[发明专利]一种亚微米多晶硅发射极双极结型晶体管及其制造方法

说明书

本发明公开一种亚微米多晶硅发射极双极结型晶体管及其制造方法，晶体管包括P型衬底、N型埋层、N型外延层、N型穿透区、场氧层、预氧层、P型基区、TEOS金属前介质层、多晶硅集电极、多晶硅基极、多晶硅发射极、注入发射区、注入集电区、注入基区、集电极金属、基极金属和发射极金属。本发明提出一种亚微米多晶硅发射极双极结型晶体管及其制造方法，具体为一种P‑衬底的基础上，淀积一层N‑外延层，在外延层中做P基区，在P基区中形成多晶硅发射极，具有工艺过程简单、节省成本、对晶体管小电流下放大能力有明显的提升等优点。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，具体是一种亚微米多晶硅发射极双极结型晶体管及其制造方法。

背景技术

模拟集成电路是目前使用的电路系统中不可缺失的一部分，而且将在那些需要高速或是外部接口的应用领域中得到更多的应用。随着对更高性能的高速、低失真精密运算放大器需求的日益增长，电路设计者们需要专用于模拟领域的更高性能的高速互补双极工艺。尽管高速互补双极工艺技术比核心的高密度CMOS集成技术占据更小的市场份额，但它仍然是整个集成电路市场一个非常重要的部分。

特别地，在信号通道中非常需要高速高性能互补双极结晶体管，因为它为设计模拟用途的推挽式电路和有源负载提供了可能。另外，如果把高性能PNP管放在输出级用作驱动器，它可以通过减小供电电流，使电路性能得到增强。

基于此，现在对模拟工艺技术中的NPN和PNP管提出了一些关键要求：特定应用领域所要求的击穿电压、高β与Vaf的乘积、高速应用领域所需要的高Ft和Fmax以及低噪声等。当然，任何技术要想获得成功还要满足其它一些重要需求，那就是低成本和可制造性。

常规互补双极工艺采用的是互补的纵向NPN/PNP结构，但是其基区以及发射区的结深注定了其Ft和Fmax较低，限制了它在高频领域中的应用。因而这种晶体管都不适合用于高频开关或者高性能运放等应用领域。

而多晶硅发射极双极结型晶体管的出现彻底改变了高频互补双极领域的高频特性，通过注入到多晶硅中的杂质扩散到硅界面形成的超薄发射极结深可以使得其频率特性获得大大的提升，但是多晶硅发射极的EM界面精细结构的控制、发射极界面氧化层控制、大小电流增益的差距过大等问题在实际工艺过程中仍然难以精确控制，因此综合考虑各个因数就成为设计人员一个非常困难的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种亚微米多晶硅发射极双极结型晶体管，包括P型衬底、N型埋层、N型外延层、N型穿透区、场氧层、预氧层、P型基区、TEOS金属前介质层、多晶硅集电极、多晶硅基极、多晶硅发射极、注入发射区、注入集电区、注入基区、集电极金属、基极金属和发射极金属。

所述N型埋层位于P型衬底上表面。

所述N型外延层位于P型衬底之上。所述N型外延层与P型衬底和N型埋层相接触。

所述N型穿透区与N型外延层相接触，所述N型穿透区的底部与N型埋层的顶部相连。所述N型穿透区与P型基区不接触。

所述场氧层位于N型外延层之上。所述场氧层位于P型基区与N型穿透区之间。

所述预氧层位于场氧层之上。

所述P型基区位于N型外延层上表面。

所述TEOS金属前介质层覆盖在双极结型晶体管表面未开设多晶刻蚀孔的位置。

所述多晶硅集电极位于N型注入集电区的多晶刻蚀孔内，且覆盖所有N型注入集电区。

所述多晶硅集电极与预氧层、TEOS金属前介质层、N型穿透区中的N型注入集电区相接触。

所述多晶硅基极位于N型注入基区的多晶刻蚀孔内，且覆盖所有N型注入基区。

所述多晶硅发射极位于N型注入发射区的多晶刻蚀孔内，且覆盖所有N型注入发射区。