專利名稱：改善雙極性晶體管的發(fā)射極表面硅化物層的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及雙極性晶體管BJT制造工藝，尤其涉及一種改善雙極性晶體管的發(fā)射極表面硅化物層的方法。
背景技術(shù)：
以下介紹一 NPN型雙極性晶體管的制造工藝參見圖1A，在襯基101的外延層的上部，通過高摻雜形成N型集電極區(qū)102，通過 淺槽隔離(Shallow Trench Isolation, STI)步驟，在所述集電極區(qū)103的兩側(cè)形成STI區(qū) 域 103 ；參見圖1B，在所述集電極區(qū)102和STI區(qū)域103的表面依次形成第一硅層104、基 極區(qū)105、第二硅層106、氮化鉭導(dǎo)電層107、高摻雜多晶硅層108和絕緣層109，所述第一硅 層104為P型硅層，所述基極區(qū)105為硅鍺層，所述第二硅層106為P型硅層，所述絕緣層 109為二氧化硅；所述第一硅層104、基極區(qū)105和第二硅層106可以通過外延附生的方式生成，所 述氮化鉭導(dǎo)電層107可以采用濺射法淀積，所述高摻雜多晶硅層108和絕緣層109可以通 過化學(xué)氣相淀積法CVD形成；參見圖1C，在所述絕緣層109的表面上涂上光刻膠110，通過光刻、顯影定義一需 要刻蝕的區(qū)域，先以所述光刻膠Iio為掩模，以所述氮化鉭導(dǎo)電層107為刻蝕停止層，利用 干刻蝕法刻蝕掉部分絕緣層109和高摻雜多晶硅層108，再利用干法刻蝕或濕法化學(xué)刻蝕 有選擇性地刻蝕掉部分氮化鉭導(dǎo)電層107，形成一開口 111，在所述開口 111的底部，所述第 二硅層106裸露出來；參見圖1D，剝離所述光刻膠110后，在所述絕緣層109的表面、所述開口 111的側(cè) 壁以及所述開口 111的底部依次形成隔離層112和氮化硅層113，再通過各向異性刻蝕法去 除所述隔離層112和氮化硅層113，直至露出所述絕緣層109，在所述開口 111的側(cè)壁形成 自對準(zhǔn)隔離側(cè)墻114 ；參見圖1E，淀積N型多晶硅層115填充所述開口 111，該多晶硅層115用于形成發(fā) 射極；由于制造雙極性晶體管工藝本身無法克服的缺陷，N型多晶硅填充所述開口 111 時，在所述開口 111上方、所述多晶硅層115的表面易形成細(xì)溝槽116(參見圖IE中用虛線 框框起來的部分)，而且所述多晶硅層115的表面也不平坦；所述細(xì)溝槽116的開口很??；參見圖1F，淀積N型多晶硅層115后，對整個結(jié)構(gòu)進(jìn)行熱處理，所述多晶硅層115 底部的N型雜質(zhì)在熱處理過程中向外擴(kuò)散產(chǎn)生局部過摻雜而形成發(fā)射極區(qū)117 ；接下來制作基極金屬互連、集電極金屬互連以及發(fā)射極金屬互連，這里只介紹發(fā) 射極金屬互連的制作參見圖1G，通過刻蝕去除部分所述多晶硅層115和絕緣層109，由所述多晶硅層115制成發(fā)射極115a；參見圖1H，在所述發(fā)射極115a的表面依次淀積硅化物層118和氧化物層119 ；淀積所述硅化物層118的目的是使發(fā)射極金屬互連與發(fā)射極115a之間形成良好 接觸；由于所述多晶硅層115的表面存在所述小細(xì)溝槽116且不平坦，淀積所述硅化物 層118時，硅化物很難到達(dá)該細(xì)溝槽116內(nèi)，這將影響發(fā)射極金屬互連與所述硅化物層118 的接觸；所述多晶硅層115的表面形貌還將影響所述硅化物層118的質(zhì)量；參見圖II，通過刻蝕去除部分氧化物層119，在所述氧化物層119內(nèi)形成接觸孔 120 ；由于所述多晶硅層115的表面形貌不理想，因此，所述硅化物層118的質(zhì)量不理 想，刻蝕接觸孔120時，很容易造成過刻蝕而連同所述硅化物層118 —起被刻蝕掉，如圖II 所示；參見圖1J，淀積金屬填充接觸孔120從而形成發(fā)射極金屬互連121 ；現(xiàn)有技術(shù)中，由于硅化物很難到達(dá)所述細(xì)溝槽116內(nèi)，加上過刻蝕，所述發(fā)射極金 屬互連121與硅化物層118之間不能形成良好接觸，從而降低了雙極管的工作性能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種改善雙極性晶體管的發(fā)射極表面硅化物層的方法，通 過改善發(fā)射極的表面形貌來改善雙極性晶體管的發(fā)射極表面硅化物層，從而提高雙極管的 工作性能。為了達(dá)到上述的目的，本發(fā)明提供一種改善雙極性晶體管的發(fā)射極表面硅化物層 的方法，即形成發(fā)射極層之后對該發(fā)射極層進(jìn)行反刻蝕，將反刻蝕后的發(fā)射極層刻蝕成發(fā) 射極，在所述發(fā)射極的表面形成硅化物層。上述改善雙極性晶體管的發(fā)射極表面硅化物層的方法，其中，所述發(fā)射極層的材 料為摻雜的多晶硅。上述改善雙極性晶體管的發(fā)射極表面硅化物層的方法，其中，采用干刻蝕法對所 述發(fā)射極層進(jìn)行反刻蝕。上述改善雙極性晶體管的發(fā)射極表面硅化物層的方法，其中，刻蝕氣體為CF4和O2 的混合氣體。上述改善雙極性晶體管的發(fā)射極表面硅化物層的方法，其中，采用化學(xué)機(jī)械平坦 化方法對所述發(fā)射極層進(jìn)行反刻蝕。上述改善雙極性晶體管的發(fā)射極表面硅化物層的方法，其中，在反刻蝕過程中，所 述發(fā)射極層被刻蝕掉300埃 1000埃。本發(fā)明的改善雙極性晶體管的發(fā)射極表面硅化物層的方法在形成發(fā)射極層之后對該發(fā)射極層進(jìn)行反刻蝕，利用反刻蝕改善所述發(fā)射極層的表面形貌，從而改善淀積于所述發(fā) 射極層表面上的硅化物層，使發(fā)射極金屬互連與發(fā)射極良好接觸，提高雙極管的工作性能。


本發(fā)明的改善雙極性晶體管的發(fā)射極表面硅化物層的方法由以下的實(shí)施例及附圖給出。圖IA 圖IJ是現(xiàn)有技術(shù)中制造雙極管的工藝流程圖。圖2A 圖2E是加入本發(fā)明改善雙極性晶體管的發(fā)射極表面硅化物層的方法后制造雙極管的工藝流程圖。
具體實(shí)施例方式以下將結(jié)合圖2A 圖2E對本發(fā)明的改善雙極性晶體管的發(fā)射極表面硅化物層的 方法作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。本發(fā)明改善雙極性晶體管的發(fā)射極表面硅化物層的方法是，在形成發(fā)射極層之后 對該發(fā)射極層進(jìn)行反刻蝕。仍以制造NPN型雙極性晶體管的工藝為例，詳細(xì)說明本發(fā)明的改善雙極性晶體管 的發(fā)射極表面硅化物層的方法如圖2A所示，襯基201內(nèi)形成有一 N型集電極區(qū)202和兩個STI區(qū)域203，所述兩 個STI區(qū)域203分設(shè)在所述N型集電極區(qū)202的兩側(cè)，在所述襯基201表面依次形成第一 硅層204、基極區(qū)205、第二硅層206、導(dǎo)電層207、高摻雜多晶硅層208和絕緣層209，通過刻 蝕去除部分絕緣層209、高摻雜多晶硅層208和導(dǎo)電層207，形成一開口 211，所述開口 211 的側(cè)壁形成有自對準(zhǔn)隔離側(cè)墻214 ；如圖2B所示，淀積發(fā)射極層215填充所述開口 211 ；所述發(fā)射極層215的材料例如摻雜的多晶硅，該發(fā)射極層215用于形成雙極管的 發(fā)射極，本實(shí)施例中，所述發(fā)射極層215為N型多晶硅層；所述發(fā)射極層215的淀積厚度為2000埃 3000埃；由于制造雙極性晶體管工藝本身無法克服的缺陷，在所述開口 211上方、所述發(fā) 射極層215的表面形成有細(xì)溝槽216，而且所述發(fā)射極層215的表面也不平坦，即此時所述 發(fā)射極層215的表面形貌很不理想；所述細(xì)溝槽216為開口很小的窄溝槽；如圖2C所示，對所述發(fā)射極層215進(jìn)行反刻蝕；例如采用干法刻蝕法對所述發(fā)射極層215進(jìn)行反刻蝕，如圖2C所示，本實(shí)施例中， 以50sccm 200sccm的流速通入CF4和O2的混合氣體，功率為200W 1500W ；還可以采用化學(xué)機(jī)械平坦化方法(chemical mechanical planarization，CMP)對 所述發(fā)射極層215進(jìn)行反刻蝕；在反刻蝕過程中，所述發(fā)射極層215被刻蝕掉300埃 1000埃；在反刻蝕過程中，所述發(fā)射極層215的表面變平坦，所述發(fā)射極層215表面的細(xì)溝 槽216被刻蝕成小窗口 216'，該小窗口 216'的開口的寬度d遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于所述細(xì)溝槽216的 開口的寬度，反刻蝕后，所述發(fā)射極層215的表面形貌大大改善；如圖2D所示，淀積發(fā)射極層215后，對整個結(jié)構(gòu)進(jìn)行熱處理，所述發(fā)射極層215底 部的N型雜質(zhì)在熱處理過程中向外擴(kuò)散產(chǎn)生局部過摻雜而形成發(fā)射極區(qū)217 ；如圖2E所示，通過刻蝕去除部分所述發(fā)射極層215和絕緣層209，由所述發(fā)射極層 215制成發(fā)射極215a，在所述發(fā)射極215a的表面上形成一硅化物層218 ；由于所述小窗口 216'的開口增大，淀積的硅化物能進(jìn)入該小窗口 216'內(nèi)，使所述硅化物層218充分與所述發(fā)射極215a接觸，又由于所述發(fā)射極215a的表面平坦，大大提高了所述硅化物層218的質(zhì)量，能有效防止后續(xù)刻蝕接觸孔的過程中對所述硅化物層218 的破壞(即能有效防止過刻蝕)；
接下來的步驟與現(xiàn)有技術(shù)相同，不再贅述。
權(quán)利要求
一種改善雙極性晶體管的發(fā)射極表面硅化物層的方法，其特征在于，形成發(fā)射極層之后對該發(fā)射極層進(jìn)行反刻蝕，將反刻蝕后的發(fā)射極層刻蝕成發(fā)射極，在所述發(fā)射極的表面形成硅化物層。
2.如權(quán)利要求1所述的改善雙極性晶體管的發(fā)射極表面硅化物層的方法，其特征在 于，所述發(fā)射極層的材料為摻雜的多晶硅。
3.如權(quán)利要求1所述的改善雙極性晶體管的發(fā)射極表面硅化物層的方法，其特征在 于，采用干刻蝕法對所述發(fā)射極層進(jìn)行反刻蝕。
4.如權(quán)利要求3所述的改善雙極性晶體管的發(fā)射極表面硅化物層的方法，其特征在 于，刻蝕氣體為CF4和02的混合氣體。
5.如權(quán)利要求1所述的改善雙極性晶體管的發(fā)射極表面硅化物層的方法，其特征在 于，采用化學(xué)機(jī)械平坦化方法對所述發(fā)射極層進(jìn)行反刻蝕。
6.如權(quán)利要求4或5所述的改善雙極性晶體管的發(fā)射極表面硅化物層的方法，其特征 在于，在反刻蝕過程中，所述發(fā)射極層被刻蝕掉300埃 1000埃。
全文摘要
本發(fā)明提供一種改善雙極性晶體管的發(fā)射極表面硅化物層的方法。該方法是在形成發(fā)射極層之后對該發(fā)射極層進(jìn)行反刻蝕，利用反刻蝕改善所述發(fā)射極層的表面形貌，從而改善淀積于所述發(fā)射極層表面上的硅化物層，使發(fā)射極金屬互連與發(fā)射極良好接觸，提高雙極管的工作性能。
文檔編號H01L21/331GK101834136SQ201010172759
公開日2010年9月15日 申請日期2010年5月12日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月12日
發(fā)明者孫洪福, 曼紐拉·奈耶爾, 陳樂樂 申請人:上海宏力半導(dǎo)體制造有限公司