[发明专利]双极型三极管的制造方法及结构

说明书

技术领域

本发明涉及半导体集成电路制造领域，特别是涉及一种双极型三极管的制造方法；本发明还涉及一种双极型三极管。

背景技术

常规射频应用的双极型三极管要求在一定的集电区和发射区的击穿电压(BVCEO)下有尽可能高的截止频率，主要影响截止频率的是基区及基区-集电区结形成的耗尽区的渡越时间。截止频率与渡越时间成反比，而渡越时间正比于基区及结耗尽区的宽度。结耗尽区宽度又与发射极到集电极的击穿电压成正比。所以，为在相同的击穿电压下得到更高的截止频率，需要基区宽度越窄越好。同时，发射区-基区结也需要较浅，以符合高频要求。

功率器件的要求则有所不同，需要有足够的功率增益。功率增益除了与截止频率成正比外，还与基区电阻及基区-集电区结电容成反比。所以降低基区电阻及基区-集电区结电容是得到高增益的关键。另外，为得到高输出功率，功率管面积都很大，而发射区-基区都是重掺杂的，与器件面积成正比的隧穿漏电而非结的雪崩效应决定了器件的发射区-基区结的击穿电压，而较低的发射区-基区结的击穿电压会引起较高的漏电流。由上可知，现有技术中当发射区-基区都是重掺杂时，发射区-基区结的击穿电压降低，容易造成发射极和基极间的隧穿漏电增加，使得整个器件的集电区和发射区的击穿电压降低，所以如何解决这些问题是功率器件实现工业应用的关键。

如图1所示，是现有双极型三极管的制造方法的流程图；现有方法包括步骤：

步骤一、在N型重掺杂的基板上生长N型轻掺杂的外延层，由所述外延层形成双极型三极管的集电区。

步骤二、进行本征基区的P型离子注入。

步骤三、淀积发射极窗口介质层并光刻刻蚀形成发射极窗口。

步骤四、以发射极窗口为掩膜进行N型离子注入形成发射区的注入区。

步骤五、淀积发射极多晶硅并进行N型重掺杂。

步骤六、对发射极多晶硅进行光刻刻蚀，刻蚀后发射极多晶硅的顶部向发射极窗口外部延伸一定距离，由刻蚀后的发射极多晶硅和底部的注入区叠加形成发射区。

步骤七、进行P型离子注入形成外基区，外基区和发射极多晶硅自对准，外基区和本征基区相接触形成基区。

步骤八、进行一次炉管退火推进和一次快速热退火。

之后，进行正面金属硅化以及形成接触孔和正面金属，引出基极和发射极。形成背面金属引出集电极。

现有方法中，由于外基区和发射极多晶硅都是重掺杂，在进行步骤八的炉管退火之后，外基区和发射极多晶硅都是重掺杂杂质将会推进到发射区和基区形成的PN结区域中，从而使的发射区和基区都为重掺杂并形成为突变结，这使得发射区-基区结的击穿电压降低，容易造成发射极和基极间的隧穿漏电增加，使得整个器件的发射极到集电极的击穿电压降低。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种双极型三极管的制造方法，能保证发射区和基区都是重掺杂的条件下使发射区和基区之间形成一缓变PN结，能提高发射区-基区结的击穿电压，从而降低发射区和基区间的隧穿漏电，提高整个器件的集电区和发射区的击穿电压，且工艺成本低，能使器件的截止频率和功率增益保持较高值。为此，本发明还提供一种双极型三极管。

为解决上述技术问题，本发明提供的双极型三极管的制造方法包括如下步骤：

步骤一、在基板上生长N型轻掺杂的外延层，由所述外延层形成双极型三极管的集电区。

步骤二、进行第一次P型离子注入形成本征基区，通过调节所述第一次P型离子注入的注入能量调节所述本征基区的深度并使所述本征基区和所述外延层的顶部表面相隔一定距离，由该距离定义出所述双极型三极管的发射极和基极形成的缓变结宽度。

步骤三、淀积发射极窗口介质层并采用光刻刻蚀工艺对所述发射极窗口介质层进行刻蚀形成由所述发射极窗口介质层围成的发射极窗口，所述发射极窗口位于所述本征基区上方并定义出发射区和所述本征基区的接触区域。

步骤四、以所述发射极窗口为掩膜进行第一次N型离子注入形成第一N型注入区，所述第一N型注入区位于所述本征基区顶部的所述外延层中。

步骤五、进行炉管退火推进，该炉管退火推进使所述第一N型注入区和所述本征基区的杂质扩散并激活并相互接触形成所述缓变结。

步骤六、淀积发射极多晶硅，采用在位掺杂工艺或离子注入工艺掺杂对所述发射极多晶硅进行N型重掺杂。