一种射频三极管的制备方法及射频三极管与流程

本发明涉及半导体领域，尤其是涉及一种射频三极管的制备方法及射频三极管。

背景技术：

在射频三极管的制备工艺中，发射区的制备是一个关键点，常规做法是，在介质层上做出一个接触孔，孔内生长多晶硅，利用多晶硅里面的N型杂质向P－基区内扩散，从而在P－基区内形成发射区，然后继续进行光刻及刻蚀，制备出P+基区的接触孔。此种制备工艺的流程较为复杂，增大了射频三极管的制造成本。

技术实现要素：

为了对射频三极管的制备流程进行优化，减少制备工艺的复杂程度，本发明提供了一种射频三极管的制备方法及射频三极管。

为了实现上述目的，本发明提供了一种射频三极管的制备方法，制备方法包括：

制备射频三极管半成体，所述射频三极管半成体包括N+衬底、位于所述N+衬底一侧的N－外延层、位于所述N－外延层上的场氧化层及第一氧化层、位于所述第一氧化层覆盖的N－外延层内间隔分布的P－基区及P+基区、以及位于所述第一氧化层上的第二氧化层，其中，所述P－基区内注入有第一离子，所述P+基区内注入有第二离子；

在所述第二氧化层上制备连通P+基区的第一接触孔和连通P－基区的第二接触孔；

分别在所述场氧化层表面、第二氧化层表面、第一接触孔及第二接触孔内淀积多晶硅；

在所述多晶硅内注入N型离子，并进行退火，使得N型离子分别通过所述第一接触孔进入P+基区及通过所述第二接触孔进入P－基区，形成N+发射区；

对场氧化层表面、第二氧化层表面的多晶硅进行光刻及刻蚀，并对所述P+基区内形成的N+发射区进行刻蚀；

分别在所述第一接触孔内及多晶硅表面制备金属层。

可选的，所述制备射频三极管半成体，具体包括：在N－外延层上的两端分别制备场氧化层，在N－外延层上除所述场氧化层的剩余部分制备第一氧化层，其中，所述N－外延层位于N+衬底的一侧上；在所述第一氧化层覆盖的N－外延层内光刻间隔分布的P－基区及P+基区，并在所述P－基区内注入第一离子，在所述P+基区内注入第二离子；在所述第一氧化层上制备第二氧化层。

可选的，所述在所述N－外延层上的两端分别制备场氧化层，在N－外延层上除所述场氧化层的剩余部分制备第一氧化层，具体包括：在所述N－外延层上依次制备第三氧化层及氮化硅层；刻蚀氮化硅层的两端，并在刻蚀掉氮化硅层的区域上制备场氧化层；去除第三氧化层；在所述N－外延层上制备第一氧化层。

可选的，所述多晶硅的制备温度为500～1000℃，所述多晶硅的厚度为0.1～0.5um。

可选的，所述N型离子为砷离子，所述N型离子的注入剂量为(1×10¹⁵～5×10¹⁶)个/cm²，所述N型离子的注入能量为30～120KEV。

可选的，所述退火的温度为1000～1200℃，所述退火的时间为20～120s。

可选的，所述第一离子为氟化硼或硼离子，所述第一离子的注入剂量为(1×10¹³～5×10¹⁴)个/cm²，所述第一离子的注入能量为30～120KEV，所述第二离子为硼离子，所述第二离子的注入剂量为(1×10¹⁵～5×10¹⁶)个/cm²，所述第二离子的注入能量为30～120KEV。

依据本发明的另一个方面，本发明还提供了一种射频三极管，所述射频三极管包括:

射频三极管半成体，所述射频三极管半成体包括N+衬底、位于所述N+衬底一侧的N－外延层、位于所述N－外延层上的场氧化层及第一氧化层、位于所述第一氧化层覆盖的N－外延层内间隔分布的P－基区及P+基区、以及位于 所述第一氧化层上的第二氧化层，其中，所述P－基区内注入有第一离子，所述P+基区内注入有第二离子；

位于所述第二氧化层上的连通P+基区的第一接触孔和连通P－基区的第二接触孔；

位于所述第二接触孔内的多晶硅，其中，所述多晶硅内注入有N型离子，且所述N型离子扩散至所述P－基区内形成N+发射区；

位于所述第一接触孔及所述多晶硅表面的金属层。

可选的，所述多晶硅的厚度为0.1～0.5um。

可选的，所述N型离子为砷离子，所述N型离子的注入剂量为(1×10¹⁵～5×10¹⁶)个/cm²，所述N型离子的注入能量为30～120KEV。

可选的，所述第一离子为氟化硼或硼离子，所述第一离子的注入剂量为(1×10¹³～5×10¹⁴)个/cm²，所述第一离子的注入能量为30～120KEV，所述第二离子为硼离子，所述第二离子的注入剂量为(1×10¹⁵～5×10¹⁶)个/cm²，所述第二离子的注入能量为30～120KEV。

本发明的有益效果是：

本发明在射频三极管半成体的第二氧化层上制备连通P+基区的第一接触孔和连通P－基区的第二接触孔，然后分别在场氧化层表面、第二氧化层表面、第一接触孔及第二接触孔内淀积多晶硅，其后在多晶硅内注入N型离子并进行退火，此时在P－基区表面及P+基区表面都会形成N+发射区，此时，对场氧化层表面、第二氧化层表面的多晶硅进行光刻及刻蚀，并刻蚀掉P+基区内形成的N+发射区，最后保留P－基区形成的N+发射区。本发明将P+基区和P－基区的接触孔的光刻及刻蚀合并到一起来完成，相对于常规做法，省去了一层光刻，对射频三极管的制备流程进行了优化，减少了制备工艺的复杂程度，节约了制备成本。

附图说明

图1表示本发明的实施例中射频三极管的制备方法的步骤流程图；

图2表示图1中步骤101的具体步骤流程图；

图3表示本发明的实施例中射频三极管的制备方法的实现示意图之一；

图4表示本发明的实施例中射频三极管的制备方法的实现示意图之二

图5表示本发明的实施例中射频三极管的制备方法的实现示意图之三

图6表示本发明的实施例中射频三极管的制备方法的实现示意图之四

图7表示本发明的实施例中射频三极管的制备方法的实现示意图之五

图8表示本发明的实施例中射频三极管的制备方法的实现示意图之六

图9表示本发明的实施例中射频三极管的制备方法的实现示意图之七

图10表示本发明的实施例中射频三极管的制备方法的实现示意图之八

图11表示本发明的实施例中射频三极管的制备方法的实现示意图之九；

图12表示本发明的实施例中射频三极管的制备方法的实现示意图之十；

图13表示本发明的实施例中射频三极管的制备方法的实现示意图之十一；

图14表示本发明的实施例中射频三极管的制备方法的实现示意图之十二；

图15表示本发明的实施例中射频三极管的制备方法的实现示意图之十三。

其中图中：

1、N+衬底；2、N－外延层；3、第三氧化层；4、氮化硅层；5、场氧化层；6、第一氧化层；7、光刻胶；8、P－基区；9、P+基区；10、第二氧化层；11、第一接触孔；12、第二接触孔；13、多晶硅；14、N型离子；15、N+发射区；16、金属层。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

如图1所示，为本发明的实施例中射频三极管的制备方法的步骤流程图，该制备方法包括：

步骤101，制备射频三极管半成体。

在本步骤中，首先制备射频三极管半成体。如图10所示，射频三极管半成体包括N+衬底1、位于N+衬底1一侧的N－外延层2、位于N－外延层2上的场氧化层5及第一氧化层6、位于第一氧化层6覆盖的N－外延层2内间隔分布 的P－基区8及P+基区9、以及位于第一氧化层6上的第二氧化层10，其中，P－基区8内注入有第一离子，P+基区9内注入有第二离子。

步骤102，在第二氧化层上制备连通P+基区的第一接触孔和连通P－基区的第二接触孔。

在本步骤中，如图11所示，在射频三极管半成体的第二氧化层10上制备连通P+基区9的第一接触孔11和连通P－基区8的第二接触孔12。

步骤103，分别在场氧化层表面、第二氧化层表面、第一接触孔及第二接触孔内淀积多晶硅。

在本步骤中，如图12所示，分别在场氧化层5表面、第二氧化层10表面、第一接触孔11及第二接触孔12内淀积多晶硅13。可选的，多晶硅的类型可以为不掺杂的多晶硅。

步骤104，在多晶硅内注入N型离子，并进行退火。

在本步骤中，如图13所示，在多晶硅13内注入N型离子14并进行退火处理，使得N型离子通过第二接触孔12进入到P－基区，形成N+发射区15。此外，由于多晶硅13同样淀积在第一接触孔11内，因此在多晶硅13内注入N型离子14并进行退火时，在与第一接触孔11连通的P+基区的表面同样也会形成N+发射区15。

步骤105，对场氧化层表面、第二氧化层表面的多晶硅进行光刻及刻蚀，并对P+基区内形成的N+发射区进行刻蚀。

在本步骤中，如图14所示，对场氧化层5表面、第二氧化层10表面的多晶硅13进行光刻及刻蚀。此外，在刻蚀P+基区内形成的N+发射区时，可以先将第一接触孔11内的多晶硅13刻蚀掉，然后继续刻蚀，直至将P+基区内形成的N+发射区刻蚀掉为止。

步骤106，分别在第一接触孔内及多晶硅表面制备金属层。

在本步骤中，如图15所示，分别在第一接触孔11内及多晶硅13表面制备金属层16，以完成射频三极管的制备。

至此，在经过上述步骤后，完成射频三极管的制备。

本实施例在射频三极管半成体的第二氧化层上制备连通P+基区的第一接触孔和连通P－基区的第二接触孔，然后分别在场氧化层表面、第二氧化层表面、 第一接触孔及第二接触孔内淀积多晶硅，其后在多晶硅内注入N型离子并进行退火，在P－基区表面及P+基区表面都会形成N+发射区，此时，对场氧化层表面、第二氧化层表面的多晶硅进行光刻及刻蚀，并刻蚀掉P+基区内形成的N+发射区，最后保留P－基区形成的N+发射区。本发明将P+基区和P－基区的接触孔的光刻及刻蚀合并到一起来完成，相对于常规做法，省去了一层光刻，对射频三极管的制备流程进行了优化，减少了制备工艺的复杂程度，节约了制备成本。

如图2所示，为图1中步骤101的具体步骤流程图，步骤101主要包括如下分步骤：

步骤1011，在N－外延层上依次制备第三氧化层及氮化硅层。

在本步骤中，如图3所示，在N－外延层2上依次制备第三氧化层3及氮化硅层4。具体的，N－外延层2位于N+衬底1的一侧上。第三氧化层3的生长温度为800～1000℃，厚度为0.01～0.05um；氮化硅层4的生长温度为800～1000℃，厚度为0.10～0.30um。

步骤1012，刻蚀氮化硅层的两端，并在刻蚀掉氮化硅层的区域上制备场氧化层。

在本步骤中，如图4及图5所示，图4示意为对氮化硅层4进行光刻及刻蚀，将需要生长场氧化层5区域的表面的氮化硅层4刻蚀掉。具体的，在本实施例中，为将位于第三氧化层3上的两端的氮化硅层4刻蚀掉，刻蚀的流程可以为：涂胶、曝光、显影及干法刻蚀。图5示意为在刻蚀掉氮化硅层4的区域上制备场氧化层5，具体的，场氧化层5可以在高温管中生长，且场氧化层5的生长温度为800～1000℃，厚度为0.3～1.0um。

步骤1013，去除第三氧化层。

在本步骤中，如图6所示，将N－外延层2上的第三氧化层3去除掉。具体的，可以先使用浓磷酸剥除第三氧化层3上的剩余氮化硅层4，然后再用氢氟酸去除第三氧化层3。

步骤1014，在N－外延层上制备第一氧化层。

在本步骤中，如图7所示，在N－外延层2上制备第一氧化层6，具体的，第一氧化层6的生长温度为800～1000℃，厚度为0.01～0.05um。

步骤1015，在第一氧化层覆盖的N－外延层内光刻间隔分布的P－基区及P+基区，并在P－基区内注入第一离子，在P+基区内注入第二离子。

在本步骤中，如图8及图9所示，在第一氧化层6覆盖的N－外延层2内光刻间隔分布的P－基区8及P+基区9的过程中，可以先在N－外延层2内光刻P－基区8，然后再在P－基区8的基础上制备P+基区9。

具体的，如图8所示，在N－外延层2内光刻P－基区8，并且为了更方便的光刻P－基区8及避免在P－基区8内注入第一离子时，第一离子被注入到其他的区域，可以在不需要光刻P－基区的N－外延层2的上方及场氧化层5的上方覆盖光刻胶7。具体的，第一离子为氟化硼或硼离子，第一离子的注入剂量为(1×10¹³～5×10¹⁴)个/cm²，第一离子的注入能量为30～120KEV。

如图9所示，在P－基区8的基础上制备P+基区9时，可以先在不需要光刻P+基区的N－外延层2上的第一氧化层6上覆盖光刻胶7，然后再在光刻胶7的间隙内光刻P+基区9，最后形成间隔分布的P－基区8及P+基区9。具体的，注入到P+基区9内的第二离子为硼离子，第二离子的注入剂量为(1×10¹⁵～5×10¹⁶)个/cm²，第二离子的注入能量为30～120KEV。

步骤1016，在第一氧化层上制备第二氧化层。

在本步骤中，如图10所示，在第一氧化层6上制备第二氧化层10，具体的，第二氧化层10的生长温度为500～1000℃，厚度为0.1～0.5um。

至此，在经过上述步骤后，完成射频三极管半成体的制备。

下面对本发明的具体实施例进行举例说明。

本发明实施例中的射频三极管的制备方法，如图3所示，首先在位于N+衬底1上的N－外延层2上依次制备第三氧化层3和氮化硅层4，具体的，第三氧化层3的生长温度为800～1000℃，厚度为0.01～0.05um；氮化硅层4的生长温度为800～1000℃，厚度为0.10～0.30um。

进一步的，如图4所示，对氮化硅层4进行光刻及刻蚀，将需要生长场氧化层5的区域表面的氮化硅层4刻蚀掉。具体的，可以刻蚀掉氮化硅层4的两端，刻蚀的流程为：涂胶、曝光、显影及干法刻蚀。

进一步的，如图5所示，在刻蚀掉氮化硅层的区域制备场氧化层5。具体的，可以在高温炉管中生长场氧化层5，且场氧化层5的生长温度为800～1000℃， 厚度为0.3～1.0um。

进一步的，如图6所示，去除N－外延层2上的第三氧化层3。具体的，可以先使用浓磷酸剥除第三氧化层3上的剩余氮化硅层4，然后再用氢氟酸去除第三氧化层3。

进一步的，如图7所示，在N－外延层2上制备第一氧化层6。具体的，第一氧化层6的生长温度为800～1000℃，厚度为0.01～0.05um。

进一步的，如图8所示，在N－外延层2内光刻P－基区8。此外，为了更方便的光刻P－基区8及避免在P－基区8内注入第一离子时，第一离子被注入到其他的区域，可以在不需要光刻P－基区的N－外延层2的上方及场氧化层5的上方覆盖光刻胶7。具体的，第一离子为氟化硼或硼离子，第一离子的注入剂量为(1×10¹³～5×10¹⁴)个/cm²，第一离子的注入能量为30～120KEV。

进一步的，如图9所示，在P－基区8的基础上制备P+基区9。此时，可以先在不需要光刻P+基区的N－外延层2上的第一氧化层6上覆盖光刻胶7，然后再在光刻胶7的间隙内光刻P+基区，最后形成间隔分布的P－基区8及P+基区9。具体的，注入到P+基区9内的第二离子为硼离子，第二离子的注入剂量为(1×10¹⁵～5×10¹⁶)个/cm²，第二离子的注入能量为30～120KEV。

进一步的，如图10所示，在第一氧化层6上制备第二氧化层10。具体的，第二氧化层10的生长温度为500～1000℃，厚度为0.1～0.5um。

进一步的，如图11所示，在第二氧化层10上制备连通P+基区9的第一接触孔11和连通P－基区8的第二接触孔12。具体的，光刻及刻蚀第一接触孔11和第二接触孔12的流程为：涂胶、曝光、显影及干法刻蚀。本步骤与常规做法的区别是，本步骤将P－基区8及P+基区9的表面的接触孔都刻蚀开，而不是仅仅只刻蚀掉P－基区8的表面的接触孔。

进一步的，如图12所示，分别在场氧化层5表面、第二氧化层10表面、第一接触孔11及第二接触孔12内淀积多晶硅13。具体的，多晶硅的类型可以为不掺杂的多晶硅，多晶硅的制备温度为500～1000℃，厚度为0.1～0.5um。

进一步的，如图13所示，在多晶硅13内注入N型离子14并进行退火处理，使得N型离子通过第二接触孔12进入到P－基区8，形成N+发射区15。此外，由于多晶硅13同样淀积在第一接触孔11内，因此在多晶硅13内注入N型离子 14并进行退火时，在与第一接触孔11连通的P+基区9的表面同样也会形成N+发射区15。具体的，N型离子14可以为砷离子，且N型离子的注入剂量可以为(1×10¹⁵～5×10¹⁶)个/cm²，N型离子的注入能量为30～120KEV。本步骤与常规做法的区别是，本步骤会同时在P－基区及P+基区的表面形成N+发射区，而不是只在P－基区的表面形成N+发射区。

进一步的，如图14所示，，对场氧化层5表面、第二氧化层10表面的多晶硅13进行光刻及刻蚀，并将P+基区内形成的N+发射区刻蚀掉。具体的，在刻蚀P+基区内形成的N+发射区时，可以先将第一接触孔11内的多晶硅13刻蚀掉，然后继续刻蚀，直至将P+基区内形成的N+发射区刻蚀掉为止。

进一步的，如图15所示，分别在第一接触孔11内及多晶硅13表面制备金属层16，以完成射频三极管的制备。

本发明主要是将P－基区的接触孔、P+基区的接触孔的光刻及刻蚀合并到一起来完成，后续制备多晶硅、在多晶硅中注入N型离子，同时在后续的快速热退火时，会在P+基区表面形成N+发射区，然后再做多晶硅光刻及刻蚀时，通过采用过量刻蚀的方法，将P+基区内的N+发射区刻蚀掉。本发明相对于常规做法，省去了一层光刻，对射频三极管的制备流程进行了优化，减少了制备工艺的复杂程度，节约了制备成本。

如图15所示，本发明的实施例还提供了一种射频三极管，该射频三极管由上述的射频三极管的制备方法制备，该射频三极管包括：

射频三极管半成体，射频三极管半成体包括N+衬底1、位于N+衬底1一侧的N－外延层2、位于N－外延层2上的场氧化层5及第一氧化层6、位于第一氧化层6覆盖的N－外延层2内间隔分布的P－基区8及P+基区9、以及位于第一氧化层6上的第二氧化层10，其中，P－基区8内注入有第一离子，P+基区9内注入有第二离子；

位于第二氧化层10上的连通P+基区9的第一接触孔11和连通P－基区8的第二接触孔12；

位于第二接触孔12内的多晶硅13，其中，多晶硅13内注入有N型离子，且N型离子扩散至P－基区8内形成N+发射区15；

位于第一接触孔11及多晶硅13表面的金属层16。

可选的，多晶硅13的厚度为0.1～0.5um。

可选的，N型离子为砷离子，N型离子的注入剂量为(1×10¹⁵～5×10¹⁶)个/cm²，N型离子的注入能量为30～120KEV。

可选的，第一离子为氟化硼或硼离子，第一离子的注入剂量为(1×10¹³～5×10¹⁴)个/cm²，第一离子的注入能量为30～120KEV，第二离子为硼离子，第二离子的注入剂量为(1×10¹⁵～5×10¹⁶)个/cm²，第二离子的注入能量为30～120KEV。

需要说明的是，该射频三极管是应用上述射频三极管的制备方法制备而成的，上述射频三极管的制备方法的实施例的实现方式适用于该射频三极管，也能达到相同的技术效果。

以上所述的是本发明的优选实施方式，应当指出对于本技术领域的普通人员来说，在不脱离本发明所述的原理前提下还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也在本发明的保护范围内。