一种三极管及其制造方法技术

本发明专利技术公开了一种三极管及其制造方法，涉及半导体集成电路制造技术领域，该方法包括：在衬底表面制作第一隔离层和掩埋层，在掩埋层和第一隔离层上生长外延层；在外延层表面制作第二隔离层和磷桥；在外延层表面制作场氧化物层，在场氧化物层和有源区上生长第一多晶硅层；在第一多晶硅层的表面制作第一硬掩膜；在对第一硬掩膜未覆盖的第一多晶硅层进行氧化处理后，去除第一硬掩膜，对第一硬掩膜覆盖的第一多晶硅层进行硼杂质注入，制作第二硬掩膜；在第二硬掩膜上对应有源区处进行开窗，去除窗口下的多晶硅，形成发射极凹槽，在发射极凹槽处制作发射极；制作基极和集电极，得到三极管；该三极管的制造方法提高了三极管的性能。能。能。

【技术实现步骤摘要】
一种三极管及其制造方法


[0001]本专利技术涉及半导体集成电路制造
，特别涉及一种三极管及其制造方法。

技术介绍

[0002]高频三极管广泛应用于无线遥控、射频模块等高频宽带低噪声放大器上，具有特征尺寸小、击穿电压低及特征频率极高的特点，制造工艺难度较大。
[0003]参见图1，为现有典型的双多晶硅高频三极管的结构剖面图，该高频三极管中采用了两种多晶硅层，第一种多晶硅POLY1是p+多晶硅层，利用其中杂质的外扩散来形成p+外基区、P+外基区与基区连接，并与发射区窗口自对准；第二种多晶硅POLY2是n+多晶硅层，用来减小发射区的表面复合速度，以提高发射结注入效率，增大电流增益。
[0004]上述高频三极管通过以下制造工艺进行制造：如图2(a)所示，在具有衬底、隔离层、磷桥、外延层的结构上刻蚀多晶硅，因为在刻蚀多晶硅的时候，需要被刻蚀的区域为大面积的空旷的场氧区，以及小面积的有源 CELL 区，由于刻蚀的负载效应，两个区域的刻蚀速率不一致，为保证所有区域的第一多晶硅被刻蚀干净，必须保证足够的刻蚀时间，会造成有源CELL区过刻蚀，形成如图2(b)所示的刻蚀毛刺或图2(c)所示的过刻蚀；当多晶硅过刻蚀，在有源CELL区形成毛刺后，因为本器件的超浅结特性，将导致三极管发射极与基极之间发生漏电；而当多晶硅过刻蚀深度达到1000A
‑
3000A之间时，如图2(d)所示，将使得最终形成的P+外基区与P基区Y接触的X区域不能很好接触，从而极大的增大器件的基极电阻，导致器件的性能下降。

技术实现思路

[0005]基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种三极管及其制造方法，以解决现有技术制造的三极管，三极管器件的基极电阻增大，导致器件的性能下降的问题。
[0006]第一方面，本专利技术提供一种三极管的制造方法，包括：提供一衬底，在所述衬底表面的边缘区制作第一隔离层，在所述衬底表面的中心区域制作掩埋层，在所述掩埋层和所述第一隔离层上生长外延层；在所述外延层表面的边缘区域制作与所述第一隔离层上下连接的第二隔离层，在所述外延层表面的中心区域制作与所述掩埋层上下连接的磷桥；在所述外延层表面制作覆盖所述第二隔离层和所述磷桥的场氧化物层，所述场氧化物层的中心处暴露出所述外延层的部分区域作为有源区，在所述场氧化物层和所述有源区上生长第一多晶硅层；在所述第一多晶硅层的表面制作第一硬掩膜，使所述第一硬掩膜覆盖所述有源区；在对所述第一硬掩膜未覆盖的所述第一多晶硅层进行氧化处理后，去除所述第一硬掩膜，对所述第一硬掩膜覆盖的第一多晶硅层进行硼杂质注入；在氧化后的第一多晶硅层和注入硼杂质的第一多晶硅层的表面制作第二硬掩膜；
在所述第二硬掩膜上对应所述有源区处进行开窗，去除窗口下的多晶硅，形成发射极凹槽，在所述发射极凹槽处制作发射极；制作连接所述第一多晶硅层的基极和连接所述磷桥的集电极，得到三极管。
[0007]上述方案具有以下有益效果：本专利技术的三极管的制造方法，单独对有源区的第一多晶硅层进行刻蚀，不存在对场氧开阔区的第一多晶硅层进行刻蚀，因此，刻蚀的过程中能够精准的控制刻蚀时间，防止出现传统工艺的刻蚀负载效应，避免出现有源区内的外延层被刻蚀出现的尖刺和过刻蚀的现象，从而提高三极管的性能。
[0008]可选的，在所述第一多晶硅层的表面制作第一硬掩膜，使所述第一硬掩膜覆盖所述有源区，包括：在所述第一多晶硅层的表面生长氮化硅，形成氮化硅薄膜；对所述氮化硅薄膜两端的场氧开阔区进行刻蚀，得到所述第一硬掩膜，所述第一硬掩膜覆盖所述有源区的第一多晶硅层，暴露出所述场氧开阔区的第一多晶硅层。
[0009]可选的，对所述第一硬掩膜未覆盖的所述第一多晶硅层进行氧化处理，包括：采用湿法氧化的方式，对所述第一硬掩膜未覆盖的所述第一多晶硅层进行氧化，使所述第一硬掩膜未覆盖的第一多晶硅层的多晶硅氧化为二氧化硅，使未被氧化的第一多晶硅层的两端呈预设角度的斜面。
[0010]可选的，所述湿法氧化的温度范围为900℃
‑
1050℃，氧化时间范围为1h
‑
3h。
[0011]可选的，去除所述第一硬掩膜，对所述第一硬掩膜覆盖的第一多晶硅层进行硼杂质注入，包括：去除所述第一硬掩膜；采用缓冲氧化物蚀刻剂对氧化后的第一多晶硅层的表面进行腐蚀处理，使氧化后的第一多晶硅层和未氧化的第一多晶硅层的上表面处于同一平面；对未氧化的第一多晶硅层注入硼杂质，注入剂量范围为2E15
‑
2E16 /cm2。
[0012]可选的，在所述第二硬掩膜上对应所述有源区处进行开窗，去除窗口下的多晶硅，形成发射极凹槽，包括：采用定时的刻蚀方法，所述第二硬掩膜上对应所述有源区处进行光刻刻蚀开窗至所述外延层的表面，使所述外延层表面暴露出来且所述外延层的表面不被刻蚀，形成所述发射极凹槽。
[0013]可选的，在所述发射极凹槽处制作发射极，包括：在所述发射极凹槽底部注入硼杂质，形成三极管的基区；在所述发射极凹槽的内壁及所述第二硬掩膜的表面生长预设厚度的氮化硅；在所述氮化硅表面形成氧化层；刻蚀掉所述第二硬掩膜上的氮化硅和氧化层，以及所述发射极凹槽内的氧化层，并在所述发射极凹槽的底部开设窗口，暴露出所述基区；在所述发射极凹槽内生长第二多晶硅，并对所述第二多晶硅进行刻蚀和离子注入，对所述第二多晶硅中的杂质进行退火，形成发射极。
[0014]第二方面，本专利技术提供一种三极管，包括：衬底；
掩埋层和第一隔离层，所述掩埋层位于所述衬底表面的中心区域，所述第一隔离层位于所述衬底表面的边缘区域；外延层，所述外延层位于所述掩埋层的上表面；第二隔离层和磷桥，所述第二隔离层位于所述第一隔离层的上方，且与所述第一隔离层连接；所述磷桥位于所述掩埋层的上方，且与所述掩埋层连接；场氧化物层，所述场氧化物层位于所述外延层和所述磷桥的上方，所述场氧化物层中心处暴露出所述外延层的部分区域作为有源区；发射极凹槽，所述发射极凹槽位于所述有源区内的外延层的上表面；发射极，所述发射极位于所述发射极凹槽处；第一多晶硅层，所述第一多晶硅层位于所述发射极的两侧；基极，所述基极连接所述第一多晶硅层；集电极，所述集电极连接所述磷桥。
[0015]上述方案具有以下有益效果：本专利技术的三极管，发射极的凹槽结构设置于基区的上表面，使基区和基区两侧的外基区的上表面处于同一平面，从而增大基区两端的端面与两侧的外基区的端面的接触面积，减小三极管的基极电阻，提高三极管的性能。
[0016]可选的，所述发射极包括：基区，所述基区位于所述发射极凹槽底部的下方，所述发射极凹槽底部开设有窗口；发射极区，所述发射极区位于所述窗口的下方，并向所述基区延伸预设距离；第二多晶硅层，所述第二多晶硅层位于所述发射极凹槽内，所述第二多晶硅层覆盖所述窗口以及发射极凹槽的内壁，并向所述发射极凹槽开口处两侧延伸预设距离；发射极电极，所述发射极电极连接所述第二多晶硅层。
[0017]可选的，所述第一多晶硅层的两端呈预设角度的斜面。
附图说明
[00本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种三极管的制造方法，其特征在于，包括：提供一衬底，在所述衬底表面的边缘区制作第一隔离层，在所述衬底表面的中心区域制作掩埋层，在所述掩埋层和所述第一隔离层上生长外延层；在所述外延层表面的边缘区域制作与所述第一隔离层上下连接的第二隔离层，在所述外延层表面的中心区域制作与所述掩埋层上下连接的磷桥；在所述外延层表面制作覆盖所述第二隔离层和所述磷桥的场氧化物层，所述场氧化物层的中心处暴露出所述外延层的部分区域作为有源区，在所述场氧化物层和所述有源区上生长第一多晶硅层；在所述第一多晶硅层的表面制作第一硬掩膜，使所述第一硬掩膜覆盖所述有源区；在对所述第一硬掩膜未覆盖的所述第一多晶硅层进行氧化处理后，去除所述第一硬掩膜，对所述第一硬掩膜覆盖的第一多晶硅层进行硼杂质注入；在氧化后的第一多晶硅层和注入硼杂质的第一多晶硅层的表面制作第二硬掩膜；在所述第二硬掩膜上对应所述有源区处进行开窗，去除窗口下的多晶硅，形成发射极凹槽，在所述发射极凹槽处制作发射极；制作连接所述第一多晶硅层的基极和连接所述磷桥的集电极，得到三极管。2.根据权利要求1所述的三极管的制造方法，其特征在于，在所述第一多晶硅层的表面制作第一硬掩膜，使所述第一硬掩膜覆盖所述有源区，包括：在所述第一多晶硅层的表面生长氮化硅，形成氮化硅薄膜；对所述氮化硅薄膜两端的场氧开阔区进行刻蚀，得到所述第一硬掩膜，所述第一硬掩膜覆盖所述有源区的第一多晶硅层，暴露出所述场氧开阔区的第一多晶硅层。3.根据权利要求1所述的三极管的制造方法，其特征在于，对所述第一硬掩膜未覆盖的所述第一多晶硅层进行氧化处理，包括：采用湿法氧化的方式，对所述第一硬掩膜未覆盖的所述第一多晶硅层进行氧化，使所述第一硬掩膜未覆盖的第一多晶硅层的多晶硅氧化为二氧化硅，使未被氧化的第一多晶硅层的两端呈预设角度的斜面。4.根据权利要求3所述的三极管的制造方法，其特征在于，所述湿法氧化的温度范围为900℃
‑
1050℃，氧化时间范围为1h
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3h。5.根据权利要求1所述的三极管的制造方法，其特征在于，去除所述第一硬掩膜，对所述第一硬掩膜覆盖的第一多晶硅层进行硼杂质注入，包括：去除所述第一硬掩膜；采用缓冲氧化物蚀刻剂对氧化后的第一多晶硅层的表面进行腐蚀处理，使氧化后的第一多晶硅层和未氧化的第一多晶硅层的上表面处于同一平面；对未氧化的第一多晶硅层注...

【专利技术属性】
技术研发人员：石金成，王蒙，
申请(专利权)人：深圳市创芯微微电子有限公司，
类型：发明
国别省市：