超自对准亚微米结构的硅微波功率芯片制造技术

一种超自对准亚微米结构的硅微波功率芯片，由基极、集电极以及在多晶硅上形成的发射极所组成，其特征在于该芯片以高浓度ｎ↑［＋＋］硅（８）为衬底，在该衬底上面是ｎ型外延层（５），在ｎ型硅外延层（５）上面分别相间隔设有Ｐ型注入层（６）和Ｐ↑［＋］扩散层（７），在Ｐ型注入层（６）上面设有作为发射极的掺砷多晶硅层（２），在掺砷多晶硅层（２）与Ｐ型注入层（６）之间设有ｎ↑［＋］发射区层（３），在Ｐ↑［＋］扩散层（７）的上面和掺砷多晶硅层（２）的上面分别设有金属化导电层（１），在作为发射极的掺砷多晶硅层（２）与Ｐ↑［＋］扩散层（７）之间设有氮化硅隔离层（４）。（*该技术在2011年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术是一种应用于硅微波双极型功率晶体管制造工艺技术，属于晶体管制造的
就硅而言，在微波功率放大方面，硅微波大功率管与电真空器件相比，具有体积小、重量轻、工作寿命长等优点，在微波通讯、电子对抗和相控阵固态雷达中有广泛的应用。多年来，硅微波大功率晶体管的工艺和技术仍在进步。为达到更高的工作频率、更大的输出功率和功率增益，必需采用具有更小横向尺寸和更高对位精度的亚微米工艺技术。而用目前的方法生产的该类芯片普遍存在寄生基区电阻和寄生电容大、图形优值低、产品的一致性和均匀性、重复性不理想，且工艺复杂。本技术的专利技术目的就是提供一种寄生电阻和寄生电容小、图形优值高、产品的一致性、均匀性、重复性好且工艺简单的超自对准亚微米结构硅微波功率芯片。本技术的超自对准亚微米结构的硅微波功率芯片，该芯片以高浓度n++硅为衬底，在该衬底上面是n型外延层，在n型硅外延层上面分别相间隔设有P型注入层和P+扩散层，在P型注入层上面设有作为发射极的掺砷多晶硅层，在掺砷多晶硅层与P型注入层之间设有n+发射区层，在P+扩散层的上面和掺砷多晶硅层的上面分别设有金属化导电层，在作为发射极的掺砷多晶硅层与P+扩散层之间设有氮化硅隔离层。作为发射极的掺砷多晶硅层是矩形状，高为0.8～1.2微米，宽为1～2微米。掺砷多晶硅层与P+扩散层之间的氮化硅隔离层的形状为中括号“[ ]”状，且氮化硅隔离层四周边缘比掺砷多晶硅层宽0.3～0.5微米。本技术的优点在于1.采用这种结构的功率芯片发射极基极侧墙成形技术可以使发射极基极间距由通常的2微米减少至0.3～0.5微米，从而较大地减少了寄生基区电阻和寄生电容。2.采用这种结构，晶体管有很大的图形优值，器件单元间距可以取3.0μm～4.5μm。一般器件的图形优值在LE/AB＝2000～3000cm-1之间，而本器件结构图形优值可大于4000cm-1，因而本技术可以用来研制1～3GHz之间的高增益大功率硅微波功率管。3.本技术具有工艺简单、一致性、均匀性和重复性良好的优点，其器件结构特别适用于研制大功率的硅微波晶体管。附图说明图1是本技术的剖面结构示意图。其中包括金属化导电层1、掺砷多晶硅层2、n+发射区层3、氮化硅隔离层4、n型硅外延层5、P型注入层6、P+扩散层7、高浓度n++硅衬底8。本技术的实施方案如下(1)在(111)晶面的外延硅片(n/n+)，衬底厚度380微米，外延层厚度5～10微米，外延层电阻率0.8～2.0Ωcm，先后完成台面，局部氧化，镇流电阻和基区离子注入和快速退火等工艺。(2)LPCVD工艺进行多层掺砷多晶硅的淀积，多晶硅平均电阻率0.2Ωcm左右，厚度为0.8～1.0微米。光刻发射极条并进行反应离子刻蚀和湿法腐蚀，完成多晶硅条的定形腐蚀。(3)在多晶硅发射极直条的两侧完成侧墙工艺，使发射极直条的两侧形成“[ ]”状的隔离层，该介质隔离层厚度约0.2微米，发射极与基区间距0.3～0.5微米，氮化硅隔离层四周边缘比掺砷多晶硅层宽0.3～0.5微米。(4)基区进行硼扩散以及进行硅化物工艺，以降低接触电阻，最后进行Ti/Pt/Au多层金属的蒸发和电极处的电镀。根据以上所述硅微波功率芯片超自对准工艺，便可组成本技术。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种超自对准亚微米结构的硅微波功率芯片，由基极、集电极以及在多晶硅上形成的发射极所组成，其特征在于该芯片以高浓度n++硅(8)为衬底，在该衬底上面是n型外延层(5)，在n型硅外延层(5)上面分别相间隔设有P型注入层(6)和P+扩散层(7)，在P型注入层(6)上面设有作为发射极的掺砷多晶硅层(2)，在掺砷多晶硅层(2)与P型注入层(6)之间设有n+发射区层(3)，在P+扩散层(7)的上面和掺砷多晶硅层(2)的上面分别设有金属化导电层(1)，在作...

【专利技术属性】
技术研发人员：王因生，张树丹，林金庭，
申请(专利权)人：信息产业部电子第五十五研究所，
类型：实用新型
国别省市：