[发明专利]一种提高双极型晶体管BVcbo的生产工艺

摘要

本发明公开了一种提高双极型晶体管BVcbo的生产工艺。本发明通过将沟槽场氧化隔离工艺技术与结终端工艺技术结合起来，首先在通过干法刻蚀工艺技术形成沟槽之后、在沟槽的场氧化进行之前，加一步离子注入工艺将P-型元素硼（B）离子预反掺杂到沟槽场区硅中，然后将沟槽的场氧化过程分成两步，结终端硼离子注入安排在两步场氧化之间进行，使用该工艺技术方法制造的NPN硅双极型微波功率晶体管器件不但提高了BVcbo击穿电压50%以上，能够提供高的输出功率，而且减小了集电结寄生电容，保证了器件的高频性能。

主权项

一种提高双极型晶体管BVcbo的生产工艺，其特征在于：包括如下步骤：（1）选择一种高浓度掺杂的N‑型硅衬底（50）作为NPN晶体管的非本征集电区，N‑型硅衬底（50）背面在晶体管生产工艺流程完成后，进行减薄、蒸金，用于形成晶体管的集电极（C）；在N‑型硅衬底（50）的顶部是N‑型低浓度掺杂的外延硅（52）作为NPN晶体管的本征集电区；（2）通过热氧化工艺在外延硅（52）表面生产一层薄的二氧化硅（53），紧接着再通过LPCVD工艺淀积厚度为1500埃的氮化硅（54），用光刻技术给出沟槽图形；用干法刻蚀技术依次局部刻蚀掉氮化硅（54）、二氧化硅（53）和外延硅（52）以形成沟槽（55）；（3）通过离子注入工艺技术将杂质元素硼预掺杂到沟槽（55）下方的沟槽场区硅（59）中；（4）通过高温热氧化工艺进行沟槽（55）的第一步场氧化形成部分场氧化层（51）；在沟槽（55）的第一步场氧化热过程的同时，预掺杂到沟槽场区硅（59）中的硼被向下推进到2.5微米到5.5微米的深度，其浓度相应降低；然后在氮化硅（54）的上方用光刻胶（56）保护晶体管的有源区，并在氮化硅（54）的两端露出结终端硼离子的注入窗口（57），通过注入窗口（57）注入硼离子；（5）结终端硼离子从注入窗口（57）注入完成后，将光刻胶（56）去除；进行沟槽（55）的第二步场氧化形成场氧化层（58），在沟槽（55）的第二步场氧化热过程的同时，注入的结终端硼离子被推进到1.0微米到5.0微米的深度，预掺杂到沟槽场区硅（59）中的硼被向下推进到更进一步（3.5微米到6.5微米）的深度，其浓度降低到低于N‑型外延硅（52）中的N‑型掺杂浓度，并且由于预反掺杂的硼杂质横向扩散，结终端硼和预反掺杂硼两者交叠在一起，形成P‑型结终端层与N‑型外延层的冶金结；（6）沟槽（55）场氧化层形成后，用热磷酸腐蚀去除掉保护晶体管有源区的氮化硅（54）；为了有利于后面的各步光刻工艺，用返刻平坦化工艺技术将高出有源区硅平面的沟槽（55）场氧化层刻蚀掉；（7）采用传统的浅结基区工艺形成本征基区（66）、浓硼离子注入工艺形成欧姆接触的非本征基区（68）、浓砷离子注入工艺形成发射区（70）；通过热过程杂质激活工艺后，就组成了P‑型区与N‑型本征集电区形成的PN冶金结（65）；在淀积一层介质材料（72）后，光刻和刻蚀以形成基极（B）和发射极（E）的接触孔，再进行硅化物工艺处理以降低电极的接触电阻，金属布线工艺形成各电极的金属连接线条（76）；最后，运用钝化层工艺保护晶体管表面不受环境的影响。