专利名称：改善杂质注入型多晶硅发射极杂质浓度分布的方法
技术领域：
本发明涉及集成电路制造领域，具体涉及一种改善多晶硅发射极杂质浓度分布的 方法。
背景技术：
多晶硅发射极现已广泛的应用于常规的双极性晶体管(BipolarTransistor)中。 在大多数情况下，多晶硅生长时，同时在位掺杂N型杂质形成NPN双极性晶体管的发射极。 但是，在某些特殊的双极-场效应晶体管(BiCMOS)的制备中，需要兼容CMOS和一些被动器 件的工艺，因此，需要生长非掺杂的多晶硅，在以后的流程中，再用离子注入的方式往多晶 硅里面注入N型杂质。由于多晶硅离子注入只能注入到一特定的深度，且不能过深，以防穿透发射极进 入基极，一般注入深度离发射极/基极的多晶硅与单晶硅的交界面要保证在1500A以上。因 此，杂质注入型多晶硅发射极与在位掺杂型多晶硅发射极相比，它的杂质浓度在多晶硅里 的分布不均勻，且在多晶硅与单晶硅的交界面的浓度相对较低。该结构如图1所示，主要包括衬底(101)，对称埋层(102)，隔离(103)，集电区 (108)，本征基区(107)，低阻外基区(104)，多晶发射极(106)，发射极-基极隔离介质层 (105)。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种改善杂质注入型多晶硅发射极杂质浓度 分布的方法，其可以有效提高多晶硅发射极的注入效率，增加电流增益，降低电阻。为了解决以上技术问题，本发明提供了一种改善杂质注入型多晶硅发射极杂质浓 度分布的方法；包括以下步骤步骤一、形成基极，然后淀积多晶硅发射极-基极隔离介质 层，所述隔离介质层为三明治结构，中间一层为重掺杂N型杂质的无定型硅；步骤二、刻蚀 隔离介质层，形成发射极-基极接触窗口 ；步骤三、淀积非掺杂的多晶硅，作为双极性晶体 管的发射极；步骤四、定义发射极多晶硅离子注入的光刻层，进行发射极多晶硅N型杂质注 入；步骤五、进行高温快速退火，使多晶硅的杂质横向扩散，在多晶硅靠近发射极-基极接 触窗口上方的区域形成杂质浓度增加区域。本发明的有益效果在于能有效提高多晶硅发射极的注入效率，增加电流增益 (Beta)，降低电阻。
下面结合附图和具体实施方式
对本发明作进一步详细说明。图1是常规的多晶硅发射极NPN晶体管纵向结构示意图；图2是本发明实施例所述方法形成的非掺杂多晶硅发射极NPN晶体管纵向结构示 意图3是本发明实施例所述方法的流程图。
具体实施例方式如图3所示，本发明的具体步骤包括1.形成基极，然后淀积多晶硅发射极/基极隔离介质层(205)。此隔离介质层用 三明治的结构，且中间一层用重掺杂N型杂质的无定型硅，上下两层用氧化膜，氮氧化膜 皆可。隔离介质层的下层介质厚度100A、00A ；隔离介质层重中间掺杂无定型硅的厚度 500A 1500A。其中的无定型硅掺杂浓度砷或硼Ie20/cm3 1.4e21/cm3。2.干法+湿法刻蚀隔离介质层(205)，形成发射极-基极接触窗口。3.淀积非掺杂的多晶硅(206)，作为双极性晶体管的发射极。4.定义发射极多晶硅离子注入的光刻层，进行发射极多晶硅(206)N型杂质注入。5.在高温快速退火步骤，使多晶硅的杂质横向扩散，在多晶硅靠近发射极-基极 接触窗口上方的区域形成杂质浓度加成区域(209)。并使其在多晶硅中分布更均勻，发射极 /基极接触窗口的多晶硅与本征基区(207)的交界面的杂质浓度更高。如图2所示，本发明所述方法形成的结构主要包括衬底(201)，埋层(202)，隔离 (203)，集电区(208)，本征基区(207)，低阻外基区(204)，多晶发射极(206)，发射极-基极 三明治结构隔离介质层(205)，杂质横向扩散区域(209)。本发明所述方法形成中间一层用重掺杂N型杂质的无定型硅的三明治结构，作为 多晶硅发射极/基极的隔离介质层。其中无定型硅中的重掺杂杂质的横向扩散，使其在多 晶硅靠近发射极/基极接触窗口上方的区域形成杂质浓度加成，并使其在多晶硅的杂质浓 度分布更均勻。本发明并不限于上文讨论的实施方式。以上对具体实施方式
的描述旨在于为了描 述和说明本发明涉及的技术方案。基于本发明启示的显而易见的变换或替代也应当被认为 落入本发明的保护范围。以上的具体实施方式
用来揭示本发明的最佳实施方法，以使得本 领域的普通技术人员能够应用本发明的多种实施方式以及多种替代方式来达到本发明的 目的。
权利要求
1.一种改善杂质注入型多晶硅发射极杂质浓度分布的方法；其特征在于，包括以下步骤步骤一、形成基极，然后淀积多晶硅发射极-基极隔离介质层，所述隔离介质层为三明 治结构，中间一层为重掺杂N型杂质的无定型硅；步骤二、刻蚀隔离介质层，形成发射极-基极接触窗口 ； 步骤三、淀积非掺杂的多晶硅，作为双极性晶体管的发射极； 步骤四、定义发射极多晶硅离子注入的光刻层，进行发射极多晶硅N型杂质注入； 步骤五、进行高温快速退火，使多晶硅的杂质横向扩散，在多晶硅靠近发射极-基极接 触窗口上方的区域形成杂质浓度增加区域。
2.如权利要求1所述的改善杂质注入型多晶硅发射极杂质浓度分布的方法；步骤一种 所述三明治结构的隔离介质层的上下两层为氧化膜或氮氧化膜。
3.如权利要求2所述的改善杂质注入型多晶硅发射极杂质浓度分布的方法；其特征在 于，其特征在于，步骤一中所述隔离介质层的下层介质厚度为100埃、00埃。
4.如权利要求1所述的改善杂质注入型多晶硅发射极杂质浓度分布的方法；其特征在 于，步骤一中所述隔离介质层中间掺杂无定型硅的厚度为500埃 1500埃。
5.如权利要求1所述的改善杂质注入型多晶硅发射极杂质浓度分布的方法；其特征在 于，步骤一中所述无定型硅掺杂元素为砷或硼。
6.如权利要求5所述的改善杂质注入型多晶硅发射极杂质浓度分布的方法；其特征在 于，步骤一中所述无定型硅掺杂的砷或硼的浓度为le20/cm3 1. ^21/cm3。
7.如权利要求1所述的改善杂质注入型多晶硅发射极杂质浓度分布的方法；其特征在 于，所述步骤二中采用干法+湿法刻蚀隔离介质层，形成发射极-基极接触窗口。
全文摘要
本发明公开了一种改善杂质注入型多晶硅发射极杂质浓度分布的方法；包括以下步骤步骤一、形成基极，然后淀积多晶硅发射极-基极隔离介质层，所述隔离介质层为三明治结构，中间一层为重掺杂N型杂质的无定型硅；步骤二、刻蚀隔离介质层，形成发射极-基极接触窗口；步骤三、淀积非掺杂的多晶硅，作为双极性晶体管的发射极；步骤四、定义发射极多晶硅离子注入的光刻层，进行发射极多晶硅N型杂质注入；步骤五、进行高温快速退火，使多晶硅的杂质横向扩散，在多晶硅靠近发射极-基极接触窗口上方的区域形成杂质浓度增加区域。本发明能有效提高多晶硅发射极的注入效率，增加电流增益，降低电阻。
文档编号H01L21/28GK102129992SQ201010027290
公开日2011年7月20日 申请日期2010年1月18日 优先权日2010年1月18日
发明者张海芳, 徐炯 , 陈帆 申请人:上海华虹Nec电子有限公司