射频三极管及其制作方法与流程

本发明涉及半导体制造工艺技术领域，特别地，涉及一种射频三极管及其制作方法。

背景技术：

现有射频三极管在形成场区氧化层的过程中，在场氧化层的尖角处，常会有部分缺陷产生。这些缺陷是由于氮化硅层在刻蚀过程中，以及后续场氧化层的氧化过程中产生的。这些缺陷会造成此处位置的相关PN结的击穿电压出现不稳定的现象。P-区(P型低掺杂区)注入时，需要做一层光刻，目的是为了使得P-区远离场氧化层的尖角处，避免场氧化层的尖角处的缺陷，这样就多了一层光刻，成本比较高。另外，因为击穿处得曲率是直角，击穿电压容易受到不良影响。此外，因为此处缺陷的存在，所以P-区需要尽量远离场氧化层的尖角处，这样一来，就浪费了一部分芯片面积。并且，这个距离的远近不太容易把握。如果距离太小，则P-与N型外延的击穿受到影响的可能性很大；如果距离太大，则芯片面积浪费情况严重。

技术实现要素：

针对现有射频三极管的制造工艺流程和器件结构的问题，本发明提出一种新的射频三极管及其制作方法，解决上述至少一个技术问题，并且不增加过多的制造成本。

一种射频三极管的制作方法，其包括以下步骤：

提供硅衬底，在所述硅衬底上形成外延层；

在所述外延层上依序形成二氧化硅层及氮化硅层；

对所述氮化硅层进行光刻与刻蚀，去除两端的部分氮化层从而形成开口区域；

对所述开口区域及邻近所述开口区域的部分二氧化硅层进行场氧化层的生长，从而在所述氮化硅层两端与所述外延层之间形成具有尖角的场氧化层，所述场氧化层的尖角对应另一部分的所述二氧化硅层，所述外延层包括邻近所述场氧化层的拐角；

去除所述氮化硅层及所述二氧化硅层；

去除部分所述场氧化层，使得所述场氧化层的尖角的顶点与所述外延层的拐角的顶点具有预定距离；

在所述外延层表面再次形成另一二氧化硅层，所述另一二氧化硅层覆盖所述外延层的拐角并连接于所述外延层两端的场氧化层之间；

进行第一次P型离子注入，从而在所述另一二氧化硅层下方的外延层表面形成P型低掺杂区，所述P型低掺杂区上下表面均具有拐角；

进行第二次P型离子注入，从而在所述P型低掺杂区表面形成P型高掺杂区；

在所述场氧化层上、所述另一二氧化硅层上形成介质层；

对所述介质层进行第一次光刻与刻蚀，从而形成贯穿所述介质层并对应所述P型低掺杂区的第一通孔；

在所述第一通孔处的另一二氧化硅层上及邻近所述第一通孔的部分介质层上形成多晶硅，对所述多晶硅进行N型离子注入；

对所述多晶硅进行快速热退火，从而在所述第一通孔处的P型低掺杂区表面形成N型区域；

对所述介质层进行第二次光刻与刻蚀，从而形成贯穿所述介质层且对应所述P型高掺杂区的第二通孔；

在所述多晶硅上及邻近所述多晶硅的部分介质层上形成第一金属部以及在所述第二通孔中及邻近所述第二通孔的介质层上形成第二金属部。

在一种实施方式中，所述场氧化层的生长温度在700摄氏度至1200摄氏度的范围内，生长厚度是0.4um至2um的范围内。

在一种实施方式中，去除所述氮化硅层及所述二氧化硅层的步骤包括：先采用热的浓磷酸去除掉所述氮化硅层；及再采用氢氟酸溶液去除所述二氧化硅层。

在一种实施方式中，去除部分所述场氧化层的步骤包括：采用氢氟酸溶液去除部分所述场氧化层。

在一种实施方式中，所述另一二氧化硅层的厚度在0.02um至0.1um的范围内。

在一种实施方式中，所述第一次P型离子注入中，注入离子包括B或者BF2，注入剂量在每平方厘米1的12次方到每平方厘米1的14次方的范围内，注入能量在20KEV至200KEV的范围内。

在一种实施方式中，所述第二次P型离子注入中，注入离子包括B或者BF2，注入剂量在每平方厘米1的14次方到每平方厘米5的16次方的范围内，注入能量在20KEV至200KEV的范围内。

在一种实施方式中，所述多晶硅的形成温度在400摄氏度至1000摄氏度的范围内；对所述多晶硅进行N型离子注入步骤中，注入离子包括As，注入剂量在每平方厘米1的15次方到每平方厘米5的16次方的范围内，注入能量在20KEV至200KEV的范围内。

在一种实施方式中，所述介质层包括二氧化硅，所述第一金属部与第二金属部的厚度在0.1um至2um的范围内，材料包括铝硅铜合金。

一种射频三极管，其包括硅衬底、形成于所述硅衬底上的外延层、形成于所述外延层上且上下表面均具有拐角的P型低掺杂区、形成于所述外延层上及所述P型低掺杂区两端上的场氧化层、形成于所述P型低掺杂区上表面且连接于所述两端的场氧化层之间的二氧化硅层、形成于所述P型低掺杂区邻近所述二氧化硅层一侧的表面的P型高掺杂区及N型区域、形成于所述场氧化层上、所述二氧化硅层上的介质层、贯穿所述介质层且对应所述N型区域的第一通孔及对应所述P型高掺杂区的第二通孔、位于所述第一通孔中及邻近所述第一通孔的介质层上的多晶硅、形成于所述多晶硅上及邻近所述多晶硅的部分介质层上的第一金属部及形成于所述第二通孔中及邻近所述第二通孔的部分介质层上的第二金属部，其中所述场氧化层的尖角对应所述P型低掺杂区拐角的顶点下方的位置且与所述P型低掺杂区的拐角具有预定距离。

相较于现有技术，本发明射频三极管及其制作方法中，在所述场氧化层生长完成以后，可以将场氧化层去除掉一部分，使得场氧化层的尖角处向两侧移动，然后再进行P型低掺杂区的注入，以上做好具有以下几个优点：<1>湿法腐蚀时，可以进一步清理场氧化层尖角处的缺陷残留物等，减少此处的缺陷；<2>因为场氧化层尖角处被腐蚀掉了，此时再进行P型低掺杂区注入时，省掉P型低掺杂区的光刻，可以节约制造成本；<3>原来的场氧化层尖角处位置，经过腐蚀，现在已经深入到P型低掺杂区的内部，所以即使此处表面的缺陷已经不能影响到此处P型低掺杂区与N型区域之间的击穿了；<4>原来的P型低掺杂区与N型区域击穿位置，曲率比较厉害。现在击穿位置不在表面了，继续深入到硅的内部，击穿电压的稳定性得到了进一步的提高。

【附图说明】

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本发明射频三极管的制作方法的流程图。

图2-图16为图1所示射频三极管的制作方法的各步骤的结构示意图。

主要元件符号说明

P型低掺杂区：P-区

P型高掺杂区：P+区

N型区域：N+区

【具体实施方式】

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-图16，图1为本发明射频三极管的制作方法的流程图，图2-图16为图1所示射频三极管的制作方法的各步骤的结构示意图。所述射频三极管的制作方法包括以下步骤。

步骤S1，请参阅图2，提供硅衬底，在所述硅衬底上形成外延层。所述外延层为N型外延层。

步骤S2，请参阅图3，在所述外延层上依序形成二氧化硅层及氮化硅层。

步骤S3，请参阅图4，对所述氮化硅层进行光刻与刻蚀，去除两端的部分氮化层从而形成开口区域。

步骤S4，请参阅图5，对所述开口区域及邻近所述开口区域的部分二氧化硅层进行场氧化层的生长，从而在所述氮化硅层两端与所述外延层之间形成具有尖角的场氧化层，所述场氧化层的尖角对应另一部分的所述二氧化硅层，所述外延层包括邻近所述场氧化层的拐角。其中，所述场氧化层的生长温度在700摄氏度至1200摄氏度的范围内，生长厚度是0.4um至2um的范围内。

步骤S5，请参阅图6，去除所述氮化硅层及所述二氧化硅层。所述步骤S5包括：先采用热的浓磷酸去除掉所述氮化硅层；及在采用氢氟酸溶液去除所述二氧化硅层。

步骤S6，请参阅图7，去除部分所述场氧化层，使得所述场氧化层的尖角的顶点与所述外延层的拐角的顶点具有预定距离。即，所述场氧化层的夹角的顶点相当于向两侧及下方移动了预定距离，所述预定距离可以依据实际需要设定。进一步地，去除部分所述场氧化层的步骤包括：采用氢氟酸溶液去除部分所述场氧化层。

步骤S7，请参阅图8，在所述外延层表面再次形成另一二氧化硅层，所述另一二氧化硅层覆盖所述外延层的拐角并连接于所述外延层两端的场氧化层之间。所述另一二氧化硅层的厚度在0.02um至0.1um的范围内。

步骤S8，请参阅图9，进行第一次P型离子注入，从而在所述另一二氧化硅层下方的外延层表面形成P型低掺杂区(即P-区)，所述P型低掺杂区上下表面均具有拐角。其中，所述第一次P型离子注入中，注入离子包括B或者BF2，注入剂量在每平方厘米1的12次方到每平方厘米1的14次方的范围内，注入能量在20KEV至200KEV的范围内。具体地，所述步骤S8中，形成的所述P型低掺杂区在注入前不需要进行光刻，所述P型低掺杂区紧挨着所述场氧化层尖角处。由于此步骤不做光刻，就节约了成本。

步骤S9，请参阅图10，进行第二次P型离子注入，从而在所述P型低掺杂区表面形成P型高掺杂区(即P+区)。其中，所述第二次P型离子注入中，注入离子包括B或者BF2，注入剂量在每平方厘米1的14次方到每平方厘米5的16次方的范围内，注入能量在20KEV至200KEV的范围内。

步骤S10，请参阅图11，在所述场氧化层上、所述另一二氧化硅层上形成介质层。所述介质层包括二氧化硅。

步骤S11，请参阅图12，对所述介质层进行第一次光刻与刻蚀，从而形成贯穿所述介质层并对应所述P型低掺杂区的第一通孔。

步骤S12，请参阅图13，在所述第一通孔处的另一二氧化硅层上及邻近所述第一通孔的部分介质层上形成多晶硅，对所述多晶硅进行N型离子注入。其中，所述多晶硅的形成温度在400摄氏度至1000摄氏度的范围内；对所述多晶硅进行N型离子注入步骤中，注入离子包括As，注入剂量在每平方厘米1的15次方到每平方厘米5的16次方的范围内，注入能量在20KEV至200KEV的范围内。

步骤S13，请参阅图14，对所述多晶硅进行快速热退火，从而在所述第一通孔处的P型低掺杂区表面形成N型区域(即N+区)。所述N型区域为N型高掺杂区。

步骤S14，请参阅图15，对所述介质层进行第二次光刻与刻蚀，从而形成贯穿所述介质层且对应所述P型高掺杂区的第二通孔。

步骤S15，请参阅图16，在所述多晶硅上及邻近所述多晶硅的部分介质层上形成第一金属部以及在所述第二通孔中及邻近所述第二通孔的介质层上形成第二金属部。其中，所述第一金属部与第二金属部的厚度在0.1um至2um的范围内，材料包括铝硅铜合金，且所述第一金属部与第二金属部可以在同一道掩膜制程中形成。

其中，如图16所示，所述射频三极管包括硅衬底、形成于所述硅衬底上的外延层、形成于所述外延层上且上下表面均具有拐角的P型低掺杂区、形成于所述外延层上及所述P型低掺杂区两端上的场氧化层、形成于所述P型低掺杂区上表面且连接于所述两端的场氧化层之间的二氧化硅层、形成于所述P型低掺杂区邻近所述二氧化硅层一侧的表面的P型高掺杂区及N型区域、形成于所述场氧化层上、所述二氧化硅层上的介质层、贯穿所述介质层且对应所述N型区域的第一通孔及对应所述P型高掺杂区的第二通孔、位于所述第一通孔中及邻近所述第一通孔的介质层上的多晶硅、形成于所述多晶硅上及邻近所述多晶硅的部分介质层上的第一金属部及形成于所述第二通孔中及邻近所述第二通孔的部分介质层上的第二金属部，其中所述场氧化层的尖角对应所述P型低掺杂区拐角的顶点下方的位置且与所述P型低掺杂区的拐角具有预定距离。

相较于现有技术，本发明射频三极管及其制作方法中，在所述场氧化层生长完成以后，可以将场氧化层去除掉一部分，使得场氧化层的尖角处向两侧移动，然后再进行P型低掺杂区的注入，以上做好具有以下几个优点：<1>湿法腐蚀时，可以进一步清理场氧化层尖角处的缺陷残留物等，减少此处的缺陷；<2>因为场氧化层尖角处被腐蚀掉了，此时再进行P型低掺杂区注入时，省掉P型低掺杂区的光刻，可以节约制造成本；<3>原来的场氧化层尖角处位置，经过腐蚀，现在已经深入到P型低掺杂区的内部，所以即使此处表面的缺陷已经不能影响到此处P型低掺杂区与N型区域之间的击穿了；<4>原来的P型低掺杂区与N型区域击穿位置，曲率比较厉害。现在击穿位置不在表面了，继续深入到硅的内部，击穿电压的稳定性得到了进一步的提高。

以上所述的仅是本发明的实施方式，在此应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出改进，但这些均属于本发明的保护范围。