[發明專利]射頻三極管的制備方法和射頻三極管

在審

• 申請號: 201610099883.5
• 申請日: 2016-02-23
• 公開（公告）號: CN107104049A
• 公開（公告）日: 2017-08-29
• 發明（設計）人: 馬萬里;石金成
• 申請（專利權）人: 北大方正集團有限公司;深圳方正微電子有限公司
• 主分類號: H01L21/335
• 分類號: H01L21/335;H01L29/772
• 代理公司: 北京友聯知識產權代理事務所(普通合伙)11343
• 代理人: 尚志峰,汪海屏

技術領域

本發明涉及半導體芯片技術領域，具體而言，涉及一種射頻三極管的制備方法和一種射頻三極管。

背景技術

相關技術中，如圖1所示，射頻三極管包括：襯底102、外延層104、場氧化層110、第一多晶硅層112、第一離子摻雜區116、第二離子摻雜區118、側墻120、第二多晶硅層122、第三離子摻雜區124以及氧化層130。

在射頻三極管的制造過程中，為了達到形成基區和發射區淺結的目的，需要通過摻雜多晶硅中的離子向外延層中擴散的方式來制作。所以基區表面部分區域需要與基區對應摻雜的多晶硅接觸，部分區域需要與發射區對應摻雜的多晶硅接觸。這就要求基區表面有一定大小的尺寸，基區兩側為場氧化層，場氧化層在形成過程中，會造成一個很長的鳥嘴(如圖1所示的場氧化層110的尖端)，這就占據了有效的基區面積，形成了芯片面積的浪費。

因此，如何設計一種新的射頻三極管的制備方案以減小場氧化層的面積成為亟待解決的技術問題。

發明內容

本發明正是基于上述技術問題至少之一，提出了一種新的射頻三極管的制備方案，通過在制備過程中對場氧化層進行指定厚度的刻蝕，減小了場氧化層的面積，從而提升了器件集成度。

有鑒于此，本發明提出了一種射頻三極管的制備方法，包括：在襯底上依次形成外延層、氧化層和圖形化的氮化硅層；以圖形化的氮化硅層為掩蔽，通過熱氧化工藝處理外延層以形成場氧化層；去除氮化硅層和指定 厚度的場氧化層，以暴露出外延層的指定區域為止；在刻蝕場氧化層的襯底上依次形成第一多晶硅層，并對第一多晶硅層進行第一次P型離子注入；在完成離子注入的第一多晶硅層上形成氮化硅介質層；刻蝕第一多晶硅層和氮化硅介質層，以形成注入窗口；在注入窗口下方的外延層中進行第二次P型離子注入，通過退火工藝在外延層中形成第一離子摻雜區和第二離子摻雜區；在注入窗口中形成側墻結構；在側墻結構和第二離子摻雜區上方形成第二多晶硅層；對第二多晶硅層進行第三次N型離子注入，以形成第三離子摻雜區；在形成第三離子摻雜區的襯底上形成金屬電極128，以完成射頻三極管的制備。

在該技術方案中，通過在制備過程中對場氧化層進行指定厚度的刻蝕，減小了場氧化層的面積，從而提升了器件集成度。

在上述技術方案中，優選地，在襯底上依次形成外延層、氧化層和圖形化的氮化硅層，具體包括以下步驟：以溫度范圍為900℃至1200℃的熱氧化工藝在襯底上形成氧化層。

在該技術方案中，通過以溫度范圍為900℃至1000℃的熱氧化工藝在襯底上形成氧化層，一方面，降低了襯底的熱應力，另一方面，提升了氧化層的致密性，提升了器件可靠性。

在上述技術方案中，優選地，在襯底上依次形成外延層、氧化層和圖形化的氮化硅層，具體還包括以下步驟：以溫度范圍為600℃至900℃的化學氣相淀積工藝在氧化層上形成氮化硅層；通過光刻工藝和刻蝕工藝對氮化硅層進行圖形化處理，以形成圖形化的氮化硅層。

在該技術方案中，通過以溫度范圍為600℃至900℃的化學氣相淀積工藝在氧化層上形成氮化硅層，再通過干法刻蝕工藝依次對氮化硅進行刻蝕，以形成圖形化的氮化硅層，形成了場氧化層形成的掩膜層，基于氮化硅層作為掩膜，通過高溫氧氣與襯底接觸形成場氧化層，由于氮化硅層下的硅難以被氧化，所以在氮化硅層下方形成的場氧化層極薄，也即形成的場氧化層呈現一種“鳥嘴”的形狀。

在上述任一項技術方案中，優選地，以圖形化的氮化硅層為掩蔽，通過熱氧化工藝處理外延層以形成場氧化層，具體包括以下步驟：以圖形化的氮化硅層為掩蔽，通過溫度范圍為900℃至1200℃的熱氧化工藝處理外 延層，以形成場氧化層。

在該技術方案中，通過以圖形化的氮化硅層為掩蔽，以溫度范圍為900℃至1200℃的熱氧化工藝對襯底進行熱氧化處理，以形成場氧化層，一方面，降低了襯底的熱應力，另一方面，提升了柵氧化層的致密性，提升了器件可靠性。

在上述任一項技術方案中，優選地，在刻蝕場氧化層的襯底上依次形成第一多晶硅層，并對第一多晶硅層進行第一次P型離子注入，具體包括以下步驟：第一次P型離子注入的劑量范圍為1.0E14/cm²至1.0E16/cm²，注入能量范圍60keV至120keV，在注入窗口下方的外延層中形成第一離子摻雜區。