晶体管制造方法和晶体管的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及半导体器件制造技术领域，具体而言，涉及一种晶体管制造方法和一种采用该晶体管制造方法制造的晶体管。
【背景技术】
[0002]随着射频和无线通信技术的发展，高频晶体管被越来越多的使用。广义的高频晶体管包括闻频双极型晶体管和闻频场效应晶体管等类型，狭义的闻频晶体管特指闻频双极型晶体管(RF Bipolar,下文所述“闻频晶体管”都特指闻频双极型晶体管)。
[0003]衡量高频晶体管性能的最重要参数即其工作频率，为了提升高频晶体管的工作频率，在实践工艺中都采用小线条的梳状条形结构，并且采用多晶硅发射极结构。
[0004]图1是晶体管的剖面结构示意图，晶体管包括集电区、基区1004和发射区；集电区包括N型外延和N型衬底；发射区包括多晶硅和N型扩散区，其中N型扩散区是由多晶硅中的掺杂元素(磷或者砷)在高温环境下热扩散至基区1004表层形成的。为了提升工作频率，在发射区之外的基区1004中制作浓基区以减小基区电阻，实践工艺中，为了防止浓基区和发射区发生短路，两者之间设置某间隔距离(图中所示S)。基区1004和浓基区所在的区域为有源区，有源区的表面覆盖薄氧化层1006，有源区之外的区域(称之为场区)覆盖厚氧化层1002 (厚氧化层也称之为场氧化层)。集电区、基区和发射区分别对应集电极、基极和发射极共三个金属电极，其中，集电极从N型衬底即芯片的背面引出(图中没有标示)，发射极由多晶硅表面的金属引出，基极由浓基区表面的金属通过接触孔引出，接触孔是浓基区上方的氧化层窗口，为了保证接触孔电阻足够小，浓基区的宽度必须大于或等于接触孔的宽度(如图1中dl所示)，否则接触孔偏离至基区的上方。基区的掺杂浓度比较低，接触孔电阻较大。
[0005]下面简单解释相关名词。所有半导体器件的制造工艺都是在晶圆上实施的，晶圆是圆形的半导体衬底(衬底材料为单晶硅、锗、锗硅等，衬底的直径为3英寸、4英寸、5英寸、6英寸、8英寸或12英寸)。在集成电路的晶圆制造工艺中，需要经历几次、十几次或几十次的光刻工艺，通过这些光刻工艺(及光刻工艺之后的离子注入、刻蚀等工艺)把掩模版上的图形一一复制到晶圆上，在半导体技术中，习惯把每“一次”光刻称之为“一层”光刻，把每一次光刻工艺及这一次光刻工艺之后的离子注入、刻蚀等工艺步骤合称为一个“光刻层”。光刻工艺的核心设备是光刻机。
[0006]在光刻工艺中，层与层之间的对准精度非常重要。层与层之间的对准偏差的理想值为0，但实践中必然会出现一定量值的对准偏差，当其中任何一层光刻出现超过额定规范的对准偏差时，会导致整个芯片失效。光刻工艺的对准操作是由光刻机采集一种叫做“对准标记”的光学标记的坐标来实现的，对准标记是在本层光刻之前的光刻工艺(称之为前层光亥IJ)及光刻工艺之后的刻蚀、氧化等工艺过程中预留和制作在晶圆上设定坐标位置的剖面呈台阶状的光学标记。
[0007]传统工艺中，晶体管的制作工艺包括:
[0008]1、制作厚氧化层1002和基区:在生长有N型外延的N型衬底的表面，通过光刻、刻蚀、氧化、离子注入等工艺步骤，在预设区域分别形成厚氧化层1002 (场氧化层)和基区，形成如图2所示的半成品，厚氧化层1002覆盖的区域为场区，场区之外的区域为有源区，基区位于有源区所在区域。形成厚氧化层1002的光刻层称之为有源区光刻层，形成基区的光刻层称之为基区光刻层。
[0009]2、制作浓基区:通过光刻、离子注入、退火等工艺步骤，在预设区域形成浓基区，如图3所示。形成浓基区的光刻层称之为浓基区光刻层。
[0010]3、制作薄氧化层1006:在如图3所示的结构表面生长薄氧化层1006，见图4。
[0011]4、制作多晶硅发射极:通过光刻、刻蚀等工艺步骤，在预设区域形成氧化层窗口(称之为发射区窗口)，然后生长多晶硅，并对多晶硅进行掺杂，然后通过光刻、刻蚀等工艺步骤，在所述氧化层窗口区域形成多晶硅发射极。前文所述，发射区与浓基区之间必须间隔设定距离，如图5所示，两者间隔距离为S。形成发射区窗口的光刻层称之为发射区光刻层，形成多晶娃发射极的光刻层称之为多晶娃光刻层。
[0012]5、高温热处理，以激活多晶硅中的掺杂元素，并使之热扩散至基区表层形成N型扩散区，如图6所示。
[0013]6、制作接触孔:通过光刻、刻蚀等工艺步骤，在预设区域形成氧化层窗口(即接触孔)。前文所述，浓基区的宽度必须大于或等于接触孔的宽度，如图7所示，浓基区的宽度比接触孔的宽度大(单边大dl的距离)。形成接触孔的光刻层称之为接触孔光刻层。
[0014]7、制作金属电极:通过金属淀积、光刻、刻蚀等工艺步骤，在预设区域形成发射极电极和基区电极，如图8所示。形成金属电极的光刻层称之为金属光刻层。
[0015]至此，高频晶体管的器件主体结构已经完成，后续工艺步骤，包括制作钝化保护层和背面的集电极金属电极等，都属于本领域常见的工艺，在此不做赘述。
[0016]以上传统晶体管制作方法，存在以下缺点:
[0017]1、光刻层次比较多:浓基区的制作需要单独的光刻层工艺实现(上述第2步)，工艺成本较高；
[0018]2、晶体管的浓基区的宽度必须大于或等于接触孔的宽度，在以上传统方法中，浓基区和接触孔的制作是通过不同的光刻层实现的，而不同光刻层之间必然存在一定量值的对准偏差，为了保证在出现光刻对准偏差的情况下，接触孔仍然不偏离出浓基区所在的区域，必须在芯片设计时使得浓基区的宽度比接触孔的宽度大得足够多(如上述第6步中图7中所示的dl)，这种做法导致芯片面积变大，成本较高。
[0019]3、晶体管的发射区与浓基区之间必须间隔设定距离，在以上传统方法中，浓基区光刻层和发射区光刻层是不同的光刻层，而且都是通过对准有源区光刻层预留的对准标记实现对准的，即浓基区光刻层和发射区光刻层是间接对准关系，而不是直接对准关系(直接对准关系是指两者分别是对准层和被对准层)。因为浓基区光刻层是在发射区光刻层之前完成的，但由于浓基区光刻层仅仅是在预设区域进行离子注入掺杂，没有包含可制作台阶状对准标记的工艺步骤，所以无法在浓基区光刻层预留和制作对准标记，也就是说发射区光刻必须对准有源区光刻层预留的对准标记以实现对准(与浓基区光刻层不是对准和被对准关系)。
[0020]由于这种间接对准的层与层之间的对准偏差比直接对准的更难控制，为了保证在出现较大对准偏差的情况下，发射区与浓基区之间仍然保持安全距离(以保证两者不短路)，必须在芯片设计时使得发射区与浓基区之间的设定距离足够大，这种做法导致芯片面积较大，成本较高。
【发明内容】
[0021]本发明正是基于上述技术问题至少之一，提出了一种新的晶体管制造方法，能够巧妙地将浓基区光刻层和接触孔光刻层进行工艺整合，减少了光刻层工艺，并且避免了浓基区光刻层和发射区光刻层之间间接对准关系，减少了对准误差并节省了芯片面积。
[0022]根据本发明的一个方面，提供了一种晶体管制造方法，包括:在形成有第一氧化层和第一基区的衬底的表面生长第二氧化层，所述第二氧化层位于所述第一基区的上方；在所述第二氧化层上的第一预设区域形成发射区；在所述第二氧化层上的第二预设区域形成接触