一種多晶硅發射極晶體管及其制作方法技術

本發明專利技術公開了一種多晶硅發射極晶體管及其制作方法。該制作方法包括：在P襯底上依次形成N+型的埋層、N-型的外延層以及第一隔離區和第二隔離區，還包括：形成第一N+區，所述第一N+區與所述埋層連通；形成一層第一二氧化硅層；在所述外延層內的上部形成P區和P+區；形成第一接觸孔、第二接觸孔和第三接觸孔；在所述第二二氧化硅層上方淀積一層第一氮化硅層，并將第一接觸孔、第二接觸孔和第三接觸孔中的所述第一氮化硅層去除；第一接觸孔和第三接觸孔中形成一層摻雜多晶硅層；形成第二N+區；在所述摻雜多晶硅層上方及第二接觸孔中淀積一層金屬層。本發明專利技術能夠在不降低發射極-集電極穿通電壓和電流增益的情況下實現器件的縱向按比例縮小。

【技術實現步驟摘要】
一種多晶硅發射極晶體管及其制作方法
本專利技術實施例涉及半導體
，尤其涉及一種多晶硅發射極晶體管及其制作方法。
技術介紹
雙極晶體管具有操作速度快、飽和壓降小、電流密度大等優點，目前已成為大規模集成電路的常用器件結構之一。傳統的集成電路中晶體管發射區的制作方法是先淀積三氯氧磷，然后通過發射區擴散完成晶體管的發射區摻雜，形成具有一定的電流增益和發射極-集電極擊穿電壓的發射區。該類發射區晶體管存在電流增益低的問題，特別是當集成電路的規模和集成密度增大時，晶體管的尺寸要按比例縮小，發射區結深也必須按比例縮小，當前工藝上常常采用降低器件內基區摻雜濃度的方法減小發射區結深。當發射區結深減少到200nm以下時，少子擴散長度就比發射區結深大，這樣使得晶體管的基區電阻率明顯增加，電流增益大大減小，發射極-集電極擊穿電壓降低。
技術實現思路
本專利技術提供一種多晶硅發射極晶體管及其制作方法，以達到在器件尺寸減小的同時，所述晶體管的電流增益仍可保持較大水平的目的。第一方面，本專利技術實施例提供了一種多晶硅發射極晶體管的制作方法，包括：在P襯底上依次形成N+型的埋層、N-型的外延層以及位于所述外延層兩端的第一隔離區和第二隔離區，還包括：形成縱向貫穿所述外延層的第一N+區，所述第一N+區與所述埋層連通；在所述第一隔離區、第一N+區、外延層以及第二隔離區上方形成一層第一二氧化硅層；在所述外延層內的上部且與第二隔離區相鄰的位置形成P區；在所述外延層內的上部與所述P區相鄰的位置形成P+區；在所述第一二氧化硅層上方淀積一層第二二氧化硅層，并通過刻蝕所述第二二氧化硅層在所述第一N+區上方、所述P+區上方部分區域以及所述P區上方部分區域分別對應形成第一接觸孔、第二接觸孔和第三接觸孔；在所述第二二氧化硅層上方淀積一層第一氮化硅層，并將第一接觸孔、第二接觸孔和第三接觸孔中的所述第一氮化硅層去除；將所述位于第一接觸孔和第三接觸孔中的所述第一二氧化硅層去除，并在所述第一接觸孔和第三接觸孔中形成一層摻雜多晶硅層；在P區內且位于所述第三接觸孔下方的位置形成第二N+區；將位于所述第二接觸孔中的第一二氧化硅層去除，并在所述摻雜多晶硅層上方及第二接觸孔中淀積一層金屬層。第二方面，本專利技術實施例還提供了一種多晶硅發射極晶體管，從下至上依次包括：P襯底、N+型的埋層、N-型的外延層以及位于所述外延層兩端的第一隔離區和第二隔離區，其特征在于，還包括：第一N+區，所述第一N+區與所述埋層連通，所述第一N+區上方設置有第一接觸孔；P+區，所述P+區位于所述外延層內的上部；P區，所述P區左側與所述P+區相鄰，右側與所述第二隔離區相鄰，并且所述P區內的上部設有第二N+區；位于所述第一隔離區、外延層、P+區、P區以及第二隔離區上方由下至上依次有第一二氧化硅層、第二二氧化硅層以及氮化硅層，所述第一二氧化硅層、第二二氧化硅層以及氮化硅層在所述P+區和所述第二N+區上方分別設置有第二接觸孔和第三接觸孔；位于所述第一接觸孔和第三接觸孔中的摻雜多晶硅層，以及位于所述摻雜多晶硅層上的鋁合金層。本專利技術通過在P襯底上依次形成N+型的埋層、N-型的外延層以及位于所述外延層兩端的第一隔離區和第二隔離區、第一N+區、第一二氧化硅層、P區、與P區相鄰的P+區、所述第一二氧化硅層上方的第二二氧化硅層，并刻蝕所述第二二氧化硅層形成第一接觸孔、第二接觸孔和第三接觸孔，在P區內且位于所述第三接觸孔下方的位置形成第二N+區，在所述第一接觸孔和第三接觸孔中形成一層摻雜多晶硅層。本專利技術由于形成了所述摻雜多晶硅層顯著提高了電流增益，使得雙極器件能夠在不降低發射極-集電極穿通電壓和不損失電流增益的情況下實現器件的縱向按比例縮小。附圖說明圖1是本專利技術實施例一提供的一種多晶硅發射極晶體管的制作方法的流程示意圖；圖2-20是圖1所述流程中對應的結構示意圖；圖21是本專利技術實施例的提供的一種多晶硅發射極晶體管的結構示意圖。具體實施方式下面結合附圖和實施例對本專利技術作進一步的詳細說明。可以理解的是，此處所描述的具體實施例僅僅用于解釋本專利技術，而非對本專利技術的限定。另外還需要說明的是，為了便于描述，附圖中僅示出了與本專利技術相關的部分而非全部結構。圖1是本專利技術實施例一提供的一種多晶硅發射極晶體管的制作方法的流程示意圖。圖2-20是圖1所述流程中對應的結構示意圖。如圖1所示，本專利技術實施例一提供的一種多晶硅發射極晶體管的制作方法，具體包括如下操作：S110、在P襯底210上依次形成N+型的埋層220、N-型的外延層230以及位于外延層230兩端的第一隔離區241和第二隔離區242，具體結構如圖2所示。具體的，第一隔離區241和第二隔離區242中可以是摻有硼。S120、形成縱向貫穿外延層230的第一N+區250，第一N+區250與埋層220連通，具體結構如圖3所示。S130、在第一隔離區241、第一N+區250、外延層230以及第二隔離區242上方形成一層第一二氧化硅層260，具體結構如圖4所示。S140、在外延層230內的上部且與第二隔離區242相鄰的位置形成P區270，具體結構如圖5所示。S150、在外延層230內的上部與P區270相鄰的位置形成P+區280，具體結構如圖6所示。S160、在第一二氧化硅層260上方淀積一層第二二氧化硅層290，并通過刻蝕第二二氧化硅層290在第一N+區250上方、P+區280上方部分區域以及P區270上方部分區域分別對應形成第一接觸孔301、第二接觸孔302和第三接觸孔303，具體結構如圖7所示。S170、在第二二氧化硅層290上方淀積一層第一氮化硅層310，并將第一接觸孔301、第二接觸孔302和第三接觸孔303中的第一氮化硅層310去除，具體結構如圖8所示。S180、將位于第一接觸孔301和第三接觸孔303中的第一二氧化硅層260去除，并在第一接觸孔301和第三接觸孔303中形成一層摻雜多晶硅層320，具體結構如圖9所示。S190、在P區270內且位于第三接觸孔303下方的位置形成第二N+區330，具體結構如圖10所示。S200、將位于第二接觸孔302中的第一二氧化硅層260去除，并在摻雜多晶硅層320上方及第二接觸孔302中淀積一層金屬層340，具體結構如圖11所示。需要說明的是，所述第一接觸孔301、第二接觸孔302及第三接觸孔303中在淀積金屬層340之后，分別形成所述多晶硅發射極晶體管的集電極、基極和發射極。本專利技術通過在P襯底210上依次形成N+型的埋層220、N-型的外延層230以及位于外延層230兩端的第一隔離區241和第二隔離區242、第一N+區250、第一二氧化硅層260、P區270、與P區270相鄰的P+區280、第一二氧化硅層260上方的第二二氧化硅層290，并刻蝕第二二氧化硅層290形成第一接觸孔301、第二接觸孔302和第三接觸孔303，在P區270內且位于第三接觸孔303下方的位置形成第二N+區330，在第一接觸孔301和第三接觸孔303中形成一層摻雜多晶硅層320。與現有技術中雙極晶體管相比，本專利技術提供的多晶硅發射極晶體管由于形成了摻雜多晶硅層320，能夠在多晶硅發射極晶體管中有多子、少子通過多晶-單晶界面，實現了多晶硅膜的輸運，顯著提高了電流增本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種多晶硅發射極晶體管的制作方法，包括：在P襯底上依次形成N+型的埋層、N?型的外延層以及位于所述外延層兩端的第一隔離區和第二隔離區，其特征在于，還包括：形成縱向貫穿所述外延層的第一N+區，所述第一N+區與所述埋層連通；在所述第一隔離區、第一N+區、外延層以及第二隔離區上方形成一層第一二氧化硅層；在所述外延層內的上部且與第二隔離區相鄰的位置形成P區；在所述外延層內的上部與所述P區相鄰的位置形成P+區；在所述第一二氧化硅層上方淀積一層第二二氧化硅層，并通過刻蝕所述第二二氧化硅層在所述第一N+區上方、所述P+區上方部分區域以及所述P區上方部分區域分別對應形成第一接觸孔、第二接觸孔和第三接觸孔；在所述第二二氧化硅層上方淀積一層第一氮化硅層，并將第一接觸孔、第二接觸孔和第三接觸孔中的所述第一氮化硅層去除；將所述位于第一接觸孔和第三接觸孔中的所述第一二氧化硅層去除，并在所述第一接觸孔和第三接觸孔中形成一層摻雜多晶硅層；在P區內且位于所述第三接觸孔下方的位置形成第二N+區；將位于所述第二接觸孔中的第一二氧化硅層去除，并在所述摻雜多晶硅層上方及第二接觸孔中淀積一層金屬層。

【技術特征摘要】
1.一種多晶硅發射極晶體管的制作方法，包括：在P襯底上依次形成N+型的埋層、N-型的外延層以及位于所述外延層兩端的第一隔離區和第二隔離區，其特征在于，還包括：形成縱向貫穿所述外延層的第一N+區，所述第一N+區與所述埋層連通；在所述第一隔離區、第一N+區、外延層以及第二隔離區上方形成一層第一二氧化硅層；在所述外延層內的上部且與第二隔離區相鄰的位置形成P區；在所述外延層內的上部與所述P區相鄰的位置形成P+區；在所述第一二氧化硅層上方淀積一層第二二氧化硅層，并通過刻蝕所述第二二氧化硅層在所述第一N+區上方、所述P+區上方部分區域以及所述P區上方部分區域分別對應形成第一接觸孔、第二接觸孔和第三接觸孔；在所述第二二氧化硅層上方淀積一層第一氮化硅層，并將第一接觸孔、第二接觸孔和第三接觸孔中的所述第一氮化硅層去除；將所述位于第一接觸孔和第三接觸孔中的所述第一二氧化硅層去除，并在所述第一接觸孔和第三接觸孔中形成一層摻雜多晶硅層；在P區內且位于所述第三接觸孔下方的位置形成第二N+區；將位于所述第二接觸孔中的第一二氧化硅層去除，并在所述摻雜多晶硅層上方及第二接觸孔中淀積一層金屬層。2.根據權利要求1所述的制作方法，其特征在于，所述形成縱向貫穿所述外延層的第一N+區，所述第一N+區與所述埋層連通，包括：熱氧化生成第三二氧化硅層，所述第三二氧化硅層覆蓋所述第一隔離區、外延層及第二隔離區；對外延層上方的所述第三二氧化硅層進行刻蝕，形成第四接觸孔；在所述第四接觸孔處注入磷和砷形成縱向貫穿所述外延層的所述第一N+區，所述第一N+區與所述埋層連通，并去除所述第三二氧化硅層。3.根據權利要求2所述的制作方法，其特征在于，所述在所述第四接觸孔處注入磷和砷形成縱向貫穿所述外延層的所述第一N+區，包括：在所述第三二氧化硅層上以及第四接觸孔中淀積一層摻有磷和砷的二氧化硅，通過加熱使所述磷和砷擴散至所述第四接觸孔下方的所述外延層中，形成所述第一N+區。4.根據權利要求1所述的制作方法，其特征在于，在所述第一隔離區、第一N+區、外延層以及第二隔離區上方形成一層第一二氧化硅層，包括：依次形成一層第四二氧化硅層和第二氮化硅層，所述第四二氧化硅層覆蓋...

【專利技術屬性】
技術研發人員：范建超，王訓輝，
申請(專利權)人：無錫華潤華晶微電子有限公司，
類型：發明
國別省市：江蘇,32