一种基极多晶硅自对准套准结构及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种基极多晶硅自对准套准结构及其制备方法，该自对准套准结构包括具有局部氧化区的SiO2介质的硅衬底，在硅衬底上方中间部位具有SiO2介质保护层，基极多晶硅层位于SiO2介质保护层左右两侧，且SiO2介质保护层与相邻的基极多晶硅层间距相等且对称，间距大小与基极多晶硅层的厚度相等。本发明专利技术基极多晶硅自对准套准结构实现了极高套准的要求，保证了器件电参数的一致性，消除了在形成基极多晶硅时，刻蚀至硅衬底表面时对本征区的物理或化学损伤，实现减小电容与提高成品率；同时该制备方法简单方便、成本低、时间短。

Base polysilicon self aligning sleeve structure and preparation method thereof

The invention discloses a base polysilicon self-aligned alignment structure and preparation method thereof, the self-aligned silicon substrate alignment structure including SiO2 medium with partial oxidation zone, with SiO2 dielectric protective layer in the middle part of the silicon substrate, a polysilicon layer is on the base of SiO2 medium protective layer on both sides, and the protection of SiO2 media the adjacent base layer and the polysilicon layer spacing equal and symmetrical spacing equal to the thickness of the polysilicon layer and base. The present invention base polysilicon self-aligned structure to achieve high registration registration requirements, ensure the consistency of the electrical parameters of devices, eliminates the formation of base polysilicon, etching to silicon substrate surface of the intrinsic region of physical or chemical injury, reduce capacitance and improve the rate of finished products; at the same time, the preparation method is simple and convenient, low cost and short time.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是涉及半导体微电子设计制造，具体涉及一种基极多晶硅自对准套准结构及其制备方法。
技术介绍
在微波
，双极型晶体管主要应用于高速驱动电路、高频信号接收与放大等领域。特别在低噪声放大器领域，由于Si基双极型晶体管器件在低频时相位噪声小，相对于GaAs、GaN基材料仍然具有不可替代的优势。硅双极型晶体管的噪声性能与其频率性能密切相关，频率性能越高越好，因此硅双极型晶体管在设计上主要目的是提高器件的截至频率，措施有：1)薄基区技术，2)原位掺杂多晶硅发射极技术，3)双多晶硅自对准技术等。其中，双多晶硅自对准技术是指双极型晶体管的基极和发射极都是采用多晶硅技术，特点是利用基极多晶硅的侧墙自对准技术形成发射极多晶硅，并控制发射极的有效宽度，这样可以大幅降低器件本征区结之间寄生参数，该技术把硅基双极型晶体管的截至频率从常规的10GHz左右提高到20GHz以上。在双多晶硅自对准技术中，有个技术难点，就是基极多晶硅与硅衬底之间的本征区保护控制，本征区用于后续工艺的发射极多晶硅，若不用SiO2保护层，基极多晶硅刻蚀终止于硅硅衬底时，工艺很难保证不损伤器件本征区；若用SiO2保护层时，则两次光刻前后形成的基极多晶硅与SiO2介质之间存在套准的问题。通常基极多晶硅之间距离在1μm左右，SiO2保护层的尺寸大于1μm时，基极多晶硅于SiO2保护层交叠，则工艺上无法测量和判断二者的套准情况，而当SiO2保护层尺寸控制在0.6～0.7μm，使得SiO2与基极多晶硅之间距离只有0.15～0.2μm，因此套准要求非常高，套准的不好，会使得SiO2保护不了本征区或与基极多晶硅有交叠，这些套偏因素将直接影响器件的电参数一致性。
技术实现思路
专利技术目的：针对现有技术存在的问题，本专利技术提供一种基极多晶硅自对准套准结构，该基极多晶硅自对准套准结构实现了极高套准的要求，保证了器件电参数的一致性。本专利技术还提供了一种基极多晶硅自对准套准结构的制备方法。技术方案：为了实现上述目的，如本专利技术所述的一种基极多晶硅自对准套准结构，包括具有局部氧化区的SiO2介质的硅衬底，在硅衬底上方中间部位具有SiO2介质保护层，基极多晶硅层位于SiO2介质保护层左右两侧，且SiO2介质保护层与相邻的基极多晶硅层间距相等且对称，间距大小与基极多晶硅层的厚度相等。作为优选，SiO2介质保护层与相邻的基极多晶硅层之间的硅衬底轻微刻过0.1-0.2μm深度。即对SiO2介质保护层与两侧相邻的基极多晶硅层间距位置处的的硅衬底进行轻刻，轻微刻过0.1-0.2μm深度，可以有效控制高浓度的基极向本征区的扩散长度。如本专利技术所述的基极多晶硅自对准套准结构的制备方法，包括如下步骤：(1)在具有局部氧化区的SiO2介质的硅衬底上，氧化形成SiO2介质保护层，在SiO2介质保护层上淀积多晶硅层；(2)对多晶硅层进行光刻和刻蚀终止于SiO2介质保护层，湿法腐蚀去掉上面无多晶硅层的SiO2介质保护层；(3)在步骤(2)的基础上淀积基极多晶硅层；(4)在基极多晶硅层上旋涂光刻胶，再回刻光刻胶和无光刻胶保护的基极多晶硅层，使得SiO2介质保护层上的多晶硅层露出；(5)继续回刻多晶硅层，终止于SiO2介质保护层，SiO2介质保护层终止位置刚好处在基极多晶硅的正中间位置；(6)去除光刻胶，得到基极多晶硅自对准套准结构。作为优选，步骤(1)所述氧化形成SiO2介质保护层的厚度为作为优选，步骤(1)所述多晶硅层厚度为作为优选，步骤(2)所述湿法腐蚀去掉厚度为SiO2介质保护层。作为优选，步骤(3)所述基极多晶硅层的厚度为作为优选，步骤(4)所述在基极多晶硅层上旋涂厚度为0.8-1.2μm的光刻胶，再回刻厚度为0.4-0.6μm的光刻胶。其中，步骤(5)所述终止于SiO2介质保护层后，轻刻SiO2介质保护层与两侧基极多晶硅层之间的硅衬底，SiO2介质保护层与基极多晶硅层之间的硅衬底轻微刻过0.1-0.2μm深度，宽度与最终剩余的基极多晶硅层厚度相等。对于SiO2介质保护层与两侧相邻基极多晶硅之间硅衬底通过轻过刻方法，可以有效控制高浓度的基极向本征区的扩散长度，并且薄层SiO2的可以作为轻过刻程度的参照物，实现减小电容与提高成品率。有益效果：与现有技术的相比，本专利技术具有如下优点：1、本专利技术的基极多晶硅自对准套准结构实现了基极多晶硅与SiO2介质保护层极高套准的要求，采用SiO2介质保护层可以实现选择性刻蚀终止层，消除了在形成基极多晶硅时，刻蚀至硅衬底表面时对本征区的物理或化学损伤。2、SiO2介质保护层终止位置刚好处在基极多晶硅的正中间位置，实现了极高套准的要求，保证了器件电参数的一致性。3、SiO2介质保护层与基极多晶硅之间硅衬底通过轻过刻方法，可以有效控制高浓度的基极向本征区的扩散长度，并且薄层SiO2的可以作为轻过刻程度的参照物，实现减小电容与提高成品率。4、本专利技术的制备方法简单方便、成本低、时间短。附图说明附图1为是在具有局部氧化区域的硅衬底上，氧化生长形成SiO2介质保护层，淀积多晶硅层的示意图；附图2是光刻和刻蚀多晶硅层后，去除SiO2介质保护层的示意图；附图3是淀积基极多晶硅层的示意图；附图4是旋涂光刻胶的示意图；附图5是回刻光刻胶的示意图；附图6是刻多晶硅层，终止于SiO2介质保护层的示意图；附图7是去除光刻胶，形成了基极多晶硅层与SiO2介质保护层，得到基极多晶硅自对准套准结构示意图；图中的1是硅衬底、2是局部氧化区的SiO2介质、3是SiO2介质保护层、4是多晶硅层、5是基极多晶硅层、6是光刻胶。具体实施方式以下结合实施例和附图对本专利技术作进一步说明。实施例如图1所示，在形成基极多晶硅前，在具有局部氧化区的SiO2介质2的硅衬底1上，氧化形成厚度为SiO2介质保护层3，在SiO2介质保护层3上淀积厚度为多晶硅层4来实现器件本征区的无损伤保护；如图2所示，对多晶硅层4进行光刻和刻蚀终止于SiO2介质保护层2，湿法腐蚀去掉上面无多晶硅层的SiO2介质保护层3；如图3所示，淀积基极多晶硅层5生长到厚度为优选掺硼的基极多晶硅层；如图4所示，在基极多晶硅层5上旋涂厚度为0.8-1.2μm的光刻胶6；优选旋涂光刻胶厚度1μm，如图5所示，回刻0.4-0.6μm厚度的光刻胶6，优选回刻0.6μm厚度的光刻胶；继续回刻无光刻胶保护的基极多晶硅层，使得SiO2介质保护层3上的多晶硅层4露出；如图6所示，刻蚀剩余的多晶硅层4，终止于SiO2介质保护层3；轻刻SiO2介质保护层3与基极多晶硅层5之间的硅衬底1，轻微刻过0.1-0.2μm的硅衬底，轻微刻过的硅衬底的宽度与最终剩余的基极多晶硅层厚度相等；如图7所示，去除剩余光刻胶，得到基极多晶硅自对准套准结构。所制备得到的基极多晶硅自对准套准结构，包括具有局部氧化区的SiO2介质2的硅衬底1，在硅衬底1上方中间部位具有SiO2介质保护层2，基极多晶硅层5位于SiO2介质保护层3左右两侧，且SiO2介质保护层3与两侧相邻的基极多晶硅层5间距相等且对称，间距大小与基极多晶硅层5的厚度相等，SiO2介质保护层3终止位置刚好处在基极多晶硅5的正中间位置；对SiO2介质保护层3与两侧相邻的基极多晶硅层5间距位置处的的硅衬底进行轻刻，轻微刻过0.1-0.2μm本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基极多晶硅自对准套准结构，其特征在于，包括具有局部氧化区的SiO2介质的硅衬底，在硅衬底上方中间部位具有SiO2介质保护层，基极多晶硅层位于SiO2介质保护层左右两侧，且SiO2介质保护层与两侧相邻的基极多晶硅层间距相等且对称，间距大小与基极多晶硅层的厚度相等。

【技术特征摘要】
1.一种基极多晶硅自对准套准结构，其特征在于，包括具有局部氧化区的SiO2介质的硅衬底，在硅衬底上方中间部位具有SiO2介质保护层，基极多晶硅层位于SiO2介质保护层左右两侧，且SiO2介质保护层与两侧相邻的基极多晶硅层间距相等且对称，间距大小与基极多晶硅层的厚度相等。2.根据权利要求1所述的基极多晶硅自对准套准结构，其特征在于，SiO2介质保护层与两侧相邻的基极多晶硅层之间的硅衬底轻微刻过0.1-0.2μm深度。3.一种基极多晶硅自对准套准结构的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)在具有局部氧化区的SiO2介质的硅衬底上，氧化形成SiO2介质保护层，在SiO2介质保护层上淀积多晶硅层；(2)对多晶硅层进行光刻和刻蚀终止于SiO2介质保护层，湿法腐蚀去掉上面无多晶硅层的SiO2介质保护层；(3)在步骤(2)的基础上淀积基极多晶硅层；(4)在基极多晶硅层上旋涂光刻胶，再回刻光刻胶和无光刻胶保护的基极多晶硅层，使得SiO2介质保护层上的多晶硅层露出；(5...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘洪军，应贤炜，赵杨杨，盛国兴，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第五十五研究所，
类型：发明
国别省市：江苏;32