嵌入式外延外基区双极晶体管制备方法

文档序号:7144546阅读:254来源:国知局
专利名称:嵌入式外延外基区双极晶体管制备方法
技术领域
本发明涉及一种双极晶体管的利记博彩app,尤其涉及一种低成本的嵌入式外延外基区双极晶体管利记博彩app。
背景技术
嵌入式外延外基区双极晶体管由于很好的克服了 TED(Transient enhanceddiffusion)瞬时增强扩散效应在传统的双极晶体管的性能上有很大的提高。 嵌入式外延外基区双极晶体管,至少包括集电区、位于集电区上的基区、外基区、位于基区上的发射极以及所述发射极两侧的侧墙;外基区采用掺杂选择性外延工艺生长而成,且嵌入在所述集电区内。利记博彩app包括以下步骤I :制备第一掺杂类型的集电区;2 :在集电区上制备第二掺杂的基区;3 :在基区上依次制备第一介质;4 :光刻、刻蚀去除所述第一介质的裸露部分形成牺牲发射极;5 :刻蚀未被牺牲发射极覆盖的基区,刻蚀厚度大于基区的厚度;6 :在刻蚀所得的机构上制备第二掺杂类型的外基区;7 :淀积第二介质层形成平坦表面,暴露牺牲发射极的上表面;8 :去除部分表层牺牲发射极,得到窗口 ;9 :在所述窗口的内侧壁制备内侧墙结构;10 :去除未被内侧墙覆盖的牺牲发射极;11 :淀积多晶层;12 :去除步骤10和步骤7中第二介质层的边缘部分,形成发射极;13 :在外基区和发射极表面淀积金属,形成金属氧化物;14 :在所得结构上制备触孔、引出发射极电极和基区电极。采用上述方法可以制作上述嵌入式外延外基区双极晶体管,但是操作步骤多且较为繁琐,相应的降低了生产效率,提高了生成成本。

发明内容
为克服上述问题,本发明提供一种生产效率高,生成成本低的嵌入式外延外基区双极晶体管制备方法。为达上述目的,本发明嵌入式外延外基区双极晶体管制备方法包括以下具体步骤I :制备第一掺杂类型的集电区;2 :在集电区上制备第二掺杂的基区;3 :在基区上制备介质层;
4 :在所述介质层上光刻、刻蚀出发射极窗口 ;5 :在所述发射极窗口内淀积并平坦化多晶;6 :在所述多晶表面形成一多晶表面氧化层;7 :腐蚀掉所述介质层;8 :制作所述多晶以及所述多晶表面氧化层的侧墙;9 :以所述侧墙以及所述多晶表面氧化层为掩体,刻蚀基区以及集电区;10:在被蚀刻后的基区和集电区上通过原位掺杂选择性外延制备第二掺杂类型的外基区;
11 :在上述结构上制备触孔,引出发射极电极和集区电极。进一步地,所述步骤6采用高压氧化工艺制备所述多晶表面氧化层。进一步地,所述步骤5平坦化多晶的方法为CMP化学机械抛光法或etch-back凹蚀。进一步地,所述介质层为复合介质层;所述复合介质层包括淀积所述基区表面的氧化硅层以及淀积所述氧化硅层的氮化硅层。进一步地,所述侧墙由氧化硅构成或氮化硅构成。进一步地,所述步骤9中采用钻刻刻蚀所述基区以及所述集电区位于所述发射极下方部分;其中,所述发射极下方保留部分所述基区以及所述集电区。本发明嵌入式外延外基区双极晶体管制备方法的有益效果本发明嵌入式外延外基区双极晶体管制备方法,调整了制作步骤的顺序,优先制备发射极窗口,再在发射极窗口内通过淀积多晶、制作多晶表面氧化层,代替了以往方法中采用牺牲发射极逐步形成发射极,减少了步骤(如传统方法中第二介质的淀积以及腐蚀等步骤),并且步骤的繁琐度也相对降低了(如在窗口的内侧壁制备内侧墙结构),从而提高了生成效益,同时节省了生产成本。


图I-图7是本发明实施例一所述的嵌入式外延外基区双极晶体管的制备方示意图;图8-图9是本发明实施例例四所述的嵌入式外延外基区双极晶体管的制备方法示意图;图10是本发明实施例一所述的嵌入式外延外基区双极晶体管的制备方法的流程图。
具体实施例方式下面结合说明书附图对本发明做进一步的描述。实施例一如图I-图8所示,本实施例嵌入式外延外基区双极晶体管制备方法包括以下具体步骤I :制备第一掺杂类型的集电区I ;
2 :在集电区上制备第二掺杂的基区2 ;3 :在基区上制备介质层;在本实施例中所述介质层优选复合介质包括位于所述基区上的氧化硅层31以及淀积所述氧化硅层31的氮化硅层32 ;在具体的制作过程中所述氧化层31较薄,方便后续的腐蚀步骤;4 :在所述介质层上光刻、刻蚀出发射极窗口 4 ;5 :在所述发射极窗口 4内淀积并平坦化多晶5 ;6 :在所述多晶5表面形成一多晶表面氧化层6 ;7 :腐蚀掉所述介质层;8 :制作所述多晶5以及所述多晶表面氧化层6的侧墙7 ; 9 :以所述侧墙7以及所述多晶表面氧化层6为掩体,刻蚀基区2以及集电区I ;10 :被蚀刻后的基区2和集电区I基础上通过原位掺杂选择性外延制备第二掺杂类型的外基区8 ;11 :在上述结构上制备触孔,引出发射极电极和集区电极。在具体的制备过程中所述集电区I优先选用硅,所述基区2优先选用锗硅构成。本实施例所述的嵌入式外延外基区双极晶体管制备方法通过与传统制作工艺的比较,步骤少了且制作步骤更加简便,从而提高了生产效益,降低了生成成本。实施例二 在实施例一中,步骤6所述的多晶表面氧化层的形成,可以采取普通氧化工艺就可实现,而本实施例在实施例一的基础上,优选采用用高压氧化工艺制备所述多晶表面氧化层。采用高压氧化,由于氧化氛围处于高压状态,形成的氧化层的质量好,氧化速率高且大大降低了氧化温度、缩短了氧化时间,进一步提高了生产效益的同时降低了生成成本。实施例三本实施例在上述任一实施例一的基础上,所述多晶的平坦化的实现方法有多,在本实施例中提供两种技术成熟、生产速率高的方法。第一种采用CMP(Chemical Mechanical Polishing)化学机械抛光法,综合利用机械摩擦以及化学腐蚀相结合的工艺,可以简便的实现多晶的平坦化,同时保证平坦化的品质;第二种采用etch-back凹蚀,凹蚀工艺简单成熟。此外所述外基区的形成采用原位掺杂选择性外延工艺,该外延工艺的材质可以是硅,也可以是锗硅,还可以是掺碳的锗硅,在上述材料中需要参入杂质,所述杂质为第二掺杂类型即掺杂类型与基区的掺杂类型相同;为了降低外基区的电阻,掺杂浓度优选1E19 lE21cnT3。对于NPN型的嵌入式外延外基区双极晶体管,掺杂的杂质一般为元素硼。实施例四本实施例嵌入式外延外基区双极晶体管制备方法具体包括以下步骤I :制备第一掺杂类型的集电区;2 :在集电区上制备第二掺杂的基区;3 :在基区上制备介质层;;4 :在所述介质层中间位置光刻、刻蚀出发射极窗口 ;5 :在所述发射极窗口内淀积多晶并采用CMP工艺平坦化多晶;
6 :在所述多晶表面以高压氧化工艺形成一多晶表面氧化层;多晶表面氧化层相对于步骤3中介质层中的氧化层可以厚一些,这样方便在步骤7中的腐蚀,在多晶表面保留部分多晶表面氧化层作为发射极的组成部分;7 :腐蚀掉所述介质层;8 :制作所述多晶以及所述多晶表面氧化层侧墙;侧墙的材质可以是氧化硅也可以是氮化硅;9 :以所述侧墙以及所述多晶表面氧化层为掩体,刻蚀基区以及集电区;
10:被蚀刻后的基区和集电区基础上通过原位掺杂选择性外延制备第二掺杂类型的外基区;11 :在上述结构上制备触孔,引出发射极电极和集区电极。在步骤9中,刻蚀所述基区以及集电区的过程中可以采用一般方法刻蚀基区以及集电区均未位于所述发射极下方部分;如图8-图9所示,也可以用钻蚀刻蚀位于所述发射极以及集电区位于所述发射极下方部分形成图8中所述的沟槽,基区在所述发射极下方被刻蚀的部分的宽度小于基区位于发射极下方的部分的宽度;集电区在所述发射极下方被刻蚀的部分小于所述集电区位于所述发射极下方的部分。综合上述本发明所述的嵌入式外延外基区双极晶体管制备方法,步骤少且步骤相对简单,采用的实现工艺成熟且控制简便,从而大大的提高了生产效益,降低了生产成本。以上,仅为本发明的较佳实施例,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到的变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应该以权利要求所界定的保护范围为准。
权利要求
1.一种嵌入式外延外基区双极晶体管制备方法,其特征在于,所述嵌入式外延外基区双极晶体管制备方法包括以下具体步骤 I:制备第一掺杂类型的集电区; 2:在集电区上制备第二掺杂的基区; 3:在基区上制备介质层; 4:在所述介质层上光刻、刻蚀出发射极窗口 ; 5:在所述发射极窗口内淀积并平坦化多晶; 6:在所述多晶表面形成一多晶表面氧化层; 7:腐蚀掉所述介质层; 8:制作所述多晶以及所述多晶表面氧化层的侧墙; 9:以所述侧墙以及所述多晶表面氧化层为掩体,刻蚀基区以及集电区; 10:在被蚀刻后的基区和集电区上通过原位掺杂选择性外延制备第二掺杂类型的外基区; 11:在上述结构上制备触孔,弓I出发射极电极和集区电极。
2.根据权利要求I所述的嵌入式外延外基区双极晶体管制备方法,其特征在于,所述步骤6采用高压氧化工艺制备所述多晶表面氧化层。
3.根据权利要求I所述的嵌入式外延外基区双极晶体管制备方法,其特征在于,所述步骤5平坦化多晶的方法为CMP化学机械抛光法或etch-back凹蚀。
4.根据权利要求I所述的嵌入式外延外基区双极晶体管制备方法,其特征在于,所述介质层为复合介质层;所述复合介质层包括淀积所述基区表面的氧化硅层以及淀积所述氧化娃层的氮化娃层。
5.根据权利要求1-4任一所述的嵌入式外延外基区双极晶体管制备方法,其特征在于,所述侧墙由氧化硅构成或氮化硅构成。
6.根据权利要求1-4任一所述的嵌入式外延外基区双极晶体管制备方法,其特征在于,所述步骤9中采用钻刻刻蚀所述基区以及所述集电区位于所述发射极下方部分; 其中,所述发射极下方保留部分所述基区以及所述集电区。
全文摘要
本发明公开了一种嵌入式外延外基区双极晶体管制备方法,为解决现有制备方法,步骤多且繁琐、生产效率低、生产成本高等问题而设计,本发明制备方法依次包括制备第一掺杂类型的集电区、在集电区上制备第二掺杂的基区、在基区上制备介质层、在介质层上光刻、刻蚀出发射极窗口、在发射极窗口内淀积并平坦化多晶、在多晶表面形成一多晶表面氧化层、腐蚀掉介质层、制作多晶以及多晶表面氧化层的侧墙、以侧墙以及所述多晶表面氧化层为掩体,刻蚀基区、集电区;在被蚀刻后的基区和集电区基础上通过原位掺杂选择性外延制备第二掺杂类型的外基区;在上述结构上制备触孔,引出发射极电极和集区电极,具有步骤少且简单、生产效率高以及制作成本低等优点。
文档编号H01L21/331GK102969242SQ20121043101
公开日2013年3月13日 申请日期2012年11月1日 优先权日2012年11月1日
发明者王玉东, 付军, 崔杰, 赵悦, 刘志弘, 张伟, 李高庆, 吴正立, 许平 申请人:清华大学
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