硅基npn器件及制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體集成電路制造領(lǐng)域，特別是涉及一種硅基NPN器件，本發(fā)明還涉及一種硅基NPN器件的制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]由于現(xiàn)代通信對高頻帶下高性能、低噪聲和低成本的RF組件的需求，傳統(tǒng)的NPN器件無法滿足性能規(guī)格、輸出功率和線性度新的要求，因此需要對傳統(tǒng)NPN結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)。
[0003]國際上目前已經(jīng)廣泛采用硅基作為高頻大功率功放器件應(yīng)用于無線通訊產(chǎn)品，如城市有線電視放大和數(shù)字電視高頻頭等。硅基技術(shù)和CMOS工藝有良好的兼容性，為功放與邏輯控制電路的集成提供極大的便利，也降低了工藝成本。因此如何在硅基上開發(fā)出滿足應(yīng)用要求的高頻器件越來越成為BJT器件的研究熱點(diǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種硅基NPN器件，能降低發(fā)射區(qū)電阻，同時(shí)能降低基區(qū)電流并降低基區(qū)電阻，能改善器件的高頻性能。為此，本發(fā)明還提供一種硅基NPN器件的制造方法。
[0005]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供的硅基NPN器件包括:
[0006]硅襯底，在所述硅襯底上形成有N型外延層，在所述N型外延層上形成有局部氧化層，由所述局部氧化層隔離出有源區(qū)。
[0007]基區(qū)，由對所述有源區(qū)中的所述N型外延層進(jìn)行P型離子注入形成的P型注入?yún)^(qū)組成。
[0008]集電區(qū)，由位于所述基區(qū)底部的N型外延層組成；所述基區(qū)的底部和所述集電區(qū)接觸。
[0009]發(fā)射區(qū)，由N型注入?yún)^(qū)和N型多晶硅組成，所述N型注入?yún)^(qū)由在所述基區(qū)的部分區(qū)域中進(jìn)行N型離子注入形成，所述N型注入?yún)^(qū)的位置由發(fā)射極窗口定義，所述發(fā)射極窗口由發(fā)射極介質(zhì)層刻蝕后圍成，所述N型注入?yún)^(qū)的底部和所述基區(qū)接觸；所述N型多晶硅的底部和所述N型注入?yún)^(qū)接觸，所述N型多晶硅的頂部延伸到所述發(fā)射極介質(zhì)層上方。
[0010]外基區(qū)，由形成于所述發(fā)射區(qū)外部的所述基區(qū)表面的P型離子注入?yún)^(qū)組成，所述外基區(qū)的摻雜濃度大于所述基區(qū)的摻雜濃度并用于引出所述基區(qū)。
[0011 ] 進(jìn)一步的改進(jìn)是，所述基區(qū)的P型離子注入的注入能量為35KeV?lOOKeV，注入劑量為 lE13cm 2 ?lE15cm 2。
[0012]進(jìn)一步的改進(jìn)是，所述發(fā)射區(qū)的所述N型注入?yún)^(qū)的N型離子注入的注入能量為40KeV ?200KeV，注入劑量為 lE15cnT2 ?lE16cnT2。
[0013]進(jìn)一步的改進(jìn)是，所述發(fā)射區(qū)的所述N型多晶硅的N型雜質(zhì)由N型離子注入形成，該N型離子注入的注入能量為40KeV?200KeV，注入劑量為lE15cnT2?lE16cnT2。
[0014]進(jìn)一步的改進(jìn)是，所述外基區(qū)的P型離子注入的注入能量為35KeV?lOOKeV，注入劑量為 lE15cnT2 ?lE16cnT2。
[0015]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供的硅基NPN器件的制造方法包括步驟:
[0016]步驟一、在硅襯底上形成有N型外延層，在所述N型外延層上形成局部氧化層，由所述局部氧化層隔離出有源區(qū)。
[0017]步驟二、對所述有源區(qū)中的所述N型外延層進(jìn)行P型離子注入形成的P型注入?yún)^(qū)，由該P(yáng)型注入?yún)^(qū)組成基區(qū)；由位于所述基區(qū)底部的所述N型外延層組成集電區(qū)，所述基區(qū)的底部和所述集電區(qū)接觸。
[0018]步驟三、淀積發(fā)射極介質(zhì)層，對所述發(fā)射極介質(zhì)層進(jìn)行光刻刻蝕形成由所述發(fā)射極介質(zhì)層刻蝕后圍成發(fā)射極窗口，所述發(fā)射極窗口將所述基區(qū)的部分區(qū)域露出；進(jìn)行N型離子注入在所述發(fā)射極窗口所定義的區(qū)域中形成N型注入?yún)^(qū)，所述N型注入?yún)^(qū)的底部和所述基區(qū)接觸。
[0019]步驟四、淀積多晶硅，對所述多晶硅進(jìn)行N型離子注入形成N型多晶硅，在所述發(fā)射極窗口區(qū)域的所述N型多晶硅的底部和所述N型注入?yún)^(qū)接觸。
[0020]步驟五、對所述N型多晶硅進(jìn)行光刻刻蝕，由所述N型注入?yún)^(qū)和刻蝕后的所述N型多晶硅組成發(fā)射區(qū)，刻蝕后的所述N型多晶硅的底部和所述N型注入?yún)^(qū)接觸、所述N型多晶硅的頂部延伸到所述發(fā)射極介質(zhì)層上方；所述發(fā)射區(qū)的頂部寬度小于所述基區(qū)的寬度并將所述發(fā)射區(qū)外部的所述基區(qū)表面露出。
[0021]步驟六、進(jìn)行P型離子注入在所述發(fā)射區(qū)外部的所述基區(qū)表面形成外基區(qū)，所述外基區(qū)的摻雜濃度大于所述基區(qū)的摻雜濃度并用于引出所述基區(qū)。
[0022]進(jìn)一步的改進(jìn)是，步驟二中所述基區(qū)的P型離子注入的注入能量為35KeV?10KeV,注入劑量為 lE13cnT2 ?lE15cnT2。
[0023]進(jìn)一步的改進(jìn)是，步驟三中所述N型注入?yún)^(qū)的N型離子注入的注入能量為40KeV ?200KeV，注入劑量為 lE15cnT2 ?lE16cnT2。
[0024]進(jìn)一步的改進(jìn)是，步驟四中所述N型多晶硅的N型離子注入的注入能量為40KeV ?200KeV，注入劑量為 lE15cnT2 ?lE16cnT2。
[0025]進(jìn)一步的改進(jìn)是，步驟六中所述外基區(qū)的P型離子注入的注入能量為35KeV?10KeV,注入劑量為 lE15cnT2 ?lE16cnT2。
[0026]本發(fā)明器件的發(fā)射區(qū)是由一次N型注入形成的N型注入?yún)^(qū)加上N型摻雜的多晶硅共同形成，N型多晶硅的引入，使得發(fā)射區(qū)帶電離子分布的梯度減小，發(fā)射區(qū)帶電離子濃度增加，降低了發(fā)射區(qū)電阻；同時(shí)可以降低基區(qū)電流，在得到相同器件放大倍數(shù)的情況下，基區(qū)可以摻雜更多的離子，降低了基區(qū)電阻；發(fā)射區(qū)電阻和基區(qū)電阻的降低能改善器件的高頻性能。
【附圖說明】
[0027]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明:
[0028]圖1是本發(fā)明實(shí)施例硅基NPN器件的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0029]圖2A-圖2E是本發(fā)明實(shí)施例方法的各步驟中的器件結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0030]如圖1所示，是本發(fā)明實(shí)施例硅基NPN器件的結(jié)構(gòu)示意圖；本發(fā)明實(shí)施例硅基NPN器件包括:
[0031]硅襯底I，在所述硅襯底I上形成有N型外延層2，在所述N型外延層2上形成有局部氧化層3，由所述局部氧化層3隔離出有源區(qū)。
[0032]基區(qū)4，由對所述有源區(qū)中的所述N型外延層2進(jìn)行P型離子注入形成的P型注入?yún)^(qū)組成。較佳為，所述基區(qū)4的P型離子注入的注入能量為35KeV?10KeV,注入劑量為lE13cm2 ?lE15cm \
[0033]集電區(qū)，由位于所述基區(qū)4底部的N型外延層2組成；所述基區(qū)4的底部和所述集電區(qū)接觸。
[0034]發(fā)射區(qū)，由N型注入?yún)^(qū)8和N型多晶硅9組成，所述N型注入?yún)^(qū)8由在所述基區(qū)4的部分區(qū)域中進(jìn)行N型離子注入形成，所述N型注入?yún)^(qū)8的位置由發(fā)射極窗口定義，所述發(fā)射極窗口由發(fā)射極介質(zhì)層刻蝕后圍成，所述N型注入?yún)^(qū)8的底部和所述基區(qū)4接觸；所述N型多晶硅9的底部和所述N型注入?yún)^(qū)8接觸，所述N型多晶硅9的頂部延伸到所述發(fā)射極介質(zhì)層上方。本發(fā)明實(shí)施例中所述發(fā)射極介質(zhì)層由依次形成于所述N型外延層2表面的第一氧化層5和第二氮化硅層6組成。較佳為，所述發(fā)射區(qū)的所述N型注入?yún)^(qū)8的N型離子注入的注入能量為40KeV?200KeV，注入劑量為lE15cnT2?lE16cnT2。所述發(fā)射區(qū)的所述N型多晶硅9的N型雜質(zhì)由N型離子注入形成，該N型離子注入的注入能量為40KeV?200KeV，注入劑量為 lE15cnT2 ?lE16cnT2。
[0035]外基區(qū)4，由形成于所述發(fā)射區(qū)外部的所述基區(qū)4表面的P型離子注入?yún)^(qū)組成，所述外基區(qū)4的摻雜濃度大于所述基區(qū)4的摻雜濃度并用于引出所述基區(qū)4。較佳為，所述外基區(qū)4的P型離子注入的注入能量為35KeV?lOOKeV，注入劑量為lE15cm_2?lE16cm_2。
[0036]在所述硅襯底I的正面形成有層間膜11，所述層間膜11覆蓋所述N型多晶硅9、所述外基區(qū)和所述局部氧化層3。在所述集電區(qū)頂部形成有和所述集電區(qū)相接觸的接觸孔12，該接觸孔12引出集電極；在所述N型多晶硅9的頂部形成有和所述N型多晶硅9相接觸的接觸孔12，該接觸孔12引出發(fā)射極；在所述外基區(qū)10的頂部形成有和所述外基區(qū)10相接觸的接觸孔12，該接觸孔12引出基極。上述接觸孔12都分別穿過所述層間膜11和底部的摻雜區(qū)相連接。所述接觸孔12的頂