专利名称：一种双极型晶体管及其制作方法
技术领域：
本发明涉及半导体器件制造领域，尤其涉及一种双极型晶体管及其制作方法。
背景技术：
双极晶体管是构成现代大规模集成电路的器件结构之一，双极晶体管优点在于操 作速度快、单位芯片面积的输出电流大、导通电压变动小，适于制作模拟电路。随着半导体工艺的不断发展，对器件性能要求越来越高，对双极晶体管(例如双 极型晶体管)的性能要求也相应提高。现有形成的晶体管的工艺如下如图1所示，提供半导体衬底100，所述半导体衬 底100的材料可以是硅或锗硅等；在半导体衬底100内注入锑离子且进行扩散，形成N型 埋层区域101 ；采用热氧化法在N埋层区域101上形成第一氧化层102。在第一氧化层102 上形成第一光刻胶层(未图示)，经过光刻工艺后，在第一光刻胶层上定义出集电极开口图 形；以第一光刻胶层为掩膜，沿集电极开口图形向N型埋层区域101中注入N型离子并进行 扩散，形成集电极104，所述N型离子为磷离子。参考图2，去除第一光刻胶层后，去除第一氧化层102 ；形成覆盖N型埋层区域101 和集电极104的形成P型外延层，所述P型外延层作为基极106，其材料为锗硅；用化学气 相沉积法或热氧化法在P型外延层上形成第二氧化层108 ；在第二氧化层108上旋涂第二 光刻胶层(未图示)，经过光刻工艺后，在第二光刻胶层上定义出接触孔图形；以第二光刻 胶层为掩膜，沿接触孔图形向刻蚀第二氧化层108至露出P型外延层，形成接触孔109。如图3所示，去除第二光刻胶层后，用化学气相沉积法形成填充满接触孔109且覆 盖第二氧化层108表面的多晶硅层；平坦化多晶硅层，使其表面平整后，在多晶硅层上形成 第三光刻胶层(未图示)，经过曝光显影工艺后，定义出发射极图形；以第三光刻胶层为掩 膜，沿发射极图形刻蚀多晶硅层和第二氧化层108，形成发射极110。参考图4，以发射极110为掩膜，向基极106内注入离子并进行扩散工艺，形成掺杂 区111，用于降低串联电阻，所述离子注入剂量大于3X1015/cm2，能量为lOKeV。现有技术形成的晶体管，由于在发射极110及基极106 —次性通过高剂量和高能 量的离子注入来降低串联电阻，但是会造成侧向和瞬态扩散的负面影响。
发明内容
本发明解决的问题是提供一种晶体管及其制造方法，防止侧向和瞬态扩散的影响 的同时，提高晶体管的最高振荡频率。为了实现上述目的，本发明提供一种双极型晶体管的制作方法，包括以下步骤提 供半导体衬底，在所述半导体衬底内形成N型埋层区域；在所述N型埋层区域上依次形成第 一氧化层和第一多晶硅层；在所述N型埋层区域内注入离子，作为集电区；在所述第一多晶 硅层和所述集电区上形成P型外延层；在所述P型外延层上形成包含有接触孔的第二氧化 层和氮化硅层；在所述接触孔内和所述氮化硅层表面生长第二多晶硅层；刻蚀所述第二多晶硅、所述氮化硅层和所述第二氧化层至露出P型外延层，刻蚀后剩下的第二多晶硅层作 为发射区；在所述发射区两侧的第一多晶硅层内注入离子，所述发射区正对着的所述P型 外延层作为本征基区，剩余的所述P型外延层均作为非本征基区。可选的，在所述半导体衬底内形成所述N型埋层区域之前，在所述半导体衬底内 已制作完成CMOS的结构，所述CMOS上覆盖有保护层。可选的，所述第一氧化层的厚度为120埃至180埃。可选的，采用热氧化法或化学气相沉淀法形成第一氧化层。可选的，在所述N型埋层区域内注入的离子为N型离子。可选的，所述P型外延层的厚度为700埃至1000埃，材料为锗硅。可选的，所述氮化硅层的厚度为800埃至1200埃。可选的，所述第一多晶硅层内注入的离子为硼离子，剂量为3X1015/cm2至 6 X IO1Vcm2,能量为 IOKev 至 20Kev。为了实现上述目的，本发明还提供一种双极型晶体管，包括半导体衬底；位于所 述半导体衬底内的N型埋层区域；位于所述N型埋层区域内的集电区；位于所述集电区上 的本征基区；位于所述本征基区上的发射区，其特征在于，还包括位于所述发射区两侧的 非本征基区。与现有技术相比，本发明具有以下优点在发射区两侧形成非本征基区，可大大降 低串联电阻，同时此次注入远离本征基极，也可降低侧向和瞬态扩散的影响。
图1至图4为现有形成双极型晶体管的示意图；图5是本发明形成双极型晶体管的具体实施方式
流程图；图6至图9是本发明形成双极型晶体管的实施例示意图。
具体实施例方式本发明形成双极型晶体管的具体实施方式
流程的如图5所示，包括步骤10 提供 半导体衬底，在所述半导体衬底内形成N型埋层区域；步骤51 在所述N型埋层区域上依次 形成第一氧化层和第一多晶硅层；步骤52 在所述N型埋层区域内注入离子，作为集电区； 步骤53 在所述第一多晶硅层和所述集电区上形成P型外延层；步骤54 在所述P型外延 层上形成包含有接触孔的第二氧化层和氮化硅层；步骤55 在所述接触孔内和所述氮化硅 层表面生长第二多晶硅层；步骤56 刻蚀所述第二多晶硅、所述氮化硅层和所述第二氧化 层至露出P型外延层，刻蚀后剩下的第二多晶硅层作为发射区；步骤57 在所述发射区两侧 的第一多晶硅层内注入离子，所述发射区正对着的所述P型外延层作为本征基区，剩余的 所述P型外延层均作为非本征基区。基于上述实施方式形成的双极型晶体管，包括半导体衬底；位于所述半导体衬 底内的N型埋层区域；位于所述N型埋层区域内的集电区；位于所述集电区上的本征基区； 位于所述本征基区上的发射区，位于所述发射区两侧的非本征基区。下面结合附图对本发明的具体实施方式
做详细的说明。图6至图9是本发明形成双极型晶体管的实施例示意图。
首先，请参考图6，提供半导体衬底10，所述半导体衬底10的材料可以是硅或锗硅 等，在所述半导体衬底内已制作完成CMOS的结构33，所述CMOS 33上覆盖有保护层13，至 于CMOS的制作过程，属于现有技术，在此就不再赘言。之后向半导体衬底10内注入如锑离 子等N型离子且进行扩散，形成N型埋层区域(图中未示)，采用热氧化法或化学气相沉积 法在N埋层区域上形成第一氧化层12，所述第一氧化层12的厚度为120埃至180埃，优选 150埃，材料为含硅氧化物，例如二氧化硅等，在第一氧化层12上形成第一多晶硅层14，形 成方法为化学气相沉淀法，第一多晶硅层14作为多晶硅种子层使用；用旋涂法在第一多晶 硅层14上形成第一光刻胶层15，经过光刻工艺后，在第一光刻胶层15上定义出集电极开口 图形；以第一光刻胶层15为掩膜，沿集电极开口图形向N型埋层区域中注入N型离子并进 行扩散，形成集电区11，所述N型离子为磷离子，图6中箭头所指的方向，即为离子注入的方 向。接着，请参考图7，去除第一光刻胶层15后，采用干法刻蚀法去除第一氧化层；采 用外延法形成覆盖第一多晶硅层14和集电区11的P型外延层，第一多晶硅层14上的外延 层20为多晶硅层，集电区11上的外延层22为单晶硅层，集电区11上的P型外延层22的 材料为锗硅，厚度为700埃至1000埃，优选800埃。接着，在P型外延层上形成厚度为800 埃至1200埃的第二氧化层21，所述第二氧化层21的材料为含硅氧化物，例如二氧化硅；如 果第二氧化层21的材料为二氧化硅，则形成方法为热氧化法。下面，请参考图8，在第二氧化层21上生长氮化硅层42，氮化硅层42的厚度也为 800埃至1200埃，优选的，氮化硅层42的厚度为1000埃，在氮化硅层42上旋涂第二光刻胶 层23，经过光刻工艺后，在第二光刻胶层23上定义出接触孔开口图形，以第二光刻胶层23 为掩膜，沿接触孔开口图形刻蚀第二氧化层21和氮化硅层42，至露出P型外延层22，形成 接触孔。最后，请参考图9，去除第二光刻胶层后，用化学气相沉积法形成填充满接触孔且 覆盖氮化硅层42表面的第二多晶硅层23 ；在第二多晶硅层23上形成第三光刻胶层24， 经过曝光显影工艺后，定义出发射区的图形；以第三光刻胶层24为掩膜，沿发射区图形刻 蚀多晶硅层、氮化硅层和第二氧化层至露出第一多晶硅层的外延层20的表面，形成发射区 23。在所述发射区23两侧的第一多晶硅层的外延层20内注入离子，图中箭头方向为离子 注入方向，所述发射区23正对着的所述P型外延层作为本征基区，即为图中位于集电区11 上的外延层22中虚线所隔开的且正对发射区23窗口的区域，剩余的P型外延层均作为非 本征基区。图9中所示的双极型晶体管，即为使用上述方法所形成的双极型晶体管。虽然本发明已以较佳实施例披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术 人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应 当以权利要求所限定的范围为准。
权利要求
一种双极型晶体管的制作方法，其特征在于包括以下步骤提供半导体衬底，在所述半导体衬底内形成N型埋层区域；在所述N型埋层区域上依次形成第一氧化层和第一多晶硅层；在所述N型埋层区域内注入离子，作为集电区；在所述第一多晶硅层和所述集电区上形成P型外延层；在所述P型外延层上形成包含有接触孔的第二氧化层和氮化硅层；在所述接触孔内和所述氮化硅层表面生长第二多晶硅层；刻蚀所述第二多晶硅、所述氮化硅层和所述第二氧化层至露出P型外延层，刻蚀后剩下的第二多晶硅层作为发射区；在所述发射区两侧的第一多晶硅层内注入离子，所述发射区正对着的所述P型外延层作为本征基区，剩余的所述P型外延层均作为非本征基区。
2.根据权利要求1所述的双极型晶体管的制作方法，其特征在于在所述半导体衬底 内形成所述N型埋层区域之前，在所述半导体衬底内已制作完成CMOS的结构，所述CMOS上 覆盖有保护层。
3.根据权利要求1所述的双极型晶体管的制作方法，其特征在于所述第一氧化层的 厚度为120埃至180埃。
4.根据权利要求1所述的双极型晶体管的制作方法，其特征在于采用热氧化法或化 学气相沉淀法形成第一氧化层。
5.根据权利要求1所述的双极型晶体管的制作方法，其特征在于在所述N型埋层区 域内注入的离子为N型离子。
6.根据权利要求1所述的双极型晶体管的制作方法，其特征在于所述P型外延层的 厚度为700埃至1000埃，材料为锗硅。
7.根据权利要求1所述的双极型晶体管的制作方法，其特征在于所述氮化硅层的厚 度为800埃至1200埃。
8.根据权利要求1所述的双极型晶体管的制作方法，其特征在于所述第一多晶硅层 内注入的离子为硼离子，剂量为3X 1015/cm2至6X 1015/cm2，能量为lOKev至20Kev。
9.一种双极型晶体管，包括半导体衬底；位于所述半导体衬底内的N型埋层区域 ’位 于所述N型埋层区域内的集电区；位于所述集电区上的本征基区；位于所述本征基区上的 发射区，其特征在于，还包括位于所述发射区两侧的非本征基区。
全文摘要
本发明提出一种双极型晶体管及其制作方法，所述方法包括以下步骤提供半导体衬底，在半导体衬底内形成N型埋层区域；在N型埋层区域内注入离子，作为集电区；在所述第一多晶硅层和所述集电区上形成P型外延层；在P型外延层上形成包含有接触孔的第二氧化层和氮化硅层；在接触孔内和氮化硅层表面生长第二多晶硅层；刻蚀所述第二多晶硅、氮化硅层和第二氧化层至露出P型外延层，刻蚀后剩下的第二多晶硅层作为发射区；在发射区两侧的第一多晶硅层内注入离子，发射区正对着的P型外延层作为本征基区，剩余的P型外延层均作为非本征基区，本发明在发射区两侧设置非本征基区，大大降低了基区的电阻，从而提高了晶体管的最高振荡频率。
文档编号H01L29/73GK101834135SQ201010153708
公开日2010年9月15日 申请日期2010年4月22日 优先权日2010年4月22日
发明者孙涛, 陈乐乐 申请人:上海宏力半导体制造有限公司