雙極型晶體管發(fā)射極的摻雜方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種雙極型晶體管發(fā)射極的摻雜方法，包括步驟：提供發(fā)射極待摻雜的雙極型晶體管，該雙極型晶體管制作于一晶圓上，待摻雜的發(fā)射極的位置上方覆蓋有掩蔽層，打開掩蔽層的窗口，露出待摻雜的發(fā)射極的位置；采用涂膠設(shè)備在晶圓上滴涂磷源后旋轉(zhuǎn)涂布，形成一定厚度的第一涂源層，并測量第一涂源層的厚度；將完成了第一次涂源步驟后的晶圓靜置0.5～4小時；再次采用涂膠設(shè)備在晶圓上滴涂磷源后旋轉(zhuǎn)涂布，形成一定厚度的第二涂源層，并測量第二涂源層的厚度；將完成了第二次涂源步驟后的晶圓在一定時間間隔內(nèi)進行三氯氧磷的摻雜工藝。本發(fā)明能夠改善雙極型晶體管發(fā)射極的微觀源分布均勻性，提高模擬器件的相互匹配性和增加成品率。
【專利說明】雙極型晶體管發(fā)射極的摻雜方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造【技術(shù)領(lǐng)域】，具體來說，本發(fā)明涉及一種雙極型晶體管發(fā)射極的摻雜方法，用于改善發(fā)射極的微觀源分布均勻性。

【背景技術(shù)】
[0002]目前，半導(dǎo)體雙極型晶體管工藝多采用涂源(即磷源，一種供應(yīng)磷摻雜的膠狀物)加三氯氧磷(POCL3)作爐管推進的方式形成發(fā)射極，可以滿足大多數(shù)雙極型晶體管發(fā)射極的形成。然而，對于有些產(chǎn)品，由于對多個晶體管的輸出電壓做比較，對晶體管的匹配度要求很高，因此對于該產(chǎn)品的成品率改善上，一直以來都是問題。由于修改產(chǎn)品設(shè)計需要的時間和驗證周期很長，往往在設(shè)計改變驗證完后市場對這類產(chǎn)品的需求已經(jīng)發(fā)生變化，因此如何在工藝上優(yōu)化來支持這一類產(chǎn)品良率的改善是一個重要的難題。
[0003]在現(xiàn)有技術(shù)中，由于模擬器件電路需要極強的匹配性，而由于一次涂源加三氯氧磷的摻雜方式中涂源工藝的局限性(比如涂源設(shè)備的因素制約)，在微觀源的分布均勻性上無法實現(xiàn)很好的均勻性。在產(chǎn)品的實效圖形中，可以發(fā)現(xiàn)由于晶圓片內(nèi)不同區(qū)域的電阻差別(相差6%)導(dǎo)致晶體管輸出電壓不同從而使得器件失效。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種雙極型晶體管發(fā)射極的摻雜方法，能夠改善發(fā)射極的微觀源分布均勻性，提高模擬器件的相互匹配性和增加成品率。
[0005]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種雙極型晶體管發(fā)射極的摻雜方法，包括步驟:
[0006]發(fā)射極窗口打開步驟:提供發(fā)射極待摻雜的雙極型晶體管，所述雙極型晶體管制作于一晶圓上，待摻雜的所述發(fā)射極的位置上方覆蓋有掩蔽層，打開所述掩蔽層的窗口，露出待摻雜的所述發(fā)射極的位置；
[0007]第一次涂源步驟:采用涂膠設(shè)備在所述晶圓上滴涂磷源后旋轉(zhuǎn)涂布，形成一定厚度的第一涂源層，并測量所述第一涂源層的厚度；
[0008]靜置步驟:將完成了所述第一次涂源步驟后的所述晶圓靜置0.5?4小時；
[0009]第二次涂源步驟:再次采用涂膠設(shè)備在所述晶圓上滴涂磷源后旋轉(zhuǎn)涂布，形成一定厚度的第二涂源層，并測量所述第二涂源層的厚度；
[0010]三氯氧磷摻雜步驟:將完成了所述第二次涂源步驟后的所述晶圓在一定時間間隔內(nèi)進行三氯氧磷的摻雜工藝。
[0011]可選地，在所述第一次涂源步驟中，所述第一涂源層的厚度為2550?3150埃。
[0012]可選地，在所述第二次涂源步驟中，所述第二涂源層的厚度也為2550?3150埃。
[0013]可選地，在所述三氯氧磷摻雜步驟中，所述時間間隔為3?5小時。
[0014]可選地，所述掩蔽層的材質(zhì)為二氧化硅層，打開所述掩蔽層的窗口系采用濕法刻蝕法。
[0015]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點:
[0016]本發(fā)明通過增加第二次涂源的工序?qū)崿F(xiàn)了某些需要很高相互匹配度的特殊器件(模擬器件)的發(fā)射極微觀源分布的均勻性改善，優(yōu)化了其成品率。
[0017]另外，本發(fā)明通過在第一次涂源后靜置0.5?4小時再進行第二次涂源，克服了兩次涂源后在晶圓表面產(chǎn)生發(fā)花的現(xiàn)象，以及第二次涂源后出現(xiàn)的部分區(qū)域厚度差別的問題，能夠通過質(zhì)量驗收。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]本發(fā)明的上述的以及其他的特征、性質(zhì)和優(yōu)勢將通過下面結(jié)合附圖和實施例的描述而變得更加明顯，其中:
[0019]圖1為本發(fā)明一個實施例的雙極型晶體管發(fā)射極的摻雜方法的流程示意圖；
[0020]圖2至圖4為本發(fā)明一個實施例的雙極型晶體管發(fā)射極采用兩次涂源摻雜的剖面工藝流程圖；
[0021]圖5為現(xiàn)有技術(shù)中的一個雙極型晶體管發(fā)射極采用一次涂源步驟后采用原子力顯微鏡表征上看到的涂源層的厚度差異；
[0022]圖6為本發(fā)明一個實施例的雙極型晶體管發(fā)射極采用兩次涂源步驟后采用原子力顯微鏡表征上看到的涂源層的厚度差異。

【具體實施方式】
[0023]下面結(jié)合具體實施例和附圖對本發(fā)明作進一步說明，在以下的描述中闡述了更多的細節(jié)以便于充分理解本發(fā)明，但是本發(fā)明顯然能夠以多種不同于此描述的其它方式來實施，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不違背本發(fā)明內(nèi)涵的情況下根據(jù)實際應(yīng)用情況作類似推廣、演繹，因此不應(yīng)以此具體實施例的內(nèi)容限制本發(fā)明的保護范圍。
[0024]圖1為本發(fā)明一個實施例的雙極型晶體管發(fā)射極的摻雜方法的流程示意圖；圖2至圖4為本發(fā)明一個實施例的雙極型晶體管發(fā)射極采用兩次涂源摻雜的剖面工藝流程圖。需要注意的是，這些以及后續(xù)其他的附圖均僅作為示例，其并非是按照等比例的條件繪制的，并且不應(yīng)該以此作為對本發(fā)明實際要求的保護范圍構(gòu)成限制。
[0025]請參見圖1并結(jié)合圖2至圖4所示，該雙極型晶體管發(fā)射極的摻雜方法主要包括如下工序:
[0026]首先執(zhí)行發(fā)射極窗口打開步驟SlOl:提供發(fā)射極201待摻雜(尚未摻雜，故用虛線表示)的雙極型晶體管(尚未制作完成)，雙極型晶體管制作于一晶圓(未圖示)上。待摻雜的發(fā)射極201的位置除了橫向擴散(Latteral Diffus1n)區(qū)域外，與該雙極型晶體管的基極202部分重疊。待摻雜的該發(fā)射極201的位置上方覆蓋有掩蔽層203，打開掩蔽層203的窗口 204，露出待摻雜的發(fā)射極201的位置，如圖2所示。在本實施例中，該掩蔽層203的材質(zhì)可以為二氧化硅層，而打開該掩蔽層203的窗口 204可以采用本領(lǐng)域公知的濕法刻蝕法。
[0027]接著執(zhí)行第一次涂源步驟S102:采用涂膠設(shè)備在晶圓上滴涂磷源后旋轉(zhuǎn)涂布，形成一定厚度的第一涂源層205，如圖3所示，并測量第一涂源層205的厚度。在本實施例中，該第一涂源層205的厚度可以為2550?3150埃，優(yōu)選2850埃。
[0028]然后執(zhí)行靜置步驟S103:將完成了第一次涂源步驟后的晶圓靜置0.5?4小時。
[0029]再執(zhí)行第二次涂源步驟S104:再次采用涂膠設(shè)備在晶圓上滴涂磷源后旋轉(zhuǎn)涂布，形成一定厚度的第二涂源層206，如圖4所示，并測量第二涂源層206的厚度。在本實施例中，該第二涂源層206的厚度也可以為2550?3150埃，優(yōu)選2850埃。
[0030]最后執(zhí)行三氯氧磷摻雜步驟S105:將完成了第二次涂源步驟后的晶圓在一定時間間隔內(nèi)進行加三氯氧磷(POCL3)的摻雜工藝，形成發(fā)射極。在本實施例中，該時間間隔可以為3?5小時，優(yōu)選4小時。
[0031]本發(fā)明的創(chuàng)作思路是:通常本領(lǐng)域技術(shù)人員會通過調(diào)節(jié)涂源設(shè)備的轉(zhuǎn)速來改變涂源層厚度，以期獲得更好的均勻性?？墒牵捎谌纭颈尘凹夹g(shù)】部分所述的6%的電阻值差異會導(dǎo)致輸出電壓不匹配，從而引起器件失效。因此，如果僅通過對涂源設(shè)備進行轉(zhuǎn)速微調(diào)，只能臨時緩解這種缺陷，治標不治本。往往在好了一段時間后，又會出現(xiàn)類似問題。
[0032]從圖3也可以看作一次涂源后整個雙極型晶體管器件的截面示意圖。由于旋轉(zhuǎn)涂布在一個方向上的源會比另一個方向的源在厚度上有差別，從而導(dǎo)致參數(shù)上的差異。圖5為現(xiàn)有技術(shù)中的一個雙極型晶體管發(fā)射極采用一次涂源步驟后采用原子力顯微鏡(AFM)表征上可以看到的涂源層相對于基準(掩蔽層表面)的厚度的差異(10%以內(nèi))。
[0033]為了解決片內(nèi)涂源厚度均勻性問題，本發(fā)明嘗試引入兩次涂源的方法。但是由于涂源兩次很容易發(fā)生表面發(fā)花的現(xiàn)象，無法通過質(zhì)量驗收。另外，由于第一次涂源之后，晶圓表面已經(jīng)覆蓋有磷源，如果表面磷源發(fā)生固化，在第二次涂源后晶圓表面會出現(xiàn)部分區(qū)域的厚度差別問題。因此，本領(lǐng)域技術(shù)人員往往認為兩次涂源也無法改善涂源分布均勻性，相反還會帶來更多新的難以克服的問題，即本發(fā)明之前的本領(lǐng)域技術(shù)中不會有人想到堅持采用兩次涂源來解決這個問題。但是，本發(fā)明除了堅定采用兩次涂源的方法來改善涂源厚度均勻性乃至摻雜微觀源分布均勻性的問題，而且通過實驗發(fā)現(xiàn)了在第一次涂源后控制在0.5小時到4小時內(nèi)進行第二次涂源能解決表面發(fā)花、厚度差別等一系列問題。
[0034]圖6為本發(fā)明一個實施例的雙極型晶體管發(fā)射極采用兩次涂源步驟后采用原子力顯微鏡表征上可以看到的涂源層相對于基準(掩蔽層表面)的厚度的差異。通過比較圖5和圖6，可以發(fā)現(xiàn)，使用本發(fā)明的方法可以有效改善涂源層的厚度差異，為提高發(fā)射極摻雜的微觀源分布均勻性打下了基礎(chǔ)。
[0035]本發(fā)明通過增加第二次涂源的工序?qū)崿F(xiàn)了某些需要很高相互匹配度的特殊器件(模擬器件)的發(fā)射極微觀源分布的均勻性改善，優(yōu)化了其成品率。
[0036]另外，本發(fā)明通過在第一次涂源后靜置0.5?4小時再進行第二次涂源，克服了兩次涂源后在晶圓表面產(chǎn)生發(fā)花的現(xiàn)象，以及第二次涂源后出現(xiàn)的部分區(qū)域厚度差別的問題，能夠通過質(zhì)量驗收。
[0037]本發(fā)明雖然以較佳實施例公開如上，但其并不是用來限定本發(fā)明，任何本領(lǐng)域技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，都可以做出可能的變動和修改。因此，凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何修改、等同變化及修飾，均落入本發(fā)明權(quán)利要求所界定的保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種雙極型晶體管發(fā)射極的摻雜方法，包括步驟: 發(fā)射極窗口打開步驟:提供發(fā)射極待摻雜的雙極型晶體管，所述雙極型晶體管制作于一晶圓上，待摻雜的所述發(fā)射極的位置上方覆蓋有掩蔽層，打開所述掩蔽層的窗口，露出待摻雜的所述發(fā)射極的位置； 第一次涂源步驟:采用涂膠設(shè)備在所述晶圓上滴涂磷源后旋轉(zhuǎn)涂布，形成一定厚度的第一涂源層，并測量所述第一涂源層的厚度； 靜置步驟:將完成了所述第一次涂源步驟后的所述晶圓靜置0.5?4小時； 第二次涂源步驟:再次采用涂膠設(shè)備在所述晶圓上滴涂磷源后旋轉(zhuǎn)涂布，形成一定厚度的第二涂源層，并測量所述第二涂源層的厚度； 三氯氧磷摻雜步驟:將完成了所述第二次涂源步驟后的所述晶圓在一定時間間隔內(nèi)進行三氯氧磷的摻雜工藝。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙極型晶體管發(fā)射極的摻雜方法，其特征在于，在所述第一次涂源步驟中，所述第一涂源層的厚度為2550?3150埃。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的雙極型晶體管發(fā)射極的摻雜方法，其特征在于，在所述第二次涂源步驟中，所述第二涂源層的厚度也為2550?3150埃。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的雙極型晶體管發(fā)射極的摻雜方法，其特征在于，在所述三氯氧磷摻雜步驟中，所述時間間隔為3?5小時。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的雙極型晶體管發(fā)射極的摻雜方法，其特征在于，所述掩蔽層的材質(zhì)為二氧化硅層，打開所述掩蔽層的窗口系采用濕法刻蝕法。
【文檔編號】H01L21/331GK104282556SQ201410283312
【公開日】2015年1月14日 申請日期:2014年6月23日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月23日
【發(fā)明者】張潔, 杜月蕓, 許自成, 胡楊 申請人:上海先進半導(dǎo)體制造股份有限公司