[发明专利]双极型晶体管的形成方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，特别涉及一种双极型晶体管的形成方法。

背景技术

双极型晶体管是构成现代大规模集成电路的常用器件结构之一，其操作速度快、饱和压降下、电流密度大且生产成本低。

请参考图1至图4为现有技术的双极型晶体管的形成方法示意图。

请参考图1，提供半导体衬底10，在所述半导体衬底10内形成N型埋层11以及位于所述N型埋层11内的集电极12。

所述半导体衬底10的材料可以是硅或锗硅等半导体材料。对所述半导体衬底10内进行第一N型离子注入并扩散，形成所述N型埋层11，所述第一N型离子可以是锑离子；在所述半导体衬底10上形成具有开口的第一掩膜层（图中未示出），所述开口定义集电极的位置及图形，以所述第一掩膜层为掩膜对所述N型埋层11内进行第二N型离子注入，形成集电极12，所述第二N型离子为磷离子；然后去除所述第一掩膜层。

请参考图2，在所述半导体衬底10表面形成覆盖所述N型埋层11和集电极12的P型外延层13。

所述P型外延层13的材料为锗硅，所述P型外延层13作为基极。

请参考图3，在所述P型外延层13表面形成具有开口的氧化层14，所述开口定义了后续形成的发射极与基极的接触位置和图形，暴露出部分P型外延层13的表面，在所述P型外延层13表面形成填充满所述开口，并覆盖所述氧化层14表面的N型多晶硅层15，并进行平坦化。

请参考图4，在所述多晶硅层15表面形成第二掩膜层，所述第二掩膜层定义出发射极的图形，以所述第二掩膜层为掩膜刻蚀所述N型多晶硅层15和氧化层14，形成发射极15a。

现有技术形成的双极型晶体管的性能有待进一步的提高。

发明内容

本发明解决的问题是提供一种双极型晶体管的形成方法，提高双极型晶体管的性能。

为解决上述问题，本发明提供一种双极型晶体管的形成方法，包括：提供半导体衬底；在所述半导体衬底内形成N型集电极；在所述N型集电极表面形成P型基极，所述P型基极表面具有自然氧化形成的氧化层；在所述P型基极上形成N型发射极；对所述P型基极和N型发射极进行退火处理，降低发射极电阻。

可选的，所述退火处理采用的是快速热退火工艺。

可选的，所述退火处理的温度范围为500℃～1200℃，所述退火处理的时间为10s～30s。

可选的，所述P型基极表面具有氧化层，所述氧化层的厚度为

可选的，在形成所述N型多晶硅层之前，对所述P型基极表面进行清洗，然后在所述P型基极表面自然氧化形成氧化层。

可选的，退火处理后，所述氧化层内出现若干空洞，并且所述空洞的总面积为退火处理之前的氧化层面积的1%～20%。

可选的，所述P型基极的材料为P型掺杂的SiGe。

可选的，在所述N型集电极表面形成P型基极的方法包括：在所述半导体衬底表面形成第一绝缘层；刻蚀所述第一绝缘层，在所述N型集电极表面形成第一开口，所述第一开口暴露出所述N型集电极的表面；形成填充满所述第一开口的P型基极。

可选的，在所述P型基极表面形成N型发射极的方法包括：在所述第一绝缘层和P型基极表面形成基极多晶硅层，以及位于所述基极多晶硅层表面的第二绝缘层；刻蚀所述第二绝缘层和基极多晶硅层，形成位于所述P型基极表面的第二开口，所述第二开口暴露出部分P型基极的表面；在所述第二开口内形成N型多晶硅层，所述N型多晶硅层覆盖第二开口的内壁以及第二绝缘层表面；在所述N型多晶硅层表面形成图形化掩膜层，以所述图形化掩膜层为掩膜，刻蚀所述N型多晶硅层和第二绝缘层，暴露出远离所述第二开口部分的基极多晶硅层的部分表面，剩余的部分N型多晶硅层作为N型发射极。

可选的，所述第二绝缘层的材料为正硅酸乙酯、氮氧化硅、氮化硅中的一种或几种，所述第二绝缘层为单层或者多层堆叠结构。

与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点：

本发明的技术方案中，在形成所述双极型晶体管的P型基极以及位于所述P型基极表面的N型发射极之后，进行退火处理。由于P型基极表面会被自然氧化而具有一层氧化层，退火过程中，N型发射极中的N型杂质离子会从N型发射极向氧化层扩散，撞击所述氧化层，使氧化层断裂而产生微小空洞。N型发射极内的电子可以直接通过所述空洞进入P型基极内，所以所述空洞的存在会降低由于P型基极表面氧化而产生的发射极电阻。