[发明专利]多晶发射极三极管结构及其制备工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种三极管结构及其制备工艺，尤其是一种多晶发射极三极管结构及其制备工艺，属于半导体三极管的技术领域。

背景技术

多晶发射极结构是一种成熟的三极管结构，多晶发射极三极管结构因为其高频特性和高增益特性而广泛应用。多晶发射极三极管结构可以作分立器件，也可以集成在集成电路中。作分立器件使用时，发射极串联电阻RE会限制其频率特性和输出能力，为了减小RE，可以在多晶发射极上直接开接触孔，但这样会影响管子的放大倍数HFE以及管子发射极结的可靠性；在集成电路中，由于管子较小，RE的影响相对小些，因此多晶发射极结构较常由于集成电路中，而分立器件则较少采用。

常规多晶发射极结构的制作工艺流程具体步骤如下：对应图A-1~A-6（图中只画出了一组基极接触和发射极部分，集电极从背面接出，其他部分未画出，下同）：

（1）、区域1是外延半导体材料：区域7表示高掺杂P型基区接触注入区域，区域8表示P型基区注入区域。淀积或低热预算氧化生长100nm的SiO₂（区域2）；再淀积一层约150nm的Si₃N₄（区域3）；如图A-1所示。

（2）、光刻开发射极窗口：腐蚀Si₃N₄（区域3）、SiO₂（区域2）形成发射极窗口9，去胶；如图A-2所示。

（3）、漂自然氧化层和界面处理，淀积发射极多晶（区域4）约150nm～300nm，对多晶发射极进行N型杂质注入，退火，形成N型发射区10；如图A-3所示。

（4）、多晶光刻腐蚀：淀积PMD介质（区域5）；如图A-4所示。

（5）、接触孔光刻腐蚀，开基区接触孔12，腐蚀PMD介质（区域5），腐蚀Si₃N₄（区域3），腐蚀SiO₂（区域2）；开多晶发射区接触孔，腐蚀PMD介质（区域5）。为了减小多晶串联电阻，发射区接触孔可以直接开在发射极上，如图A-5所示。但为了减小接触孔腐蚀对发射极结的影响，也可以如图A-6那样开接触孔；再淀积金属（区域6）1.1μm。

（6）、之后对上述半导体材料做保护层工艺，具体过程略。

如前所述，尽管多晶发射极三极管具有高频和高增益特性，但是由于发射极串联电阻RE的限制，一般用于集成电路中做小器件使用，当具有一定输出能力和功率要求时，上述结构和工艺就无法满足，因为大尺寸的多晶发射极三极管的RE将显著增大。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种多晶发射极三极管结构及其制备工艺，其工艺步骤简单，提高多晶发射极三极管的使用范围，降低加工成本。

按照本发明提供的技术方案，所述一种多晶发射极三极管结构，在所述半导体三极管的截面上，包括具有两个相对主面的第一导电类型半导体基板，半导体基板包括第一主面与第二主面，所述第一主面与第二主面间包括第一导电类型外延层，所述第一导电类型外延层内的上部设有第二导电类型基区接触注入区及第二导电类型基区注入区域；半导体基板的第一主面上设有复合介质层；所述复合介质层上设有发射区接触孔及基区接触孔，发射区接触孔与基区接触孔从复合介质层向下延伸到半导体基板的第一主面上；其特征是：

所述发射区接触孔的下方设有第一导电类型发射区，所述第一导电类型发射区位于第二导电类型基区注入区内的上部；发射区接触孔内填充有导电多晶硅，所述导电多晶硅并覆盖于相应的复合介质层上；发射区接触孔内的导电多晶硅上设有发射极金属，基区接触孔内设有基极金属。

2、根据权利要求1所述的多晶发射极三极管结构，其特征是：所述复合介质层包括位于半导体基板第一主面上的二氧化硅层及位于所述二氧化层上的氮化硅层。

3、根据权利要求1所述的多晶发射极三极管结构，其特征是：所述第二导电类型基区接触注入区的浓度大于第二导电类型基区注入区的浓度。

4、根据权利要求1所述的多晶发射极三极管结构，其特征是：所述发射极金属与基极金属为同一制造层。

5、一种多晶发射极三极管的制备工艺，其特征是，所述制备工艺包括如下步骤：

（a）、提供具有第一导电类型的半导体基板，所述半导体基板包括第一主面与第二主面，所述第一主面与第二主面间包括第一导电类型外延层；

（b）、在半导体基板的第一主面上进行多次注入第二导电类型杂质离子，在第一导电类型外延层上得到第二导电类型基区接触注入区与第二导电类型基区注入区；