专利名称：自对准双极晶体管及其制作方法
技术领域：
本发明涉及半导体集成电路领域，特别是涉及一种自对准双极晶体管。本发明还涉及自对准双极晶体管的制作方法。
背景技术：
在射频应用中，需要越来越高的器件特征频率，RFCMOS虽然在先进的工艺技术中可实现较高频率，但还是难以完全满足射频要求，如很难实现40GHz以上的特征频率，而且先进工艺的研发成本也是非常高；化合物半导体可实现非常高的特征频率器件，但由于材料成本高、尺寸小的缺点，加上大多数化合物半导体有毒，限制了其应用。锗硅(SiGe)异质结双极晶体管(HBT)则是超高频器件的很好选择，首先其利用SiGe与硅(Si)的能带差别，提高发射区的载流子注入效率，增大器件的电流放大倍数；其次利用SiGe基区的高掺杂，降低基区电阻，提高特征频率；另外SiGe工艺基本与硅工艺相兼容，因此SiGe HBT已经成为超高频器件的主力军。现有的SiGe HBT采用高掺杂的集电区埋层，以降低集电区电阻，采用高浓度高能量N型注入，连接集电区埋层，形成集电极引出端(collector pick-up)。集电区埋层上外延中低掺杂的集电区，在位P型掺杂的SiGe外延形成基区，然后重N型掺杂多晶硅构成发射极，最终完成HBT的制作。在发射区窗口打开时可选择中心集电区局部离子注入，调节HBT的击穿电压和特征频率。另外采用深槽隔离降低集电区和衬底之间的寄生电容，改善HBT的频率特性。该器件工艺成熟可靠，但主要缺点有:1、集电区外延成本高；2、c0llect0rpick-up的形成靠高剂量、大能量的离子注入，才能将集电区埋层引出，因此所占器件面积很大；3、深槽隔离工艺复杂，而且成本较高；4、HBT工艺的光刻层数较多。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种自对准双极晶体管，能实现发射区和外基区之间的良好对准，能减少发射区和外基区的耦合区域、从而能降低发射区和基区间的寄生电容，最后能提高器件的频率特性和性能。为此，本发明还提供一种自对准双极晶体管的制造方法，能实现外基区的自对准注入，从而能够节省形成外基区的光刻层；发射区采用全面刻蚀工艺形成，也能节省一层光刻掩模板，降低工艺成本和复杂度。为解决上述技术问题，本发明提供的自对准双极晶体管形成于硅衬底上，有源区由浅槽场氧隔离，自对准双极晶体管包括:一集电区，由形成于所述有源区中的一 N型离子注入区组成，所述集电区深度大于所述浅槽场氧底部的深度。—赝埋层，由形成于所述有源区两侧的浅槽场氧底部的N型离子注入区组成，所述赝埋层还延伸到所述有源区中并和所述集电区的底部相接触，在所述赝埋层顶部的所述浅槽场氧中形成有深孔接触，该深孔接触引出集电极。一 P型掺杂的基区，所述基区由形成于所述有源区上方的基区外延层组成，所述基区和所述集电区形成接触，所述基区还延伸到所述有源区外侧的所述浅槽场氧上。一发射区窗口介质层，所述发射区窗口介质层包括内侧面和外侧面并组成一围绕式结构，所述发射区窗口介质层的内侧面围成的区域为发射区窗口，所述发射区窗口介质层的外侧面以外的区域为外基区自对准注入区。所述发射区窗口位于所述有源区的正上方、且所述发射区窗口的尺寸小于或等于所述有源区尺寸；在所述发射区窗口的侧壁上形成有氮化膜内侧墙，所述发射区窗口将所述基区露出。所述发射区窗口介质层的外侧面和所述有源区相交使所述外基区自对准注入区和所述有源区的位置能交叠。一发射区，由N型多晶硅组成，所述发射区的多晶硅完全填充所述发射区窗口并和所述发射区窗口底部的所述基区接触；在所述发射区上形成有金属接触，该金属接触引出发射极。根据形成于所述硅衬底上的位置不同所述基区分为本征基区和外基区，位于所述发射区窗口介质层的外侧面以内区域的所述基区为所述本征基区、所述本征基区外部的所述基区为所述外基区；所述外基区的P型掺杂杂质还包括自对准注入杂质，所述自对准注入杂质的自对准的阻挡区域为所述发射区窗口介质层的外侧面以内区域；在所述外基区上形成有金属接触，该金属接触引出基极。进一步的改进是，所述基区的基区外延层的成分为Si，SiGe, SiGeC0进一步的改进是，所述发射区窗口介质层为氧化膜、或为氧化膜和氮化膜形成的复合膜，所述发射区窗口介质层的厚度为0.1微米 0.3微米。进一步的改进是，所述发射区的宽度为0.2微米 0.4微米；所述发射区窗口介质层的内侧面和外侧面之间的宽度为0.1微米 0.2微米。进一步的改进是，所述发射区仅由填充于所述发射区窗口中的所述多晶硅组成，在所述发射区窗口外部的所述发射区窗口介质层上没有所述多晶硅。进一步的改进是，在所述发射区和所述外基区的表面都覆盖有硅化物。为解决上述技术问题，本发明提供的自对准双极晶体管的制作方法包括如下步骤:步骤一、在硅衬底上形成浅沟槽和有源区。步骤二、在所述有源区周侧的所述浅沟槽的底部的进行N型离子注入形成赝埋层；所述赝埋层还延伸到所述有源区中。步骤三、在所述浅沟槽中填入氧化硅形成浅槽场氧。步骤四、在所述有源区中进行N型离子注入形成集电区，所述集电区深度大于所述浅槽场氧底部的深度，所述集电区和延伸到所述有源区中所述赝埋层相接触。步骤五、淀积P型掺杂的基区外延层，光刻刻蚀所述基区外延层形成基区，所述基区位于所述有源区上方并和所述集电区相接触，所述基区还延伸上所述有源区外侧的所述浅槽场氧上。步骤六、淀积发射区窗口介质层，所述发射区窗口介质层和所述基区接触并延伸到所述基区外部的所述浅槽场氧上。步骤七、采用光刻刻蚀工艺对所述发射区窗口介质层进行刻蚀，刻蚀后的所述发射区窗口介质层包括内侧面和外侧面并组成一围绕式结构，所述发射区窗口介质层的内侧面围成的区域为发射区窗口，所述发射区窗口介质层的外侧面以外的区域为外基区自对准注入区；所述发射区窗口位于所述有源区的正上方、且所述发射区窗口的尺寸小于或等于所述有源区尺寸；所述发射区窗口介质层的外侧面和所述有源区相交；所述发射区窗口和所述外基区自对准注入区的底部还保留有一定厚度的所述发射区窗口介质层，使所述发射区窗口和所述外基区自对准注入区底部的所述基区不露出；位于所述发射区窗口介质层的外侧面以内区域的所述基区为所述本征基区、所述本征基区外部的所述基区为所述外基区。步骤八、在形成有所述发射区窗口的所述硅衬底上淀积第一介质膜，所述第一介质膜厚度满足使所述发射区窗口的侧部表面上的所述第一介质膜在所述发射区窗口中合并，所述第一介质膜对所述发射区窗口介质层的湿法刻蚀选择比要大于I。步骤九、对所述第一介质膜进行湿法回刻，控制湿法回刻量将所述发射区窗口外部的所述第一介质膜全部去除、而使所述发射区窗口内部的所述第一介质膜保留。步骤十、在所述外基区中进行P型杂质的自对准注入，该自对准注入的阻挡层由所述发射区窗口介质层的外侧面以内的所述发射区窗口介质层和所述第一介质膜组成。步骤十一、采用湿法刻蚀工艺将所述发射区窗口内的所述第一介质膜全部去除。步骤十二、在去除所述第一介质膜的所述硅衬底上淀积第二氮化膜，所述第二氮化膜覆盖于所述发射区窗口的底部表面和侧部表面、以及所述发射区窗口的外部；所述第二氮化膜厚度满足使所述发射区窗口的侧部表面上的所述第二氮化膜不会在所述发射区窗口中合并。步骤十三、对所述第二氮化膜进行回刻，将所述发射区窗口外部和底部表面的所述第二氮化膜去除，在所述发射区窗口的侧部表面形成由剩余的所述第二氮化膜组成的氮化膜内侧墙。步骤十四、采用光刻胶形成的掩膜，用湿法刻蚀工艺将所述发射区窗口底部保留的所述发射区窗口介质层完全去除并将所述基区露出。步骤十五、在所述硅衬底上全面淀积发射极多晶硅；所述发射极多晶硅的厚度满足将所述发射区窗口完全填充，所述发射极多晶硅在所述发射区窗口内和所述基区接触。步骤十六、对所述发射极多晶硅进行回刻，将所述发射区窗口外部的所述发射极多晶硅全部去除，剩余的所述发射极多晶硅仅填充于所述发射区窗口中，并由填充于所述发射区窗口中的所述发射极多晶硅组成发射区；对所述发射区的所述发射极多晶硅进行N型尚子注入掺杂。步骤十七、在所述赝埋层顶部的浅槽场氧中形成深孔接触引出所述集电极；在所述发射区顶部形成金属接触引出发射极；在所述外基区的顶部形成金属接触引出基极。进一步的改进是，步骤六中所淀积的所述发射区窗口介质层为氧化膜、或为氧化膜和氮化膜形成的复合膜，所述发射区窗口介质层的厚度为0.1微米 0.3微米；步骤七中所述发射区窗口和所述外基区自对准注入区的底部还保留的所述发射区窗口介质层的厚度为0.01微米 0.03微米。进一步的改进是，步骤八中所述第一介质膜为氮化膜、氧化膜、或氮氧化膜；所述第一介质膜的厚度为0.05微米 0.3微米；步骤九中回刻后所述发射区窗口中保留的所述第一介质膜的厚度为0.03微米 0.2微米。进一步的改进是，步骤十六中对所述发射极多晶硅的回刻为全面回刻，不采用光刻掩模；采用终点刻蚀检测，使刻蚀停在所述发射区窗口介质层上，保证所述发射区窗口介质层上的多晶硅被刻蚀干净。本发明具有如下有益效果:1、本发明通过发射区窗口介质层定义出发射区窗口和外基区自对准注入区，能实现发射区和外基区之间的良好对准，再加上发射区仅由形成于发射区窗口中的多晶硅组成，能减少发射区和外基区的耦合区域、从而能降低发射区和基区间的寄生电容，最后能提高器件的频率特性和性能。2、本发明方法中的外基区注入为自对准注入，从而能够节省形成外基区的光刻层，降低工艺成本。3、本发明方法中形成发射区时对发射极多晶硅进行的回刻为全面回刻，也能节省一层光刻掩模板，降低工艺成本和复杂度。
下面结合附图和具体实施方式
对本发明作进一步详细的说明:图1是本发明实施例自对准双极晶体管的结构示意图；图2A-图2L是本发明实施例自对准双极晶体管的制作方法的各步骤中的器件结构示意图。
具体实施例方式如图1所示，是本发明实施例自对准双极晶体管的结构示意图。本发明实施例自对准双极晶体管形成于硅衬底上，有源区由浅槽场氧2隔离也即为一浅沟槽隔离(STI)结构，包括:一集电区4，由形成于所述有源区中的一 N型离子注入区组成，所述集电区4深度大于所述浅槽场氧2底部的深度。一赝埋层1，由形成于所述有源区两侧的浅槽场氧2底部的N型离子注入区组成，所述赝埋层I还延伸到所述有源区中并和所述集电区4的底部相接触，在所述赝埋层I顶部的所述浅槽场氧2中形成有深孔接触13，该深孔接触13引出集电极。一 P型掺杂的基区，所述基区由形成于所述有源区上方的基区外延层组成，所述基区的基区外延层的成分为Si，SiGe, SiGeC0所述基区和所述集电区4形成接触，所述基区还延伸到所述有源区外侧的所述浅槽场氧2上。在所述基区的延伸段和所述浅槽场氧2之间还形成有基区窗口介质层3，该基区窗口介质层3围成一基区窗口并定义出所述基区区域。一发射区窗口介质层6，所述发射区窗口介质层6为氧化膜、或为氧化膜和氮化膜形成的复合膜，所述发射区窗口介质层6的厚度为0.1微米 0.3微米。所述发射区窗口介质层6包括内侧面和外侧面并组成一围绕式结构，所述发射区窗口介质层6的内侧面围成的区域为发射区窗口，所述发射区窗口介质层6的外侧面以外的区域为外基区自对准注入区。所述发射区窗口介质层6的内侧面和外侧面之间的宽度为0.1微米 0.2微米。
所述发射区窗口位于所述有源区的正上方、且所述发射区窗口的尺寸小于或等于所述有源区尺寸；在所述发射区窗口的侧壁上形成有氮化膜内侧墙9，所述发射区窗口将所述基区露出。所述发射区窗口介质层6的外侧面和所述有源区相交使所述外基区自对准注入区和所述有源区的位置能交叠。一发射区10，所述发射区10仅由完全填充于所述发射区窗口中的N型多晶硅组成，在所述发射区窗口外部的所述发射区窗口介质层6上没有所述多晶硅，在所述发射区10表面覆盖有硅化物11。所述发射区10和所述发射区窗口底部的所述基区接触；所述发射区10的宽度为0.2微米 0.4微米。在所述发射区10上形成有金属接触12，该金属接触12引出发射极。根据形成于所述硅衬底上的位置不同所述基区分为本征基区5a和外基区5b，位于所述发射区窗口介质层6的外侧面以内区域的所述基区为所述本征基区5a、所述本征基区5a外部的所述基区为所述外基区5b ;所述外基区5b的P型掺杂杂质还包括自对准注入杂质，所述自对准注入杂质的自对准的阻挡区域为所述发射区窗口介质层6的外侧面以内区域。在所述外基区5b的表面覆盖有硅化物11。在所述外基区5b上形成有金属接触12，该金属接触12引出基极。最后通过金属层14实现器件的互连。如图2A至图2L所示，是本发明实施例自对准双极晶体管的制作方法的各步骤中的器件结构示意图。本发明实施例自对准双极晶体管的制作方法包括如下步骤:步骤一、如图2A所示，在硅衬底上形成浅沟槽和有源区。步骤二、如图2A所示，在所述有源区周侧的所述浅沟槽的底部的进行N型离子注入形成赝埋层I;所述赝埋层I还延伸到所述有源区中。步骤三、如图2A所示，在所述浅沟槽中填入氧化硅形成浅槽场氧2。步骤四、如图2A所示，在所述有源区中进行N型离子注入形成集电区4，所述集电区4深度大于所述浅槽场氧2底部的深度，所述集电区4和延伸到所述有源区中所述赝埋层I相接触。步骤五、如图2A所示,在所述硅衬底上淀积厚度为0.02微米 0.08微米的基区窗口介质层3，采用光刻刻蚀工艺对所述基区窗口介质层3进行刻蚀形成基区窗口 ；所述基区窗口位于所述有源区上方、且尺寸大于或等于所述有源区尺寸。所述基区窗口定义出基区区域，并将所述集电区4露出。所述基区窗口介质层3能为氧化膜。如图2B所示，淀积P型掺杂的基区外延层，所述基区的基区外延层的成分为Si，SiGe, SiGeC0进行光刻刻蚀所述基区外延层形成基区，所述基区位于所述有源区上方并和所述集电区4相接触，所述基区还延伸上所述有源区外侧的所述浅槽场氧2上。步骤六、如图2C所示，淀积发射区窗口介质层6，所述发射区窗口介质层6和所述基区接触并延伸到所述基区外部的所述浅槽场氧2上。所淀积的所述发射区窗口介质层6为氧化膜、或为氧化膜和氮化膜形成的复合膜，所述发射区窗口介质层6的厚度为0.1微米 0.3微米。步骤七、如图2D所示，采用光刻刻蚀工艺对所述发射区窗口介质层6进行刻蚀，刻蚀后的所述发射区窗口介质层6包括内侧面和外侧面并组成一围绕式结构。所述发射区窗口介质层6的内侧面围成的区域为发射区窗口，所述发射区窗口介质层6的外侧面以外的区域为外基区自对准注入区。所述发射区窗口介质层6的内侧面和外侧面之间的宽度为
0.1微米 0.2微米。所述发射区窗口的宽度为0.3微米 0.5微米。所述发射区窗口位于所述有源区的正上方、且所述发射区窗口的尺寸小于或等于所述有源区尺寸。所述发射区窗口介质层6的外侧面和所述有源区相交。所述发射区窗口和所述外基区自对准注入区的底部还保留有一定厚度如0.01微米 0.03微米的所述发射区窗口介质层6，使所述发射区窗口和所述外基区自对准注入区底部的所述基区不露出；位于所述发射区窗口介质层6的外侧面以内区域的所述基区为所述本征基区5a、所述本征基区5a外部的所述基区为所述外基区5b。步骤八、如图2E所示，在形成有所述发射区窗口的所述硅衬底上淀积第一介质膜7，所述第一介质膜7厚度满足使所述发射区窗口的侧部表面上的所述第一介质膜7在所述发射区窗口中合并。所述第一介质膜7对所述发射区窗口介质层6的湿法刻蚀选择比要大于1、且所述第一介质膜7选择氮化膜、氧化膜、或氮氧化膜中的一种。所述第一介质膜7的厚度能为0.05微米 0.3微米，具体厚度还满足使所述第一介质膜7在所述发射区窗口中合并，合并后，位于所述发射区窗口中的所述第一介质膜7的厚度基本上等于所述发射区窗口介质层6的厚度加上在平坦区域淀积的所述第一介质膜7的厚度。步骤九、如图2F所示，对所述第一介质膜7进行湿法回刻，由于所述发射区窗口中的所述第一介质膜7的厚度要厚，控制湿法回刻量能将所述发射区窗口外部的所述第一介质膜7全部去除、而使所述发射区窗口内部的所述第一介质膜7保留。回刻后所述发射区窗口中保留的所述第一介质膜7的厚度为0.03微米 0.2微米。步骤十、如图2F所示，在所述外基区5b中进行P型杂质的自对准注入，该自对准注入的阻挡层由所述发射区窗口介质层6的外侧面以内的所述发射区窗口介质层6和所述第一介质膜7组成。所述外基区5b的自对准注入的注入杂质为硼或氟化硼、注入能量为3kev 20kevo步骤十一、如图2G所示，采用湿法刻蚀工艺将所述发射区窗口内的所述第一介质月旲7全部去除。步骤十二、如图2G所示，在去除所述第一介质膜7的所述硅衬底上淀积第二氮化膜9，所述第二氮化膜9覆盖于所述发射区窗口的底部表面和侧部表面、以及所述发射区窗口的外部。所述第一介质膜9的厚度能为0.02微米 0.15微米，所述第二氮化膜9厚度同时还有满足使所述发射区窗口的侧部表面上的所述第二氮化膜9不会在所述发射区窗口中合并。步骤十三、如图2H所示，对所述第二氮化膜9进行回刻，将所述发射区窗口外部和底部表面的所述第二氮化膜9去除，在所述发射区窗口的侧部表面形成由剩余的所述第二氮化膜9组成的氮化膜内侧墙9。在所述发射区窗口介质层6的外侧面也形成有侧墙。形成内侧墙9后，所述发射区窗口底部宽度决定了发射区的宽度，该宽度为0.2微米 0.4微米。步骤十四、如图21所示，采用光刻胶形成的掩膜，用湿法刻蚀工艺将所述发射区窗口底部保留的所述发射区窗口介质层6完全去除并将所述本征基区5a露出。步骤十五、如图2J所示，在所述硅衬底上全面淀积发射极多晶硅IOa ;所述发射极多晶硅IOa的厚度为0.3微米 0.8微米，该厚度还要满足将所述发射区窗口完全填充，所述发射极多晶硅在所述发射区窗口内和所述基区接触。上述所述发射极多晶硅的厚度能使所述发射区窗口中的的所述发射极多晶硅IOa的厚度基本上等于所述发射区窗口介质层6的厚度加上在平坦区域淀积的所述发射极多晶硅IOa的厚度。步骤十六、如图2K所示，不采用光刻掩模，对所述发射极多晶硅IOa进行全面回刻；采用终点刻蚀检测，使刻蚀停在所述发射区窗口介质层6上，保证所述发射区窗口介质层6上的多晶硅被刻蚀干净。刻蚀后，所述发射区窗口外部的所述发射极多晶硅IOa全部去除，剩余的所述发射极多晶硅IOa仅填充于所述发射区窗口中，并由填充于所述发射区窗口中的所述发射极多晶硅IOa组成发射区10 ;之后，再对所述发射区10的所述发射极多晶硅进行N型离子注入掺杂。如图2L所示,在所述发射区10和所述外基区5b表面形成金属硅化物。步骤十七、如图1所示，在所述赝埋层I顶部的浅槽场氧2中形成深孔接触13引出所述集电极；在所述发射区10顶部形成金属接触12引出发射极；在所述外基区5b的顶部形成金属接触12引出基极。最后形成金属层14实现器件的互连。以上通过具体实施例对本发明进行了详细的说明，但这些并非构成对本发明的限制。在不脱离本发明原理的情况下，本领域的技术人员还可做出许多变形和改进，这些也应视为本发明的保护范围。
权利要求
1.一种自对准双极晶体管，形成于硅衬底上，有源区由浅槽场氧隔离，其特征在于，自对准双极晶体管包括: 一集电区，由形成于所述有源区中的一 N型离子注入区组成，所述集电区深度大于所述浅槽场氧底部的深度； 一赝埋层，由形成于所述有源区两侧的浅槽场氧底部的N型离子注入区组成，所述赝埋层还延伸到所述有源区中并和所述集电区的底部相接触，在所述赝埋层顶部的所述浅槽场氧中形成有深孔接触，该深孔接触引出集电极； 一 P型掺杂的基区，所述基区由形成于所述有源区上方的基区外延层组成，所述基区和所述集电区形成接触，所述基区还延伸到所述有源区外侧的所述浅槽场氧上； 一发射区窗口介质层，所述发射区窗口介质层包括内侧面和外侧面并组成一围绕式结构，所述发射区窗口介质层的内侧面围成的区域为发射区窗口，所述发射区窗口介质层的外侧面以外的区域为外基区自对准注入区； 所述发射区窗口位于所述有源区的正上方、且所述发射区窗口的尺寸小于或等于所述有源区尺寸；在所述发射区窗口的侧壁上形成有氮化膜内侧墙，所述发射区窗口将所述基区露出； 所述发射区窗口介质层的外侧面和所述有源区相交使所述外基区自对准注入区和所述有源区的位置能交叠； 一发射区，由N型多晶硅组成，所述发射区的多晶硅完全填充所述发射区窗口并和所述发射区窗口底部的所述基区接触；在所述发射区上形成有金属接触，该金属接触引出发射极； 根据形成于所述硅衬底上的位置不同所述基区分为本征基区和外基区，位于所述发射区窗口介质层的外侧面以内区域的所述基区为所述本征基区、所述本征基区外部的所述基区为所述外基区；所述外基区的P`型掺杂杂质还包括自对准注入杂质，所述自对准注入杂质的自对准的阻挡区域为所述发射区窗口介质层的外侧面以内区域；在所述外基区上形成有金属接触，该金属接触引出基极。
2.如权利要求1所述的自对准双极晶体管，其特征在于:所述基区的基区外延层的成分为 Si, SiGe, SiGeC0
3.如权利要求1所述的自对准双极晶体管，其特征在于:所述发射区窗口介质层为氧化膜、或为氧化膜和氮化膜形成的复合膜，所述发射区窗口介质层的厚度为0.1微米 0.3微米。
4.如权利要求1所述的自对准双极晶体管，其特征在于:所述发射区的宽度为0.2微米 0.4微米；所述发射区窗口介质层的内侧面和外侧面之间的宽度为0.1微米 0.2微米。
5.如权利要求1所述的自对准双极晶体管，其特征在于:所述发射区仅由填充于所述发射区窗口中的所述多晶硅组成，在所述发射区窗口外部的所述发射区窗口介质层上没有所述多晶娃。
6.如权利要求1所述的自对准双极晶体管，其特征在于:在所述发射区和所述外基区的表面都覆盖有硅化物。
7.一种自对准双极晶体管的制作方法，其特征在于，包括如下步骤:步骤一、在硅衬底上形成浅沟槽和有源区； 步骤二、在所述有源区周侧的所述浅沟槽的底部的进行N型离子注入形成赝埋层；所述赝埋层还延伸到所述有源区中； 步骤三、在所述浅沟槽中填入氧化硅形成浅槽场氧； 步骤四、在所述有源区中进行N型离子注入形成集电区，所述集电区深度大于所述浅槽场氧底部的深度，所述集电区和延伸到所述有源区中所述赝埋层相接触； 步骤五、淀积P型掺杂的基区外延层，光刻刻蚀所述基区外延层形成基区，所述基区位于所述有源区上方并和所述集电区相接触，所述基区还延伸上所述有源区外侧的所述浅槽场氧上； 步骤六、淀积发射区窗口介质层，所述发射区窗口介质层和所述基区接触并延伸到所述基区外部的所述浅槽场氧上； 步骤七、采用光刻刻蚀工艺对所述发射区窗口介质层进行刻蚀，刻蚀后的所述发射区窗口介质层包括内侧面和外侧面并组成一围绕式结构，所述发射区窗口介质层的内侧面围成的区域为发射区窗口，所述发射区窗口介质层的外侧面以外的区域为外基区自对准注入区；所述发射区窗口位于所述有源区的正上方、且所述发射区窗口的尺寸小于或等于所述有源区尺寸；所述发射区窗口介质层的外侧面和所述有源区相交；所述发射区窗口和所述外基区自对准注入区的底部还保留有一定厚度的所述发射区窗口介质层，使所述发射区窗口和所述外基区自对准注入区底部的所述基区不露出；位于所述发射区窗口介质层的外侧面以内区域的所述基区为所述本征基区、所述本征基区外部的所述基区为所述外基区；步骤八、在形成有所述发射区窗 口的所述硅衬底上淀积第一介质膜，所述第一介质膜厚度满足使所述发射区窗口的侧部表面上的所述第一介质膜在所述发射区窗口中合并，所述第一介质膜对所述发射区窗口介质层的湿法刻蚀选择比要大于I ; 步骤九、对所述第一介质膜进行湿法回刻，控制湿法回刻量将所述发射区窗口外部的所述第一介质膜全部去除、而使所述发射区窗口内部的所述第一介质膜保留； 步骤十、在所述外基区中进行P型杂质的自对准注入，该自对准注入的阻挡层由所述发射区窗口介质层的外侧面以内的所述发射区窗口介质层和所述第一介质膜组成； 步骤十一、采用湿法刻蚀工艺将所述发射区窗口内的所述第一介质膜全部去除； 步骤十二、在去除所述第一介质膜的所述硅衬底上淀积第二氮化膜，所述第二氮化膜覆盖于所述发射区窗口的底部表面和侧部表面、以及所述发射区窗口的外部；所述第二氮化膜厚度满足使所述发射区窗口的侧部表面上的所述第二氮化膜不会在所述发射区窗口中合并； 步骤十三、对所述第二氮化膜进行回刻，将所述发射区窗口外部和底部表面的所述第二氮化膜去除，在所述发射区窗口的侧部表面形成由剩余的所述第二氮化膜组成的氮化膜内侧墙； 步骤十四、采用光刻胶形成的掩膜，用湿法刻蚀工艺将所述发射区窗口底部保留的所述发射区窗口介质层完全去除并将所述基区露出； 步骤十五、在所述硅衬底上全面淀积发射极多晶硅；所述发射极多晶硅的厚度满足将所述发射区窗口完全填充，所述发射极多晶硅在所述发射区窗口内和所述基区接触； 步骤十六、对所述发射极多晶硅进行回刻，将所述发射区窗口外部的所述发射极多晶硅全部去除，剩余的所述发射极多晶硅仅填充于所述发射区窗口中，并由填充于所述发射区窗口中的所述发射极多晶硅组成发射区；对所述发射区的所述发射极多晶硅进行N型离子注入掺杂； 步骤十七、在所述赝埋层顶部的浅槽场氧中形成深孔接触引出所述集电极；在所述发射区顶部形成金属接触引出发射极；在所述外基区的顶部形成金属接触引出基极。
8.如权利要求7所述的自对准双极晶体管的制作方法，其特征在于:步骤六中所淀积的所述发射区窗口介质层为氧化膜、或为氧化膜和氮化膜形成的复合膜，所述发射区窗口介质层的厚度为0.1微米 0.3微米；步骤七中所述发射区窗口和所述外基区自对准注入区的底部还保留的所述发射区窗口介质层的厚度为0.0l微米 0.03微米。
9.如权利要求7所述的自对准双极晶体管的制作方法，其特征在于:步骤八中所述第一介质膜为氮化膜、氧化膜、或氮氧化膜；所述第一介质膜的厚度为0.05微米 0.3微米；步骤九中回刻后所述发射区窗口中保留的所述第一介质膜的厚度为0.03微米 0.2微米。
10.如权利要求7所述的自对准双极晶体管的制作方法，其特征在于:步骤十六中对所述发射极多晶硅的回刻为全面回刻，不采用光刻掩模；采用终点刻蚀检测，使刻蚀停在所述发射区窗口介质层上，保证所述`发射区窗口介质层上的多晶硅被刻蚀干净。
全文摘要
本发明公开了一种自对准双极晶体管，通过发射区窗口介质层定义出发射区窗口和外基区自对准注入区，能实现发射区和外基区之间的良好对准；发射区仅由形成于发射区窗口中的多晶硅组成，能减少发射区和外基区的耦合区域、从而能降低发射区和基区间的寄生电容，最后能提高器件的频率特性和性能。本发明还公开了一种自对准双极晶体管的制作方法，外基区注入为自对准注入，从而能够节省形成外基区的光刻层，降低工艺成本；形成发射区时对发射极多晶硅进行的回刻为全面回刻，也能节省一层光刻掩模板，降低工艺成本和复杂度。
文档编号H01L21/265GK103117299SQ20111036386
公开日2013年5月22日 申请日期2011年11月16日 优先权日2011年11月16日
发明者陈帆, 陈雄斌, 薛恺, 周克然, 潘嘉, 李 昊, 蔡莹, 陈曦 申请人:上海华虹Nec电子有限公司