[发明专利]发射极掺杂多晶硅的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种半导体器件的制造方法，特别是涉及一种BJT或HBT的发射极的制造方法。

背景技术

请参阅图1，这是一个BJT(bipolar junction transistor，双极晶体管)或HBT(heterojunction bipolar transistor，异质结双极晶体管)的结构示意图。其中自下而上地包括集电区1、基区2、薄氧化层3、发射极窗口介质层4、发射极5。BJT或HBT的发射极5大多采用有掺杂的多晶硅，因为这会提高发射效率，改善电流增益。在多晶硅发射极5和基区2之间通常还有一层薄的氧化硅3，约5～15的厚度，用来进一步改善电流增益。

图1所示的BJT或HBT的发射极的制造方法是：在集电区1、基区2、薄氧化层3、发射极窗口介质层4已形成的情况下，采用LPCVD(低压化学气相淀积)工艺、通过热分解硅烷来淀积多晶硅。典型的工艺参数是：纯硅烷或含量为20％～30％的硅烷和氮气的混合气体，压强为0.3～1Torr，反应温度为580～650℃，生长速率大约为5～10nm/min。由于该反应的淀积温度较高，淀积时间较长，且硅片在装载进炉管前会长时间暴露在大气中，因而会影响所述基区薄氧化层的质量及厚度，其应用受到限制。

如果将LPCVD工艺改为RPCVD(减压化学气相淀积)工艺，则可大大提高生长速率，缩短淀积时间，降低热预算(thermal budget)。

上述通过硅烷制备多晶硅的过程中，在反应气体中还可以加入AsH₃、PH₃、B₂H₆等，这可以对多晶硅进行原位掺杂，通过掺杂可以使多晶硅得到特定的电阻。但是即便采用RPCVD工艺，原位掺杂多晶硅的淀积速率依然很慢，并且原位掺杂形成的多晶硅晶粒尺寸较大，表面粗糙度较大。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种BJT或HBT的发射极掺杂多晶硅的制造方法，该方法具有较快的淀积速率，并能够改善所形成多晶硅的晶粒尺寸和表面粗糙度。

为解决上述技术问题，本发明发射极掺杂多晶硅的制造方法，该方法进行之前硅片上已由介质层形成发射极窗口，发射极窗口中的基区表面已具有一层氧化硅；所述方法包括如下步骤：

第1步，采用腔体减压化学气相淀积工艺在发射极窗口中的氧化硅之上交替地淀积非掺杂的多晶硅和掺杂的多晶硅；

第2步，采用快速热退火(RTA)工艺，使所淀积的非掺杂的多晶硅和掺杂的多晶硅中的掺杂物分布均匀。

本发明发射极掺杂多晶硅的制造方法，可以提高多晶硅的生长速率，保持掺杂多晶硅中的掺杂物浓度及分布均匀，还可改善晶粒尺寸和表面粗糙度。

附图说明

图1是BJT或HBT的结构示意图；

图2是本发明所述方法第2步的效果示意图；

图3a是传统的发射极掺杂多晶硅的晶粒示意图；

图3b是本发明的发射极掺杂多晶硅的晶粒示意图。

具体实施方式

本发明发射极掺杂多晶硅的制造方法，该方法进行之前硅片上已由介质层形成发射极窗口，发射极窗口中的基区表面已具有一层氧化硅；该方法包括如下步骤：

第1步，采用RPCVD工艺在发射极窗口中的氧化硅之上交替地淀积非掺杂的多晶硅和掺杂的多晶硅；

第2步，采用RTA工艺，使所淀积的非掺杂的多晶硅和掺杂的多晶硅中的掺杂物分布均匀。

所述方法第1步可以是如下的情况：

第1.1步，采用RPCVD工艺在发射极窗口中的氧化硅之上先淀积一层非掺杂的多晶硅；该步非掺杂的多晶硅厚度例如为150～350

第1.2步，在第1.1步所淀积的非掺杂的多晶硅之上再采用RPCVD工艺淀积一层掺杂的多晶硅；该步掺杂的多晶硅厚度例如为30～100重复上述第1.1步和第1.2步；

第1.3步，在前一步所淀积的掺杂的多晶硅之上再采用RPCVD工艺淀积一层非掺杂的多晶硅。该步非掺杂的多晶硅厚度例如为80～350

上述方法第1步中，整个发射极的多晶硅的最下方一层和最上方一层都是非掺杂的多晶硅。这样的结构具有较好的效果，因为在第2步退火后最下方一层和最上方一层的非掺杂的多晶硅可以承受掺杂物的扩散。实际上，整个发射极的多晶硅的最下方一层还可以是掺杂的多晶硅，和/或整个发射极的多晶硅的最上方一层也是非掺杂的多晶硅。本发明原则上只要求非掺杂的多晶硅和掺杂的多晶硅间隔排列即可。