專利名稱：全自動(dòng)對準(zhǔn)工藝制備晶體管的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于制備半導(dǎo)體晶體管器件的方法，特別是利用全自動(dòng)對準(zhǔn)的平面化工藝來暴露擬設(shè)發(fā)射極，再在暴露的部分形成發(fā)射極，從而制備基極同發(fā)射極全部自動(dòng)對準(zhǔn)的晶體管。本發(fā)明所闡述的方法同樣適用于制備源漏區(qū)同柵極自動(dòng)對準(zhǔn)的場效應(yīng)管。
現(xiàn)代大規(guī)模集成電路的器件主要分為兩大類一類是場效應(yīng)管如金屬-氧化層-半導(dǎo)體場效應(yīng)管(MOSFET)，另一類是雙極晶體管(bipolar transistor)如常用的異質(zhì)結(jié)雙極管(Heterojunction Bipolar Transistor或HBT)。場效應(yīng)管是通過柵極(gate)來控制電流從源區(qū)(source)到漏區(qū)(drain)的傳輸；而HBT是通過基極(base)來控制電流從發(fā)射極(emitter)至集電極(collector)的傳輸。
在經(jīng)典的場效應(yīng)管的制備中，用做柵極的多晶硅(poly-silicon)是通過柵極的氧化層作為刻蝕阻擋層(etch-stop layer)形成的。但隨著技術(shù)的升級，柵極氧化層的厚度越來越薄，直至達(dá)到十幾埃的厚度。超薄的氧化層作為刻蝕的阻擋層對工藝技術(shù)和控制提出了很高的要求。所以，有必要開發(fā)不通過超薄氧化層做阻擋層的新工藝來實(shí)現(xiàn)多晶硅柵極。
在HBT的制備過程中，因?yàn)榘l(fā)射極和基極之間沒有如同場效應(yīng)管中的氧化層，如果在沒有阻擋層的情況下通過刻蝕形成發(fā)射極，工藝控制包括均勻性和重復(fù)性都存在問題。所以，有必要引入阻擋層來形成發(fā)射極。另一方面，發(fā)射極形成后，在其以外的基極區(qū)，最理想的是通過自對準(zhǔn)(self-aligned)工藝形成高摻雜濃度的低電阻區(qū)。通常，直接在發(fā)射極下面的基極部分被稱為本征基極(即intrinsic base)，而其外的部分被稱為外基極(或非本征基極，即extrinsicbase)。通過自對準(zhǔn)工藝形成外基極可以避免一道光刻工序，縮小本征基極和外基極之間的距離，而且可以避免由光刻帶來的器件不對稱性。
利用阻擋層實(shí)現(xiàn)發(fā)射極的最直接的方式是在阻擋層上淀積一層介質(zhì)層，在介質(zhì)層上刻蝕出發(fā)射極的窗口后，淀積發(fā)射極的多晶硅。再通過一道光刻和刻蝕形成T字型的發(fā)射極。但這樣形成的發(fā)射極其外基極和本征基極之間不是自對準(zhǔn)的。
如何實(shí)現(xiàn)HBT制備中的發(fā)射極-外基極的自對準(zhǔn)工藝，是這個(gè)領(lǐng)域技術(shù)發(fā)展的重要組成部分，如以下文獻(xiàn)的報(bào)道“0.18微米90 GHz鍺硅BICMOS，ASIC兼容，銅連接技術(shù)為RF與微波的應(yīng)用”G. Freeman，et al.，F(xiàn). Huang(黃風(fēng)義)，etal.，IEEE IEDM(國際電子器件年會(huì))12月，1999，569。在多種自對準(zhǔn)形成低電阻的外基極方法中，一種是利用擬設(shè)(dummy)發(fā)射極做自對準(zhǔn)阻擋，通過高濃度的離子注入及隨后的熱褪火，實(shí)現(xiàn)雜質(zhì)橫向及縱向的擴(kuò)散。雖然這種方法在離子注入時(shí)帶來的晶體缺欠將導(dǎo)致本征基極的摻雜離子的增強(qiáng)擴(kuò)散(即所謂的Transient enhanced diffusion，或TED)，降低器件的性能，這種方法的長處是可以避免復(fù)雜的高平臺外基極(raised extrinsic base)工藝。
高平臺外基極的結(jié)構(gòu)類似于場效應(yīng)管中高平臺的源漏區(qū)(raised sourceand drain)工藝，其基本思想是在傳統(tǒng)的外基極之上，形成另外一層有高摻雜離子濃度的導(dǎo)電層。這層高平臺的導(dǎo)電層可以通過離子注入或者通過生長過程中的摻雜來形成，然后利用熱處理來實(shí)現(xiàn)雜質(zhì)向底層的外基極的擴(kuò)散。因?yàn)楦咂脚_的外基極同本征基極在不同的層面上，可以降低或避免晶體缺欠引起的增強(qiáng)擴(kuò)散。
形成高平臺外基極的方式大致可以分為選擇性外延和非選擇性外延兩大類。選擇外延形成高平臺外基極的一種的方法見于美國專利“Method of manufacturinga bipolar transistor having thin base region”(制備具有薄基極的雙極晶體管的方法)5,296,391，Sato，等，1994。但其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，需要由多層薄膜形成空腔(over-hang structure)，再在空腔內(nèi)通過選擇性外延生長薄膜來填充。選擇性生長的工藝條件苛刻，降低均勻性和重復(fù)性，而且各個(gè)技術(shù)代的升級都需要結(jié)構(gòu)參數(shù)的調(diào)整。
非選擇性外延形成高平臺的外基極的一種方法是通過在外基極以外的部分刻蝕出臺面結(jié)構(gòu)，填充外基極的多晶硅后，以臺面做化學(xué)研磨(chemo-mechanialpolish)的平面化(planarization)工藝的研磨阻擋層，從而把在臺面上、即外基極以外的部分淀積的多晶硅全部研磨掉，只在臺面以下的外基極剩有多晶硅，比如參考Sun，IBM Technical Disclosure Bulletin，1992。但這種工藝在平面化以前需要平的臺階表面做研磨阻擋，這在有凸凹結(jié)構(gòu)的襯底上需要特殊的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)才能實(shí)現(xiàn)。而且研磨后外基極的表面介質(zhì)隔離層也需要如高溫氧化等復(fù)雜的工藝來完成。
雖然利用擬設(shè)發(fā)射極的自對準(zhǔn)以及離子注入可以很方便地形成外基極，但在以前的工藝中基極-發(fā)射極的隔離層的形成需要復(fù)雜的工藝才能實(shí)現(xiàn)。而且，這種工藝和高平臺外基極工藝又不配套。從以上對傳統(tǒng)技術(shù)的分析可以看出，與CMOS超大規(guī)模集成電路工藝的高度標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化不同，HBT及BiCMOS技術(shù)尚缺少一種簡便的途徑來實(shí)現(xiàn)自動(dòng)對準(zhǔn)的外基極，并且可以和高平臺的外基極工藝配套，能直接升級到高平臺的外基極技術(shù)而不需要很大的工藝結(jié)構(gòu)變化。
本發(fā)明提供了一種利用全自動(dòng)對準(zhǔn)的工藝制備雙極晶體管(HBT)的方法。本發(fā)明的一個(gè)重要思想是在襯底上淀積并刻蝕出擬設(shè)(dummy)發(fā)射極，通過離子注入(或者淀積多晶硅)形成低電阻區(qū)；然后淀積(deposit)介質(zhì)層，并通過平面化工藝來暴露擬設(shè)發(fā)射極的部分，再在暴露的部分形成發(fā)射極。這樣制備的晶體管其基極同發(fā)射極是全部自動(dòng)對準(zhǔn)的。
本發(fā)明提出的工藝結(jié)構(gòu)既可以利用離子注入形成低電阻的外基極區(qū)，也可以直接應(yīng)用到高平臺的外基極結(jié)構(gòu)。這種模塊式(modular)的工藝結(jié)構(gòu)為工藝集成和技術(shù)升級提供了便利。
本發(fā)明的工藝也同樣適用于CMOS技術(shù)。對于柵極氧化層太薄不適合做柵極多晶硅的刻蝕阻擋層，以及實(shí)現(xiàn)高平臺的源區(qū)和漏區(qū)結(jié)構(gòu)，本發(fā)明的工藝都可以應(yīng)用。
以下結(jié)合附圖來說明相關(guān)技術(shù)的歷史和現(xiàn)狀，還有本發(fā)明的主要技術(shù)思想和實(shí)施例。附圖中圖1A為說明傳統(tǒng)的用光刻形成T形發(fā)射極，及非自對準(zhǔn)工藝形成的外基極；圖1B為說明以前的通過形成臺面結(jié)構(gòu)作為化學(xué)研磨的阻擋層制備高平臺外基極的方法；圖2為本發(fā)明工藝的示意圖。在外延技術(shù)生長HBT的基極層之后，在表面形成介質(zhì)層作為擬設(shè)發(fā)射極的刻蝕阻擋層。淀積擬設(shè)發(fā)射極層，通過光刻和刻蝕形成擬設(shè)發(fā)射極后，再利用擬設(shè)發(fā)射極做屏蔽，離子注入形成外基極；圖3為本發(fā)明在圖2的基礎(chǔ)上形成高平臺外基極的示意圖。在腐蝕掉裸露的刻蝕阻擋層之后，淀積多晶硅作為外基極，離子注入高平臺外基極(從而避免圖2中離子直接注入外基極)。鋪上平面化的聚合物，并刻蝕至擬設(shè)發(fā)射極上的外基極多晶硅層裸露。然后以聚合物為屏蔽刻蝕裸露的多晶硅。
圖4為本發(fā)明的工藝在圖3基礎(chǔ)上的繼續(xù)。淀積介質(zhì)層作為發(fā)射極和基極的隔離層后，利用化學(xué)研磨的平面化工藝暴露擬設(shè)發(fā)射極；圖5為本發(fā)明的工藝在圖3的基礎(chǔ)上的繼續(xù)，這種方法可以用來代替圖4的工藝。淀積介質(zhì)層作為發(fā)射極和基極的隔離層后，鋪上平面化的聚合物如光刻膠。然后刻蝕聚合物至介質(zhì)層暴露，再刻蝕介質(zhì)層至擬設(shè)發(fā)射極暴露；圖6為本發(fā)明的工藝在圖5(或圖4)基礎(chǔ)上的繼續(xù)。以隔離介質(zhì)層為屏蔽，刻蝕掉擬設(shè)發(fā)射極。形成自對準(zhǔn)的介質(zhì)側(cè)壁間隔層。淀積發(fā)射極的多晶硅后，通過化學(xué)研磨或通過平面化的聚合物工藝刻蝕掉發(fā)射極以外的區(qū)域形成發(fā)射極；
圖7為本發(fā)明的工藝在圖6基礎(chǔ)上的繼續(xù)。通過光刻和刻蝕去掉沒有被屏蔽的介質(zhì)隔離層?；蛘卟煌ㄟ^光刻，清洗掉介質(zhì)層后形成自對準(zhǔn)的側(cè)壁間隔層。在這樣的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上可以進(jìn)行常規(guī)的金屬硅化工藝形成電極，并完成HBT的制備。
附圖符號說明10-生長有HBT集電極(collector)的硅襯底12-基極(base)和發(fā)射極(emitter)之間的隔離層13-光刻暴露發(fā)射極區(qū)14-光刻形成的T形發(fā)射極16-淀積外基極(extrinsic base)之前形成的平面化臺面18-通過平面化工藝形成的高平臺外基極19-通過氧化或其他工藝形成的介質(zhì)隔離層20-基極和集電極之間以及器件之間的介質(zhì)隔離區(qū)30-HBT的基極層40-介質(zhì)層作為刻蝕阻擋層42-擬設(shè)(dummy)發(fā)射極44-離子注入形成低電阻的外基極區(qū)46-高平臺外基極層48-聚合物平面化層49-高平臺外基極裸露部分刻蝕后形成的自對準(zhǔn)外基極50-介質(zhì)層作為發(fā)射極和基極的隔離層52-化學(xué)研磨至擬設(shè)發(fā)射極暴露54-聚合物平面化層56-刻蝕聚合物和隔離介質(zhì)層至擬設(shè)發(fā)射極暴露60-自對準(zhǔn)的側(cè)壁間隔層(spacer)70-發(fā)射極的多晶硅75-聚合物平面化層刻蝕后留下的保護(hù)層80-化學(xué)研磨或刻蝕留下的發(fā)射極多晶硅90-自對準(zhǔn)形成的側(cè)壁間隔層本發(fā)明提供了一種利用全自動(dòng)對準(zhǔn)的工藝制備雙極晶體管(HBT)的方法。本發(fā)明的主要思想是通過平面化工藝暴露擬設(shè)發(fā)射極，并且通過離子注入或者通過高平臺的外基極形成自對準(zhǔn)的低電阻外基極區(qū)。
以下結(jié)合具體的工藝和


本發(fā)明的創(chuàng)新性和可行性。
圖1A為說明傳統(tǒng)的用光刻形成T形發(fā)射極的方法。在生長有HBT集電極的硅襯底10及基極層30上淀積介質(zhì)隔離層12，通過光刻暴露發(fā)射極部分13，并淀積發(fā)射極的多晶硅。然后通過光刻形成T形的發(fā)射極14。以T形發(fā)射極為屏蔽，可以離子注入形成低電阻的外基極區(qū)。這樣形成的外基極和本征基極之間是非對準(zhǔn)的。
圖1B為說明以前的通過形成臺面結(jié)構(gòu)作為化學(xué)研磨的阻擋層，制備高平臺外基極的工藝方法。因?yàn)槎嗑Ч枋禽^軟的材料，如果在化學(xué)研磨(chemo-mechanicalpolish)過程中有大面積的裸露的地方?jīng)]有其他的介質(zhì)材料在下面支撐做研磨的阻擋層，這部位的多晶硅將被全部研磨掉。除了擬設(shè)的發(fā)射極42之外，襯底上還需要阻擋層16，二者可以是同樣的介質(zhì)層刻蝕而成。然后淀積外基極的多晶硅，以阻擋層16為支撐，研磨掉多晶硅形成高平臺的外基極18。為了隨后的發(fā)射極和外基極的隔離，在外基極18上還需形成介質(zhì)隔離層19，介質(zhì)隔離層可以通過高溫氧化外基極的部分多晶硅來完成，或者通過其他的工藝來完成。
雖然圖1B是一種可以形成高平臺外基極的自對準(zhǔn)工藝，但因?yàn)閷ρ心プ钃鯇?6的平面化要求，使工藝變得很復(fù)雜。這種工藝的復(fù)雜性在BiCMOS集成電路中變得很明顯。為了實(shí)現(xiàn)研磨阻擋層的支撐作用，阻擋層必須在研磨前就是平面化的，這在有凸凹結(jié)構(gòu)的BiCMOS工藝中需要特殊的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)才能夠?qū)崿F(xiàn)。另外，在已經(jīng)是平面結(jié)構(gòu)的阻擋層16上再形成介質(zhì)隔離層19，如果不是通過選擇性方式如高溫氧化，要使得隔離層19只在外基極18上，而在擬設(shè)發(fā)射極42上沒有隔離層從而可以暴露發(fā)射極，也是需要復(fù)雜的工藝才能實(shí)現(xiàn)。而我們知道高溫氧化能導(dǎo)致雜質(zhì)的擴(kuò)散，影響器件性能。
從以上的分析可以看出，迄今為止仍然缺少一種完全自對準(zhǔn)的，技術(shù)上可以容易實(shí)現(xiàn)并且和高平臺的外基極兼容的HBT制備工藝。本發(fā)明結(jié)合以下的附圖將提出一種可能的途徑。
圖2為本發(fā)明工藝方法的示意圖。在淀積(deposit或生長，如通常應(yīng)用的化學(xué)淀積，即chemical vapor deposition，及epitaxy等)集電極的硅襯底10和淺結(jié)隔離層20上生長基極層30。在基極之上形成介質(zhì)層40，作為隨后形成的擬設(shè)發(fā)射極刻蝕的阻擋層。在介質(zhì)層40上淀積擬設(shè)發(fā)射極層，然后通過光刻和刻蝕形成擬設(shè)發(fā)射極區(qū)42。擬設(shè)發(fā)射極區(qū)42的材料將在后面的工藝中去掉，這里只是起到屏蔽和支撐的作用。其中介質(zhì)層40可以是氧化硅，氮化硅等介質(zhì)材料。擬設(shè)發(fā)射極的材料可以是多晶硅，或者是多晶硅層的表面并覆蓋有其他的介質(zhì)材料如氧化硅，氮化硅，或其組合。以擬設(shè)發(fā)射極區(qū)為屏蔽可以通過離子注入形成高摻雜的外基極區(qū)44。其中介質(zhì)材料可以利用通常的淀積方式(如CVD)形成。
圖3為本發(fā)明的工藝方法在圖2基礎(chǔ)上的繼續(xù)。為了避免離子注入帶來的晶體缺欠而降低器件的性能，另外一種形成低電阻外基極區(qū)的方式是通過高平臺的外基極工藝。以擬設(shè)發(fā)射極42為屏蔽清洗掉介質(zhì)層40后，通過選擇性生長淀積多晶硅，或者通過非選擇性方式淀積多晶硅46。以下的工藝將介紹如何去掉通過非選擇性方式在擬設(shè)發(fā)射極區(qū)42及側(cè)壁上形成的多晶硅。
一種方法是利用平面化的聚合物工藝。首先在襯底上鋪上一層聚合物，比如光刻膠。因?yàn)楣饪棠z的粘稠性，其表面將是平面化的。借助于擬設(shè)發(fā)射極區(qū)42本身的凸凹結(jié)構(gòu)，可以在刻蝕光刻膠的過程中控制刻蝕時(shí)間使凸出的部分(即擬設(shè)發(fā)射極區(qū)42加上兩側(cè)的多晶硅部分)首先暴露出來，而在其他的部分仍然有光刻膠48保護(hù)。以存留的光刻膠48和擬設(shè)發(fā)射極表面的保護(hù)層為屏蔽和刻蝕阻擋，刻蝕掉擬設(shè)發(fā)射極上及側(cè)壁的多晶硅，形成高平臺的外基極49。然后通過離子注入和擴(kuò)散形成低電阻的外基極。
低電阻的外基極也可以通過選擇性外延來形成。在刻蝕出擬設(shè)發(fā)射極區(qū)42之后，通過淀積氮化硅和隨后的刻蝕形成自對準(zhǔn)的側(cè)壁間隔層(沒有顯示)。清洗掉介質(zhì)層40后，用選擇性外延淀積外基極層。這樣形成的高平臺外基極49不需要上述的平面化工藝。
另外，低電阻的外基極也可以通過淀積高濃度雜質(zhì)的介質(zhì)材料(如含B的BSG)，或淀積硼(B)薄膜做雜質(zhì)載體，高溫?cái)U(kuò)散后再清洗掉雜質(zhì)載體來形成。
圖4為說明本發(fā)明中一種利用自對準(zhǔn)工藝暴露擬設(shè)發(fā)射極的方法。在通過離子注入，或者通過高平臺的外基極工藝形成低電阻的外基極之后，淀積介質(zhì)層50。在擬設(shè)發(fā)射極區(qū)42上將形成凸?fàn)罱Y(jié)構(gòu)。以介質(zhì)層50的低水平面作為化學(xué)研磨(chemo-mechanical polish，or CMP)的阻擋層，通過化學(xué)研磨去掉凸?fàn)罱Y(jié)構(gòu)上的介質(zhì)材料，形成研磨后的水平面52并暴露擬設(shè)發(fā)射極區(qū)。其中介質(zhì)層50可以是氮化硅，氧化硅，或者二者的組合。這種方法同以前工藝(如圖1B所示)的顯著區(qū)別在于不需要在淀積隔離介質(zhì)層50之前，先形成平面化的研磨阻擋層16。隔離介質(zhì)層50的低水平面自動(dòng)作為研磨的阻擋層，這大大簡化了工藝對襯底平面化的要求，更容易實(shí)現(xiàn)BiCMOS的集成。從隨后的工藝中還可以看出，如果采用化學(xué)研磨的平面化工藝，這種結(jié)構(gòu)可以同時(shí)形成高平臺的外基極，發(fā)射極，以及形成金屬硅化物電極的所有工序的自動(dòng)對準(zhǔn)。
不借助于化學(xué)研磨，其他的平面化自對準(zhǔn)工藝也可以同樣暴露擬設(shè)發(fā)射極區(qū)。如圖5所示，在淀積介質(zhì)層50后，鋪上平面化的聚合物(如光刻膠)54。然后控制刻蝕光刻膠的時(shí)間使介質(zhì)層50暴露出來。再以光刻膠為屏蔽刻蝕介質(zhì)層50至擬設(shè)發(fā)射極層42暴露出來，如56所示。很容易看到，這部分工藝跟用平面化的聚合物來形成高平臺的外基極工藝類似。
圖6說明本發(fā)明中形成發(fā)射極的方法。在擬設(shè)發(fā)射極區(qū)暴露出來之后，利用介質(zhì)40做阻擋層，刻蝕掉擬設(shè)發(fā)射極材料。在隨后工藝中，一種可能的選擇是淀積和刻蝕形成內(nèi)側(cè)壁的間隔層60。清洗掉介質(zhì)層40后，淀積發(fā)射極的多晶硅70。如果用非選擇性方式淀積多晶硅70，可以再次利用介質(zhì)層50的水平面做研磨阻擋層，通過化學(xué)研磨去掉發(fā)射極區(qū)以外的多晶硅。也可以利用上面提到的平面化的聚合物工藝，形成光刻膠75，來刻蝕掉發(fā)射極區(qū)以外的多晶硅。
圖7顯示去掉介質(zhì)層50，并形成外側(cè)壁間隔層90后，T形的發(fā)射極多晶硅80。隨后的金屬硅化工藝形成電極等工序完成整個(gè)HBT的制備將是這個(gè)領(lǐng)域技術(shù)人員所熟悉的。
在以上的工藝中，側(cè)壁的間隔層可以通過這個(gè)技術(shù)領(lǐng)域人們熟悉的自對準(zhǔn)的方式，利用介質(zhì)層淀積和刻蝕來形成。其中的介質(zhì)材料可以是氮化硅，氧化硅，或者二者的組合。
以上工藝同樣適用于CMOS的制備。其中發(fā)射極被柵極取代，基極被源區(qū)和漏區(qū)取代。唯一的差別是去掉擬設(shè)柵極之后，和淀積柵極之前，需要首先形成柵極氧化物層。而高平臺的外基極成為高平臺的源區(qū)和漏區(qū)。
以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，凡依本發(fā)明權(quán)利要求限定的范圍所做的等效變化與修飾，皆應(yīng)屬于本發(fā)明專利的涵蓋范圍。
權(quán)利要求
1.一種利用全自動(dòng)對準(zhǔn)工藝制備雙極晶體管(HBT)的方法，包括在襯底上淀積并刻蝕出擬設(shè)(dummy)發(fā)射極；在擬設(shè)發(fā)射極區(qū)外形成自對準(zhǔn)的低電阻區(qū)外基極；淀積(deposit)介質(zhì)隔離層，并通過平面化工藝來暴露擬設(shè)發(fā)射極的部分；刻蝕掉擬設(shè)發(fā)射極后再在暴露的擬設(shè)發(fā)射極部分形成發(fā)射極。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中擬設(shè)發(fā)射極的材料是多晶硅，或者是介質(zhì)材料如氧化硅，或者二者的組合其中介質(zhì)材料作為多晶硅的保護(hù)層。在擬設(shè)發(fā)射極層下淀積刻蝕阻擋介質(zhì)層，介質(zhì)阻擋層可以是氧化硅，氮化硅，或其組合。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其中自對準(zhǔn)的外基極可以用離子注入；或者選擇性外延淀積多晶硅；或者非選擇性方法淀積多晶硅形成高平臺的外基極。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其中利用非選擇性方法淀積多晶硅后，鋪上平面化的聚合物，隨后通過刻蝕聚合物使下面的多晶硅暴露出來。再進(jìn)一步刻蝕去掉擬設(shè)發(fā)射極區(qū)表面及側(cè)壁的多晶硅。其中聚合物可以是光刻膠。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，在形成自對準(zhǔn)的外基極之后，淀積介質(zhì)隔離層如氮化硅、氧化硅、或二者的組合，并通過平面化工藝暴露擬設(shè)發(fā)射極區(qū)。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其中平面化工藝是通過介質(zhì)隔離層的低水平面做研磨的阻擋層，用化學(xué)研磨(chemo-mechanical polish)來暴露擬設(shè)發(fā)射極區(qū)。
7.如權(quán)利要求5所述的方法，其中的平面化工藝是鋪上平面化的聚合物，隨后通過刻蝕聚合物使下面的介質(zhì)隔離層暴露出來。再進(jìn)一步刻介質(zhì)隔離層使擬設(shè)發(fā)射極暴露出來。其中的聚合物可以是光刻膠。
8.如權(quán)利要求1，3，5所述的方法，其中在淀積非選擇方式形成的高平臺多晶硅層后，可以直接淀積權(quán)利要求5中的介質(zhì)隔離層，然后通過平面化工藝，暴露擬設(shè)發(fā)射極之上的介質(zhì)隔離層和多晶硅，刻蝕掉擬設(shè)發(fā)射極側(cè)壁的多晶硅，并暴露擬設(shè)發(fā)射極。
9.如權(quán)利要求1所述，在擬設(shè)發(fā)射極材料刻蝕掉以后，形成自對準(zhǔn)的內(nèi)側(cè)壁間隔層。間隔層的材料可以是氧化硅，氮化硅，或者二者的組合。隨后清洗掉擬設(shè)發(fā)射極下的介質(zhì)阻擋層，淀積發(fā)射極多晶硅。再利用平面化工藝形成發(fā)射極。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其中形成發(fā)射極的平面化工藝可以是通過介質(zhì)隔離層的低水平面做研磨的阻擋層，通過化學(xué)研磨來形成發(fā)射極；或者通過鋪上平面化的聚合物，并且介質(zhì)隔離層的低水平面要高于發(fā)射極區(qū)內(nèi)多晶硅的水平面。通過刻蝕聚合物使只在發(fā)射極的部分留有聚合物，其余部分的聚合物被刻蝕掉。進(jìn)一步刻蝕暴露的發(fā)射極多晶硅層以及側(cè)壁的多晶硅，形成多晶硅發(fā)射極。
全文摘要
一種制備半導(dǎo)體晶體管器件的方法，特別是利用全自動(dòng)對準(zhǔn)的工藝制備雙極晶體管的方法，包括在襯底上淀積并刻蝕出擬設(shè)發(fā)射極，通過離子注入(或者淀積多晶硅)形成低電阻的外基極區(qū)；然后淀積介質(zhì)層，并通過平面化工藝來暴露擬設(shè)發(fā)射極的部分，再在暴露的部分形成發(fā)射極。這樣制備的晶體管其基極同發(fā)射極以及本征基極和外基極之間是全部自動(dòng)對準(zhǔn)的。本發(fā)明的方法同樣適用于制備源漏區(qū)同柵極自動(dòng)對準(zhǔn)的場效應(yīng)晶體管。
文檔編號H01L21/02GK1474440SQ0213637
公開日2004年2月11日 申請日期2002年8月5日 優(yōu)先權(quán)日2002年8月5日
發(fā)明者黃風(fēng)義 申請人:黃風(fēng)義