[发明专利]晶体管的多晶硅发射极制造的方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体器件制造技术领域，尤其涉及一种晶体管的多晶硅发射极制造的方法。

背景技术

双极型晶体管由发射区、基区、集电区构成。按照其导电类型，可以把双极型晶体管分为NPN晶体管和PNP晶体管，其中NPN晶体管的发射区和集电区为N型半导体，基区为P型半导体，按照其发射区的类型，可以把晶体管分类为单晶硅发射极晶体管和多晶硅发射极晶体管，前者的发射区为N型掺杂的单晶硅，后者的发射区为N型掺杂的多晶硅，其中多晶硅发射极晶体管主要应用于高频领域，其剖面结构示意图如图1所示。

图1所示的多晶硅发射极晶体管包括N型集电区11，P型基区12，以及由N型扩散区13和N型多晶硅共同构成的发射区，其中，N型多晶硅位于二氧化硅窗口（称之为“发射区窗口14”）之中且其底部与P型基区12的表面直接接触。在实践工艺中，N型扩散区13是由N型多晶硅中的掺杂元素（磷、砷或者锑）在一定温度环境下热扩散至P型基区12的表层之中形成的。图1所示的厚氧化层15覆盖的区域为场区，薄氧化层16覆盖的区域为有源区。

半导体制造工艺是在半导体晶圆上实施的一系列工艺步骤，半导体晶圆是圆片形的半导体单晶，包括硅、锗晶圆等。现有的制作多晶硅发射极晶体管的多晶硅发射极的方法包括：

在包含有N型集电区11、P型基区12、厚氧化层15、薄氧化层16的衬底的表面进行光刻、刻蚀工艺形成发射区窗口14，露出发射区窗口14区域的P型基区12，然后淀积未掺杂的多晶硅，然后采用离子注入工艺对多晶硅进行掺杂，形成N型多晶硅，然后进行热处理，使得发射区窗口14中的多晶硅中的掺杂元素扩散至P型基区12的表层之中，形成N型扩散区13，然后进行光刻、刻蚀工艺去除所述发射区窗口区域之外区域的多晶硅，形成多晶硅发射极（图1中未标出）。为保证在光刻工艺出现少量对准偏差的情况下，多晶硅发射极仍然能完全覆盖发射区窗口14区域，多晶硅发射极的宽度（左侧墙17与右侧墙18间的距离）通常都大于发射区窗口14的宽度。

由于多晶硅是由众多小晶粒组成的，淀积未掺杂的多晶硅的工艺温度一般为600-650摄氏度，比上述热处理的温度（一般大于900摄氏度）低很多，因此在热处理的工艺过程中，多晶硅中的晶粒会变大、多晶硅膜层的表面会发生重结晶，这些都会导致多晶硅对发射区窗口14产生应力，导致半导体晶圆发生形变，以至于上述多晶硅层光刻的对准精度不高，为了保证在光刻工艺出现较大对准偏差的情况下，多晶硅发射极仍然能完全覆盖发射区窗口14区域，必须设计多晶硅发射极的宽度比发射区窗口14的宽度大很多，这就导致芯片面积变大，成本增高。

发明内容

本发明提供一种晶体管的多晶硅发射极制造的方法，用以实现避免热处理产生的应力导致多晶硅层光刻对准精度不高的问题，从而减小芯片面积、节约工艺成本。

本发明提供一种晶体管的多晶硅发射极制造的方法，包括：

在包含有N型集电区、P型基区、第一氧化层、第二氧化层的衬底表面进行光刻、刻蚀，形成发射区窗口，露出与发射区窗口宽度相同的P型基区区域；

在第一氧化层、第二氧化层的表面和发射区窗口中淀积未掺杂的多晶硅，以使未掺杂的多晶硅完全覆盖发射区窗口区域；

在淀积未掺杂的多晶硅后的衬底表面进行光刻、刻蚀，去除发射区窗口区域之外区域的未掺杂的多晶硅，保留的未掺杂的多晶硅的宽度大于等于发射区窗口的宽度；

采用离子注入工艺对发射区窗口内的未掺杂的多晶硅注入掺杂元素；

对注入掺杂元素后的衬底进行第一热处理，以使发射区窗口中的多晶硅中的掺杂元素扩散至露出的P型基区区域的表层之中，形成N型扩散区。

本发明的晶体管的多晶硅发射极制造的方法，通过在包含有N型集电区、P型基区、第一氧化层、第二氧化层的衬底表面进行光刻、刻蚀，露出发射区窗口区域的P型基区后，淀积未掺杂的多晶硅，使得未掺杂的多晶硅完全覆盖发射区窗口区域，再通过在淀积未掺杂的多晶硅后的衬底表面进行光刻、刻蚀，去除发射区窗口区域之外区域的未掺杂的多晶硅，然后向发射区窗口内的未掺杂的多晶硅注入掺杂元素，并进行第一热处理，以使发射区窗口中的多晶硅中的掺杂元素扩散至露出的P型基区区域的表层之中，形成N型扩散区，得到晶体管的多晶硅发射极。通过上述在多晶硅淀积之后，先进行光刻、刻蚀，然后才进行第一热处理，有效地避免了因热处理产生的应力导致多晶硅层光刻的对准精度不高的技术问题，从而实现减小芯片面积、节约工艺成本。

附图说明

图1为多晶硅发射极晶体管的剖面结构示意图；