[发明专利]去除双极型晶体管工艺中发射极多晶硅刻蚀残留的方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体制造领域，特别涉及一种去除双极型晶体管工艺中发射极多晶硅刻蚀残留的方法。

背景技术

高性能双极型晶体管需要做成垂直的结构以得到较好的直流特性和射频特性。在现有的带深接触孔的晶体管制造工艺中，由于基极多晶硅是和发射极窗口介质叠在一起刻蚀的，整个叠层厚而且截面很直，随后淀积发射极多晶硅，这样在基极多晶硅的端面上，发射极多晶硅很直很厚，刻蚀后会形成多晶硅侧墙，这一侧墙很难通过工艺优化来清除，而且这一侧墙是D形的，在后续的氧化硅淀积和侧墙刻蚀时，其上的氧化硅会被干刻全部清除掉，从而无法形成介质侧墙。这样金属硅化物就会形成在基极多晶硅端面上，造成和集电极连接的深接触孔的漏电甚至短路，影响器件的正常工作。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种去除双极型晶体管工艺中发射极多晶硅刻蚀残留的方法，可以解决发射极多晶硅刻蚀的残留问题，消除基极和集电极漏电的可能性。

为解决上述技术问题，本发明的去除双极型晶体管工艺中发射极多晶硅刻蚀残留的方法，包括如下步骤：

第1步，在P型硅衬底上形成浅槽隔离，并在浅槽底部注入N型离子形成N型赝埋层；

第2步，在有源区进行N型离子注入形成集电区；

第3步，淀积氧化硅和多晶硅，通过干刻和湿刻形成基区窗口，生长锗硅外延层；在锗硅外延层上淀积一层氧化膜，通过干法刻蚀形成覆盖有氧化膜的基区；

第4步，湿法清洗基区上的氧化膜，在基区和场氧隔离上淀积一层介质膜，刻蚀介质膜形成发射区窗口，其上淀积发射极多晶硅；

第5步，对发射极多晶硅进行N型离子注入，刻蚀发射极多晶硅和介质膜，形成发射极，并在基区多晶硅的末端形成介质膜侧墙；

第6步，进行自对准发射极多晶硅的锗硅外基区多晶硅P型离子注入；

第7步，淀积氧化膜进行反向刻蚀，形成发射极多晶硅侧墙；

第8步，对注入杂质进行退火推进，形成发射极-基极结和基极-集电极结；

第9步，进行深接触孔光刻、干法刻蚀及湿法刻蚀，打开需要生长金属硅化物的区域，在浅槽底部深接触孔打开的区域以及锗硅外基区多晶硅上生成金属硅化物；

第10步，依次淀积接触孔介质，形成接触孔、深接触孔和金属连线连接基极、发射极和集电极。

其中，第1步中进行高剂量、低能量的N型离子注入，其中注入离子为磷和/或砷，注入剂量为10¹⁵～10¹⁶cm^-2，注入能量为5～15keV。

进一步地，所述第1步和第2步之间进行高温退火，温度在900～1100℃，退火时间在10～60分钟。

其中，第2步中所述集电区的形成包括两次N型离子注入，第一次离子注入和第二次离子注入工艺一起共同形成高速器件的集电区；第二次离子注入形成高压器件的集电区。

其中，第3步中的所述锗硅外延层分为硅缓冲层、锗硅层和硅帽层，其中锗硅层有高掺杂的硼，硅帽层有低掺杂的硼，硅缓冲层为50～300埃，锗硅层为400～800埃，其中20～300埃掺硼，掺杂浓度在2×10¹⁹～6×10¹⁹cm^-3，硅帽层为100～500埃，掺杂浓度在10¹⁵～10¹⁷cm^-3；所述的氧化膜为100～300埃。

其中，第4步中所述的介质膜为氧化膜，或者氮氧化膜，或者氧化膜加氮化膜，或者氮氧化膜加氮化膜。优选的，所述介质膜为氧化膜加氮化膜，氧化膜和氮化膜的厚度均为100～300埃，其中氧化膜淀积在基区和场氧隔离上，氮化膜淀积在氧化膜上。

进一步地，第4步中可以在有氧的环境下通过快速退火形成5～10埃的氧化层，再淀积多晶硅；多晶硅是非掺杂的，或者是在位掺杂的。

其中，第5步中所述发射极多晶硅中注入的离子为砷和磷，其中先注入磷，再注入砷，磷的注入剂量为10¹⁴～10¹⁵cm^-2，能量为30～80keV，砷的注入剂量为10¹⁵～10¹⁶cm^-2，能量为50～100keV。

其中，第7步中退火温度在900～1100℃，退火时间在5～100秒。