[发明专利]射频三极管的制备方法和射频三极管

说明书

技术领域

本发明涉及半导体芯片技术领域，具体而言，涉及一种射频三极管的制备方法和一种射频三极管。

背景技术

相关技术中，如图1所示，射频三极管包括：衬底102、外延层104、场氧化层110、第一多晶硅层114、第一离子掺杂区118、第二离子掺杂区120、侧墙122、第二多晶硅层124、第三离子掺杂区126、介质层128、金属电极130以及氧化层132。

在射频三极管的制造过程中，为了达到形成基区和发射区浅结的目的，需要通过掺杂多晶硅中的离子向外延层中扩散的方式来制作。所以基区表面部分区域需要与基区对应掺杂的多晶硅接触，部分区域需要与发射区对应掺杂的多晶硅接触。在刻蚀基区表面的多晶硅时，会对多晶硅下方的外延层造成损伤，从而影响器件的可靠性。

因此，如何设计一种新的射频三极管的制备方案以避免外延层损伤成为亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明正是基于上述技术问题至少之一，提出了一种新的射频三极管的制备方案，通过在外延层的指定区域形成图形化的氧化硅掩膜，解决了多晶硅层过刻对外延层造成的损伤，提升了射频三极管的器件可靠性。

有鉴于此，本发明提出了一种射频三极管的制备方法，包括：在衬底上依次形成外延层、氧化层和图形化的氮化硅层；以图形化的氮化硅层为掩蔽，通过热氧化工艺处理外延层以形成场氧化层；去除氮化硅层，以暴露出外延层的指定区域为止；在指定区域上形成图形化的氧化硅掩膜；在刻蚀场氧化层的衬底上依次形成第一多晶硅层，并对第一多晶硅层进行第 一次P型离子注入，以形成第一离子掺杂区；在完成离子注入的第一多晶硅层上形成氮化硅介质层；刻蚀氧化硅掩膜层上方的第一多晶硅层和氮化硅介质层，以形成注入窗口；在注入窗口下方的外延层中，通过第二次P型离子注入工艺依次形成第二离子掺杂区；在注入窗口中形成侧墙结构；在侧墙结构和第二离子掺杂区上方形成第二多晶硅层；对第二多晶硅层进行离子注入以形成第三离子掺杂区；在形成第三离子掺杂区的衬底上形成金属电极，以完成射频三极管的制备。

在该技术方案中，通过在外延层的指定区域形成图形化的氧化硅掩膜，解决了多晶硅层过刻对外延层造成的损伤，提升了射频三极管的器件可靠性。

在上述技术方案中，优选地，在衬底上依次形成外延层、氧化层和图形化的氮化硅层，具体包括以下步骤：以温度范围为900℃至1200℃的热氧化工艺在衬底上形成氧化层。

在该技术方案中，通过以温度范围为900℃至1000℃的热氧化工艺在衬底上形成氧化层，一方面，降低了衬底的热应力，另一方面，提升了氧化层的致密性，提升了器件可靠性。

在上述技术方案中，优选地，在衬底上依次形成外延层、氧化层和图形化的氮化硅层，具体还包括以下步骤：以温度范围为600℃至900℃的化学气相淀积工艺在氧化层上形成氮化硅层；通过光刻工艺和刻蚀工艺对氮化硅层进行图形化处理，以形成图形化的氮化硅层。

在该技术方案中，通过以温度范围为600℃至900℃的化学气相淀积工艺在氧化层上形成氮化硅层，再通过干法刻蚀工艺依次对氮化硅进行刻蚀，以形成图形化的氮化硅层，形成了场氧化层形成的掩膜层，基于氮化硅层作为掩膜，通过高温氧气与衬底接触形成场氧化层，由于氮化硅层下的硅难以被氧化，所以在氮化硅层下方形成的场氧化层极薄，也即形成的场氧化层呈现一种“鸟嘴”的形状。

在上述任一项技术方案中，优选地，以图形化的氮化硅层为掩蔽，通过热氧化工艺处理外延层以形成场氧化层，具体包括以下步骤：以图形化的氮化硅层为掩蔽，通过温度范围为900℃至1200℃的热氧化工艺处理外延层，以形成场氧化层。

在该技术方案中，通过以图形化的氮化硅层为掩蔽，以温度范围为900℃至1200℃的热氧化工艺对衬底进行热氧化处理，以形成场氧化层，一方面，降低了衬底的热应力，另一方面，提升了栅氧化层的致密性，提升了器件可靠性。

在上述任一项技术方案中，优选地，在刻蚀场氧化层的衬底上依次形成第一多晶硅层，并对第一多晶硅层进行第一次P型离子注入，以形成第一离子掺杂区，具体包括以下步骤：第一次P型离子注入的剂量范围为1.0E14/cm²至1.0E16/cm²，注入能量范围60keV至120keV，在注入窗口下方的外延层中形成第一离子掺杂区。