[發明專利]雙極型晶體管的形成方法

有效

• 申請號: 201310315237.4
• 申請日: 2013-07-24
• 公開（公告）號: CN103400764A
• 公開（公告）日: 2013-11-20
• 發明（設計）人: 林益梅
• 申請（專利權）人: 上海宏力半導體制造有限公司
• 主分類號: H01L21/331
• 分類號: H01L21/331
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 駱蘇華

技術領域

本發明涉及半導體技術領域，特別涉及一種雙極型晶體管的形成方法。

背景技術

雙極型晶體管是構成現代大規模集成電路的常用器件結構之一，其操作速度快、飽和壓降下、電流密度大且生產成本低。

請參考圖1至圖4為現有技術的雙極型晶體管的形成方法示意圖。

請參考圖1，提供半導體襯底10，在所述半導體襯底10內形成N型埋層11以及位于所述N型埋層11內的集電極12。

所述半導體襯底10的材料可以是硅或鍺硅等半導體材料。對所述半導體襯底10內進行第一N型離子注入并擴散，形成所述N型埋層11，所述第一N型離子可以是銻離子；在所述半導體襯底10上形成具有開口的第一掩膜層（圖中未示出），所述開口定義集電極的位置及圖形，以所述第一掩膜層為掩膜對所述N型埋層11內進行第二N型離子注入，形成集電極12，所述第二N型離子為磷離子；然后去除所述第一掩膜層。

請參考圖2，在所述半導體襯底10表面形成覆蓋所述N型埋層11和集電極12的P型外延層13。

所述P型外延層13的材料為鍺硅，所述P型外延層13作為基極。

請參考圖3，在所述P型外延層13表面形成具有開口的氧化層14，所述開口定義了后續形成的發射極與基極的接觸位置和圖形，暴露出部分P型外延層13的表面，在所述P型外延層13表面形成填充滿所述開口，并覆蓋所述氧化層14表面的N型多晶硅層15，并進行平坦化。

請參考圖4，在所述多晶硅層15表面形成第二掩膜層，所述第二掩膜層定義出發射極的圖形，以所述第二掩膜層為掩膜刻蝕所述N型多晶硅層15和氧化層14，形成發射極15a。

現有技術形成的雙極型晶體管的性能有待進一步的提高。

發明內容

本發明解決的問題是提供一種雙極型晶體管的形成方法，提高雙極型晶體管的性能。

為解決上述問題，本發明提供一種雙極型晶體管的形成方法，包括：提供半導體襯底；在所述半導體襯底內形成N型集電極；在所述N型集電極表面形成P型基極，所述P型基極表面具有自然氧化形成的氧化層；在所述P型基極上形成N型發射極；對所述P型基極和N型發射極進行退火處理，降低發射極電阻。

可選的，所述退火處理采用的是快速熱退火工藝。

可選的，所述退火處理的溫度范圍為500℃～1200℃，所述退火處理的時間為10s～30s。

可選的，所述P型基極表面具有氧化層，所述氧化層的厚度為

可選的，在形成所述N型多晶硅層之前，對所述P型基極表面進行清洗，然后在所述P型基極表面自然氧化形成氧化層。

可選的，退火處理后，所述氧化層內出現若干空洞，并且所述空洞的總面積為退火處理之前的氧化層面積的1%～20%。

可選的，所述P型基極的材料為P型摻雜的SiGe。

可選的，在所述N型集電極表面形成P型基極的方法包括：在所述半導體襯底表面形成第一絕緣層；刻蝕所述第一絕緣層，在所述N型集電極表面形成第一開口，所述第一開口暴露出所述N型集電極的表面；形成填充滿所述第一開口的P型基極。

可選的，在所述P型基極表面形成N型發射極的方法包括：在所述第一絕緣層和P型基極表面形成基極多晶硅層，以及位于所述基極多晶硅層表面的第二絕緣層；刻蝕所述第二絕緣層和基極多晶硅層，形成位于所述P型基極表面的第二開口，所述第二開口暴露出部分P型基極的表面；在所述第二開口內形成N型多晶硅層，所述N型多晶硅層覆蓋第二開口的內壁以及第二絕緣層表面；在所述N型多晶硅層表面形成圖形化掩膜層，以所述圖形化掩膜層為掩膜，刻蝕所述N型多晶硅層和第二絕緣層，暴露出遠離所述第二開口部分的基極多晶硅層的部分表面，剩余的部分N型多晶硅層作為N型發射極。

可選的，所述第二絕緣層的材料為正硅酸乙酯、氮氧化硅、氮化硅中的一種或幾種，所述第二絕緣層為單層或者多層堆疊結構。

與現有技術相比，本發明的技術方案具有以下優點：

本發明的技術方案中，在形成所述雙極型晶體管的P型基極以及位于所述P型基極表面的N型發射極之后，進行退火處理。由于P型基極表面會被自然氧化而具有一層氧化層，退火過程中，N型發射極中的N型雜質離子會從N型發射極向氧化層擴散，撞擊所述氧化層，使氧化層斷裂而產生微小空洞。N型發射極內的電子可以直接通過所述空洞進入P型基極內，所以所述空洞的存在會降低由于P型基極表面氧化而產生的發射極電阻。