[發明專利]雙極晶體管及其制作方法

有效

• 申請號: 201711397390.0
• 申請日: 2017-12-21
• 公開（公告）號: CN108109916B
• 公開（公告）日: 2020-08-28
• 發明（設計）人: 不公告發明人
• 申請（專利權）人: 南京溧水高新創業投資管理有限公司
• 主分類號: H01L21/331
• 分類號: H01L21/331;H01L29/732
• 代理公司: 深圳峰誠志合知識產權代理有限公司 44525
• 代理人: 李明香

本發明涉及一種雙極晶體管及其制作方法。所述制作方法中，發射極多晶硅的制作包括以下步驟：在所述氧化層、所述有源區及P型接觸區上形成氧化硅；對所述氧化硅進行刻蝕，從而形成貫穿所述氧化硅的兩個第三開口，所述兩個第三開口位于所述兩個P型接觸區之間；在所述第三開口中形成氮化硅；在所述氧化硅及所述氮化硅上形成第二光刻膠，所述第二光刻膠具有對應所述兩個氮化硅之間的第四開口；去除所述氮化硅之間的氧化硅，所述氮化硅圍成第五開口；在所述第五開口處形成具有N型摻雜的多晶硅。通過所述氮化硅對發射區硅片進行保護，避免氧化物刻蝕工藝對發射區造成損失，提升器件性能。

【技術領域】

本發明涉及半導體制造工藝技術領域，特別地，涉及一種雙極晶體管及其制作方法。

【背景技術】

起源于1948年發明的點接觸晶體三極管，50年代初發展成結型三極管，即現在所稱的雙極型晶體管。雙極型晶體管有兩種基本結構：PNP型和NPN型。在這3層半導體中，中間一層稱基區，外側兩層分別稱發射區和集電區。當基區注入少量電流時，在發射區和集電區之間就會形成較大的電流，這就是晶體管的放大效應。雙極晶體管中，電子和空穴同時參與導電。同場效應晶體管相比，雙極型晶體管開關速度慢，輸入阻抗小，功耗大。單雙極型晶體管體積小、重量輕、耗電少、壽命長、可靠性高，已廣泛用于廣播、電視、通信、雷達、計算機、自控裝置、電子儀器、家用電器等領域，起放大、振蕩、開關等作用。

當前雙極晶體管的制作方法中，在形成發射極開口、發射極多晶硅及接觸孔等時經常需要使用光刻制程，導致現有雙極晶體管的制作方法工藝復雜、光刻成本較高。

雙極晶體管的制作方法中，發射極氧化物刻蝕需要遵循三個原則：1.保證氧化物刻蝕干凈，否則后續會導致發射極多晶無法和基區接觸。大電流放大系數會明顯降低；2.氧化物刻蝕時不能對發射區造成刻蝕損傷。否則會在基區引入大量缺陷，放大系數波動嚴重；3.發射區的橫向尺寸要嚴格一致。

然而，若采用干法刻蝕，則不可避免會對發射區造成損傷。若采用濕法腐蝕，由于濕法腐蝕為各向同性，則無法控制發射區的橫向尺寸。同時，當前制作方法也可能造成器件放大系數波動過大，降低器件的可靠性。

【發明內容】

本發明的其中一個目的在于為解決上述至少一個技術問題而提供一種雙極晶體管及其制作方法。

一種雙極晶體管的制作方法，其包括以下步驟：

提供N型襯底，在所述N型襯底上形成N型外延層，在N型外延層形成氧化層及貫穿所述氧化層且對應所述N型外延層的第一開口，利用所述第一開口進行P型注入，從而在所述N型外延層表面形成有源區；

在所述氧化層及所述有源區上形成第一光刻膠，所述第一光刻膠包括兩個第二開口，利用所述兩個第二開口對所述有源區進行刻蝕及注入，從而形成貫穿所述有源區并延伸至所述N型外延層中的兩個P型接觸區；

去除所述第一光刻膠，在所述氧化層、所述有源區及P型接觸區上形成氧化硅,對所述氧化硅進行刻蝕，從而形成貫穿所述氧化硅的兩個第三開口，所述兩個第三開口位于所述兩個P型接觸區之間；

在所述第三開口中形成氮化硅；

在所述氧化硅及所述氮化硅上形成第二光刻膠，所述第二光刻膠具有對應所述兩個氮化硅之間的第四開口；

去除所述氮化硅之間的氧化硅，所述氮化硅圍成第五開口；

在所述第五開口處形成具有N型摻雜的多晶硅；

對所述多晶硅進行退火，使得所述多晶硅中的N型雜質擴散至所述有源區，從而在所述有源區表面形成基極-發射極結；

在所述氧化硅中形成對應所述P型接觸區的通孔，在所述氧化硅側墻及所述多晶硅上形成金屬層，所述金屬層包括通過所述通孔連接所述P型接觸區的基極及連接所述多晶硅的發射極，以及在所述N型襯底遠離所述N型外延層一側形成集電極。