域，保证了双极型晶体管的导电性能和器件稳定性。在上述技术方案中，优选地，在形成所述第二离子区域的衬底上形成隔离层，包括以下具体步骤：在所述场氧化区和所述基区掩膜结构的上方形成隔离层。在该技术方案中，通过形成隔离层，为后续形成金属层做了物质准备，具体地，为了避免金属电极和硅层直接接触以形成金属硅化物和绝缘性能降低的情况，在金属电极制备之前，需要进行绝缘层的制备以保证器件可靠性。在上述技术方案中，优选地，在形成所述隔离层的衬底上形成所述双极型晶体管的金属电极，包括以下具体步骤：所述第二离子区域包括所述双极型晶体管的基极区，在第一集电极区、发射极区、第二集电极区和所述基极区上方形成金属电极，以完成所述双极型晶体管的金属电极的制备。在该技术方案中，通过制备金属电极，完成了双极型晶体管应用于电
路的准备工作，具体地，由于双极型晶体管的尺寸较小，需要通过键合的方式在金属电极和应用电路之间形成金属连线(通常为铂、金和铜)，工艺方法简单且成熟，能够提高双极型晶体管的准备成本和合格率。在上述技术方案中，优选地，所述第一肼区和所述第一离子区域的离子类型相同。在上述技术方案中，优选地，所述第二肼区和所述第二离子区域的离子类型相同。在该技术方案中，通过设定第一肼区、第二肼区、第一离子区域和第二离子区域的离子类型，可以形成NPN型三极管和PNP型晶体管等双极型晶体管。根据本专利技术的另一方面，还提出了一种双极型晶体管，采用如上述任一项技术方案所述的双极型晶体管的制备方法制备而成。附图说明图1示出了相关技术中的双极型晶体管的剖面示意图；图2至图8示出了根据本专利技术的实施例的双极型晶体管的制备过程的剖面示意图；图9示出了根据本专利技术的实施例的双极型晶体管的制备方法的示意流程图。具体实施方式为了能够更清楚地理解本专利技术的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本专利技术，但是，本专利技术还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本专利技术的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。下面结合图2至图9对根据本专利技术的实施例的双极型晶体管的制备过程进行具体说明。如图2至图9所示，根据本专利技术的实施例的双极型晶体管的制备方法，包括：步骤902，在形成场氧化区4的衬底1上形成多晶硅掩膜结构5，所述多晶硅掩膜结构5即为所述双极型晶体管的基区掩膜结构，所述场氧化层包括第一场氧化区、第二场氧化区和第三场氧化区；步骤904，在形成有所述多晶硅掩膜结构5制备的所述衬底1上，在所述第一场氧化区和所述第三场氧化区之间的区域内形成第一离子区域6A；步骤906，在所述第一场氧化区和所述第二场氧化区之间的区域内形成第二离子区域6B；步骤908，在形成所述第二离子区域6B的衬底1上依本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种双极型晶体管的制备方法，其特征在于，包括：在形成场氧化区的衬底上形成多晶硅掩膜结构，所述多晶硅掩膜结构即为所述双极型晶体管的基区掩膜结构，所述场氧化层包括第一场氧化区、第二场氧化区和第三场氧化区；在形成有所述多晶硅掩膜结构的所述衬底上，在所述第一场氧化区和所述第三场氧化区之间的区域内形成第一离子区域；在所述第一场氧化区和所述第二场氧化区之间的区域内形成第二离子区域；在形成所述第二离子区域的衬底上依次形成隔离层和所述双极型晶体管的金属电极，以完成所述双极型晶体管的制备过程。

【技术特征摘要】
1.一种双极型晶体管的制备方法，其特征在于，包括：在形成场氧化区的衬底上形成多晶硅掩膜结构，所述多晶硅掩膜结构即为所述双极型晶体管的基区掩膜结构，所述场氧化层包括第一场氧化区、第二场氧化区和第三场氧化区；在形成有所述多晶硅掩膜结构的所述衬底上，在所述第一场氧化区和所述第三场氧化区之间的区域内形成第一离子区域；在所述第一场氧化区和所述第二场氧化区之间的区域内形成第二离子区域；在形成所述第二离子区域的衬底上依次形成隔离层和所述双极型晶体管的金属电极，以完成所述双极型晶体管的制备过程。2.根据权利要求1所述的双极型晶体管的制备方法，其特征在于，在形成场氧化区衬底上形成多晶硅掩膜结构前，包括以下具体步骤：在所述衬底上形成外延层，作为所述双极型晶体管的第一肼区；在所述外延层内通过离子注入工艺形成第二肼区，其中，所述第一肼区和所述第二肼区的离子类型相反。3.根据权利要求2所述的双极型晶体管的制备方法，其特征在于，在形成场氧化区衬底上形成多晶硅掩膜结构前，还包括以下具体步骤：在所述第二肼区内通过选择性氧化工艺形成所述第一场氧化区，以及在所述第一肼区和所述第二肼区的公共区域内形成所述第二场氧化区和所述第三场氧化区，其中，所述第一场氧化区和所述第二场氧化区之间的距离小于所述第一场氧化区和所述第三场氧化区之间的距离。4.根据权利要求3所述的双极型晶体管的制备方法，其特征在于，形成场氧化区的衬底上形成多晶硅掩膜结构，包括以下具体步骤：在所述第一场氧化区和所述第三场氧化区之间，通过化学气...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜蕾，
申请(专利权)人：北大方正集团有限公司，深圳方正微电子有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11