專利名稱：改善微波功率晶體管發(fā)射區(qū)電流集邊效應(yīng)的結(jié)構(gòu)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種特別適用于微波功率晶體管研制生產(chǎn)的改善微波功率晶體管發(fā)射區(qū)電流集邊效應(yīng)的結(jié)構(gòu)和方法，屬于半導(dǎo)體微電子設(shè)計(jì)制
造技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在半導(dǎo)體微波功率晶體管中，發(fā)射區(qū)下方的基區(qū)(即所謂內(nèi)基區(qū))電阻率較高，而且基區(qū)寬度較窄，所以內(nèi)基區(qū)電阻較大。由于基區(qū)電阻的存在，當(dāng)發(fā)射結(jié)處于正偏狀態(tài)時，發(fā)射結(jié)電流主要集中在發(fā)射結(jié)邊緣(即所謂發(fā)射區(qū)電流集邊效應(yīng))，發(fā)射結(jié)中間區(qū)域只增加發(fā)射結(jié)電容，對電流的貢獻(xiàn)很小，從而限制了器件的頻率性能和功率性能。過去一般是通過減小發(fā)
射區(qū)條寬來減小內(nèi)基區(qū)電阻和發(fā)射結(jié)電容，來提高器件的微波性能；通過增加發(fā)射區(qū)周長來增加功率性能。但是，這種設(shè)計(jì)不利于減小集電極面積，限制了芯片單位面積的輸出功率，而且減小發(fā)射區(qū)條寬度給工藝帶來困難，
影響加工成品率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提出的是一種改善微波功率晶體管發(fā)射區(qū)電流集邊效應(yīng)的結(jié)構(gòu)和方法，旨在改善發(fā)射區(qū)電流集邊效應(yīng)，該方法可以放寬發(fā)射區(qū)條寬度，增加有效發(fā)射區(qū)面積，提高單位芯片面積的輸出功率，同時降低加工工藝難度。本發(fā)明的技術(shù)解決方案 一種改善微波功率晶體管發(fā)射區(qū)電流集邊效應(yīng)的結(jié)構(gòu)，其特征是在發(fā)射區(qū)有平行于硅襯底表面和發(fā)射結(jié)的多晶硅薄層分布電阻，用以平衡發(fā)射區(qū)下方基區(qū)分布電阻，改善發(fā)射結(jié)電壓的一致性，從而改善發(fā)射區(qū)電流集邊效應(yīng)；發(fā)射區(qū)薄層分布電阻是由摻雜多晶硅形成的。
利用較薄的摻雜多晶硅，在發(fā)射區(qū)中引入平行于發(fā)射結(jié)的橫向分布的多晶硅電阻，當(dāng)發(fā)射區(qū)電流流經(jīng)該分布電阻時，所產(chǎn)生的電壓降可以補(bǔ)償基極電流在內(nèi)基區(qū)電阻上的電壓降，減小了發(fā)射結(jié)不同位置的電壓降的差異，達(dá)到改善電流集邊效應(yīng)，擴(kuò)大發(fā)射結(jié)的有效工作面積，最終改善芯片的微波輸出功率。
一種改善微波功率晶體管發(fā)射區(qū)電流集邊效應(yīng)的方法，其特征在于，在發(fā)射區(qū)引入平行于硅襯底表面和發(fā)射結(jié)的多晶硅薄層分布電阻，用以平衡發(fā)射區(qū)下方基區(qū)分布電阻；發(fā)射區(qū)薄層分布電阻的阻值，是通過控制構(gòu)成發(fā)射區(qū)窗口的二氧化硅厚度、二氧化硅側(cè)向鉆蝕深度來實(shí)現(xiàn)的；該方法的具體工藝步驟分為；
1) 、選擇厚度為380|am-560|im，電阻率^).003Q，cm的摻砷硅襯底區(qū)，其硅外延層摻磷(n型)，電阻率0.75Qwm-1.5Ocm，厚度1inm-15^im;
2) 、在硅襯底表面涂附一層光刻膠薄膜，厚度1.01im-2.5pm;
3) 、對光刻膠進(jìn)行選擇性曝光和顯影，獲得基極接觸區(qū)窗口，然后利用離子注入工藝在窗口內(nèi)進(jìn)行8+ (或BF/)摻雜，形成p+摻雜區(qū)；
4) 、采用千法或者濕法工藝去掉附圖5中的光刻膠，然后在硅襯底表面重新涂附一層光刻膠薄膜，厚度1.0|im-2.5,;對光刻膠進(jìn)行選擇性曝光和顯影，形成基區(qū)注入窗口；5) 、利用離子注入工藝在基區(qū)窗口內(nèi)進(jìn)行BF2+摻雜，形成p型摻雜基
區(qū)；
6) 、利用LPCVD工藝先后在硅襯底表面淀積一層厚度為0.01iiim-0.1nm 的二氧化硅和一層厚度為0.1nm-0.3pm的氮化硅；
7)、在硅襯底表面涂附一層光刻膠，厚度1.0nm-2.5pm,并光刻形成 發(fā)射區(qū)窗口，利用反應(yīng)離子刻蝕工藝腐蝕掉窗口內(nèi)的氮化硅和二氧化硅， 然后去掉光刻膠得到由二氧化硅和氮化硅形成的發(fā)射區(qū)窗口 ；
8) 、利用濕法工藝選擇性腐蝕窗口內(nèi)的二氧化硅，而氮化硅邊界保持 不變，獲得所需的發(fā)射區(qū)窗口；氮化硅與二氧化硅邊界距離控制在 0.25降0.4拜；
9) 、利用LPCVD工藝在硅襯底表面淀積一層厚度為0.2(im-0.5iim的
摻砷多晶硅；
10)、在硅襯底表面涂附一層光刻膠，厚度1.0nm-2.5|am，并光刻形成 發(fā)射區(qū)多晶硅圖形，然后利用反應(yīng)離子刻蝕工藝腐蝕掉圖形以外的多晶硅， 再去掉光刻膠得到發(fā)射區(qū)摻砷多晶硅圖形；硅襯底在擴(kuò)散爐中，氮?dú)猸h(huán)境 條件下，經(jīng)92(TC-980。C， 15分鐘-30分鐘擴(kuò)散形成n+摻雜的發(fā)射區(qū)；
11) 、在硅襯底表面涂附一層光刻膠，厚度1.0)Lim-2.5|Lim，并光刻形成 基極接觸窗口，利用反應(yīng)離子刻蝕工藝腐蝕掉窗口內(nèi)的氮化硅和二氧化硅， 再去掉光刻膠得到由氮化硅和二氧化硅形成的基極接觸窗口圖形；
12) 、采用濺射工藝在硅襯底表面先后淀積鈦鎢合金厚度0.1pm-0.3|im， 金厚度1.0|im-2pm;并光刻形成發(fā)射極金屬和基極金屬圖形；先后利用離 子銑工藝和反應(yīng)離子刻蝕工藝刻蝕掉電極圖形以外的金屬，再去掉光刻膠 得到基極和發(fā)射極金屬圖形；13)、采用減薄工藝磨掉硅襯底背面部分厚度，剩下硅襯底厚度為
70^im-120)Lim;采用電子束蒸發(fā)工藝在硅襯底背面先后淀積鈦厚度 0.1|dm-0.3|am，鎳厚度0.3|im-0.6|im，金厚度0.4|im-0.6^im;形成集電極金
屬電極。
本發(fā)明的有益效果是，改善電流集邊效應(yīng)，擴(kuò)大發(fā)射結(jié)的有效工作面 積，提升單位芯片面積微波輸出功率，降低了工藝難度。


附圖1是現(xiàn)有晶體管基區(qū)電阻分布剖面示意圖； 附圖2是現(xiàn)有晶體管發(fā)射區(qū)電流分布剖面示意附圖3是本發(fā)明晶體管發(fā)射區(qū)中平行于硅襯底表面和發(fā)射結(jié)的多晶硅薄層 分布電阻剖面示意附圖4是本發(fā)明晶體管發(fā)射區(qū)電流分布剖面示意圖； 附圖5硅襯底的剖面示意附圖6是硅襯底表面涂附一層光刻膠后的剖面示意附圖7是光刻出基極接觸窗口，并選擇性注入形成p+摻雜后的剖面示意圖； 附圖8是光刻出基區(qū)注入窗口后的剖面示意附圖9是光刻基區(qū)注入窗口，選擇性注入形成p型摻雜后的剖面示意附圖10是硅襯底片表面淀積二氧化硅和氮化硅后的剖面示意附圖11是光刻，并選擇性刻蝕二氧化硅和氮化硅形成發(fā)射區(qū)窗口后的剖面
示意附圖12是濕發(fā)腐蝕發(fā)射區(qū)窗口內(nèi)二氧化硅后的剖面示意圖； 附圖13是硅襯底片表面淀積摻砷多晶硅后的剖面示意圖； 附圖14是光刻，并選擇性刻蝕摻砷多晶硅后的剖面示意圖；附圖15是光刻刻蝕基極接金屬觸窗口后的剖面示意圖； 附圖16是硅襯底片上表面制作上電極后的剖面示意圖； 附圖17是硅襯底片下表面減薄并制作下電極后的剖面示意圖；
具體實(shí)施例方式
圖中的1是硅襯底11++區(qū)，為砷摻雜，厚度380(im-560^im; 2是硅襯底 n型外延區(qū)，厚度1pm-15(im;3是P+慘雜區(qū)，即基極接觸區(qū)，厚度1^im-2pm; 4是二氧化硅薄膜，厚度0.01^im-0.1pm; 5是氮化硅薄膜，厚度O.lpm -0.3|Lmi; 6是p型慘雜基區(qū)，厚度0.2pm-0.3nm; 7是n+摻雜發(fā)射區(qū)，厚度 0.1|um-0.15pm; 8是摻砷多晶硅，厚度0.2pm-0.5^im; 9是基區(qū)分布電阻， 位于發(fā)射區(qū)下方；IO是發(fā)射極金屬電極；ll是基極金屬電極；12是集電極 金屬電極；13是發(fā)射區(qū)多晶硅分布電阻；14是基極接觸注入窗口； 15是發(fā) 射區(qū)多晶硅淀積窗口，寬度0.4pm-0.8^im; 16是光刻膠薄膜，厚度 1.0|dm-2.5|im; 17是基極金屬接觸窗口； 18是發(fā)射區(qū)電流分布示意對照附圖1,現(xiàn)有晶體管基區(qū)分布電阻9上方的發(fā)射區(qū)不存在平行于凈寸 底表面的多晶硅分布電阻；
對照附圖2，現(xiàn)有晶體管發(fā)射區(qū)電流分布18主要集中在發(fā)射區(qū)邊緣， 發(fā)射區(qū)中間區(qū)域不能有效工作；
對照附圖3，本發(fā)明晶體管基區(qū)分布電阻9上方包含兩個平行于襯底表 面的發(fā)射區(qū)多晶硅分布電阻13。多晶硅分布電阻對基區(qū)分布電阻起到平衡 作用，能夠改善發(fā)射區(qū)電流分布的均勻性；
對照附圖4，是本發(fā)明晶體管發(fā)射區(qū)電流分布18均勻性得到改善，發(fā) 射區(qū)中間區(qū)域有電流通過；
對照附圖5， 1區(qū)電阻率幼.003Ocm，厚度為380|Lim-560|Lim，摻砷；2區(qū)電阻率0.75Ocm-1.5Q參cm，厚度1(im畫15,，摻磷；
對照附圖6，在硅襯底表面涂附一層光刻膠薄膜，厚度1.0pm-2.5iim， 對照附圖7，光刻膠經(jīng)過曝光顯影后獲得基極接觸區(qū)窗口，然后利用
離子注入工藝在窗口內(nèi)進(jìn)行8+ (或BF/)摻雜，形成p+摻雜區(qū)；
對照附圖8，采用干法或者濕法工藝去掉圖5中的光刻膠，然后在硅
襯底表面重新涂附一層光刻膠薄膜，厚度1.0(im-2.5iLim;光刻形成基區(qū)注
入窗口；
對照附圖9，利用離子注入工藝在基區(qū)窗口內(nèi)進(jìn)行BF2+摻雜，形成p
摻雜區(qū)
對照附圖10，利用LPCVD工藝先后在硅襯底表面淀積一層厚度為 O.Ol(im-O.liLim的二氧化硅和一層厚度為0.1|iim-0.3|Lim的氮化硅；
對照附圖ll，在硅襯底表面涂附一層光刻膠，厚度l.(^m-2.5pm，并 光刻形成發(fā)射區(qū)窗口，然后利用反應(yīng)離子刻蝕工藝腐蝕掉窗口內(nèi)的氮化硅 和二氧化硅，然后去掉光刻膠得到由二氧化硅和氮化硅形成的發(fā)射區(qū)窗口 ； 對照附圖12，利用濕法工藝選擇性腐蝕窗口內(nèi)的二氧化硅，而氮化石圭 邊界保持不變，獲得所需的發(fā)射區(qū)窗口；氮化硅與二氧化硅邊界距離控制 在0.25,-0.4,;
對照附圖13，利用LPCVD工藝在硅襯底表面淀積一層厚度為0.2pm -0.5|11111的摻砷多晶硅。
對照附圖14，在硅襯底表面涂附一層光刻膠，厚度1.0|am-2.5|im，并
光刻形成發(fā)射區(qū)多晶硅圖形，然后利用反應(yīng)離子刻蝕工藝腐蝕掉圖形以外 的多晶硅，再去掉光刻膠得到發(fā)射區(qū)摻砷多晶硅圖形；硅襯底在擴(kuò)散爐中， 氮?dú)猸h(huán)境條件下，經(jīng)92(TC-98(TC， 15分鐘-30分鐘擴(kuò)散形成n+摻雜的發(fā)身寸區(qū)。
對照附圖15，在硅襯底表面涂附一層光刻膠，厚度1.0^im-2.5pm，并
光刻形成基極接觸窗口 ，利用反應(yīng)離子刻蝕工藝腐蝕掉窗口內(nèi)的氮化硅和 二氧化硅，再去掉光刻膠得到由氮化硅和二氧化硅形成的基極接觸窗口圖 形；
對照附圖16，采用濺射工藝在硅襯底表面先后淀積鈦鎢合金厚度 0.1pim-0.3^im，金厚度1.0|am-2^im;并光刻形成發(fā)射極金屬和基極金屬圖形； 先后利用離子銑工藝和反應(yīng)離子刻蝕工藝刻蝕掉電極圖形以外的金屬，再 去掉光刻膠得到基極和發(fā)射極金屬圖形。
對照附圖17，采用減薄工藝磨掉硅襯底背面部分厚度，剩下硅襯底厚 度為70)im-12(Hmi;采用電子束蒸發(fā)工藝在硅襯底背面先后淀積鈦厚度 0.1(im-0.3[im，鎳厚度0.3|im-0.6pm，金厚度0.4fim-0.6|Lim;形成集電極金 屬電極。 實(shí)施例
1) 、選擇厚度為380pm，電阻率20.003Q參cm的摻砷硅襯底區(qū)，其硅外 延層摻磷(n型)，電阻率0.75Q,cm，厚度lpm(附圖5);
2) 、在硅襯底表面涂附一層光刻膠薄膜，厚度1.0]am (附圖6);
3) 、對光刻膠進(jìn)行選擇性曝光和顯影，獲得基極接觸區(qū)窗口，然后利用 離子注入工藝在窗口內(nèi)進(jìn)行8+ (或BF"摻雜，形成p+摻雜區(qū)(附圖7);
4) 、采用干法或者濕法工藝去掉附圖5中的光刻膠，然后在硅襯底表面 重新涂附一層光刻膠薄膜，厚度l.O)iim;對光刻膠進(jìn)行選擇性曝光和顯f》， 形成基區(qū)注入窗口 (附圖8);
5) 、利用離子注入工藝在基區(qū)窗口內(nèi)進(jìn)行BF2+摻雜，形成p型摻雜基區(qū)(附圖9);
6) 、利用LPCVD工藝先后在硅襯底表面淀積一層厚度為0.01|Lim的二 氧化硅和一層厚度為O.l(im的氮化硅；(附圖10);
7) 、在硅襯底表面涂附一層光刻膠，厚度l.O)am，并光刻形成發(fā)射區(qū)窗 口，利用反應(yīng)離子刻蝕工藝腐蝕掉窗口內(nèi)的氮化硅和二氧化硅，然后去掉 光刻膠得到由二氧化硅和氮化硅形成的發(fā)射區(qū)窗口 (附圖11);
8) 、利用濕法工藝選擇性腐蝕窗口內(nèi)的二氧化硅，而氮化硅邊界保持不 變，獲得所需的發(fā)射區(qū)窗口；氮化硅與二氧化硅邊界距離控制在0.25,(附
圖12);
9) 、利用LPCVD工藝在硅襯底表面淀積一層厚度為0.2|am的摻砷多晶
硅(附圖13);
10) 、在硅襯底表面涂附"層光刻膠，厚度l.Opm，并光刻形成發(fā)射區(qū) 多晶硅圖形，然后利用反應(yīng)離子刻蝕工藝腐蝕掉圖形以外的多晶硅，再去 掉光刻膠得到發(fā)射區(qū)摻砷多晶硅圖形；硅襯底在擴(kuò)散爐中，氮?dú)猸h(huán)境條ff: 下，經(jīng)92(TC， 15分鐘擴(kuò)散形成n+摻雜的發(fā)射區(qū)(附圖14);
11) 、在硅襯底表面涂附一層光刻膠，厚度l.Opm，并光刻形成基極接 觸窗口，利用反應(yīng)離子刻蝕工藝腐蝕掉窗口內(nèi)的氮化硅和二氧化硅，再去 掉光刻膠得到由氮化硅和二氧化硅形成的基極接觸窗口圖形(附圖15);
12) 、采用濺射工藝在硅襯底表面先后淀積鈦鎢合金厚度O.lpm，金厚 度l.O)im;并光刻形成發(fā)射極金屬和基極金屬圖形；先后利用離子銑工藝 和反應(yīng)離子刻蝕工藝刻蝕掉電極圖形以外的金屬，再去掉光刻膠得到基極 和發(fā)射極金屬圖形(附圖16);
13) 、采用減薄工藝磨掉硅襯底背面部分厚度，剩下硅襯底厚度為70|am;采用電子束蒸發(fā)工藝在硅襯底背面先后淀積鈦厚度0.1(_im，鎳厚度 0.3pm，金厚度0.4(am;形成集電極金屬電極(附圖17)。 實(shí)施例2
1) 、選擇厚度為47(Him，電阻率幼.003Q，cm的摻砷硅襯底區(qū)，其硅外 延層摻磷(n型)，電阻率1.125Q，cm,厚度8nm (附圖5);
2) 、在硅襯底表面涂附一層光刻膠薄膜，厚度1.75^im (附圖6);
3) 、對光刻膠進(jìn)行選擇性曝光和顯影，獲得基極接觸區(qū)窗口，然后利用 離子注入工藝在窗口內(nèi)進(jìn)行8+ (或BF/)摻雜，形成p+摻雜區(qū)(附圖7);
4) 、采用干法或者濕法工藝去掉附圖5中的光刻膠，然后在硅襯底表面 重新涂附一層光刻膠薄膜，厚度1.75)im;對光刻膠進(jìn)行選擇性曝光和顯影， 形成基區(qū)注入窗口 (附圖8);
5) 、利用離子注入工藝在基區(qū)窗口內(nèi)進(jìn)行BF2+摻雜，形成p型摻雜基區(qū)
(附圖9);
6) 、利用LPCVD工藝先后在硅襯底表面淀積一層厚度為0.055pm的二 氧化硅和一層厚度為0.2pm的氮化硅；(附圖10);
7) 、在硅襯底表面涂附一層光刻膠，厚度1.75pm，并光刻形成發(fā)射區(qū) 窗口，利用反應(yīng)離子刻蝕工藝腐蝕掉窗口內(nèi)的氮化硅和二氧化硅，然后去 掉光刻膠得到由二氧化硅和氮化硅形成的發(fā)射區(qū)窗口 (附圖11);
8) 、利用濕法工藝選擇性腐蝕窗口內(nèi)的二氧化硅，而氮化硅邊界保持不 變，獲得所需的發(fā)射區(qū)窗口；氮化硅與二氧化硅邊界距離控制在0.325)nm
(附圖12);
9) 、利用LPCVD工藝在硅襯底表面淀積"層厚度為0.35pm的摻砷多
晶硅(附圖13);10) 、在硅襯底表面涂附一層光刻膠，厚度1.75|am，并光刻形成發(fā)射區(qū) 多晶硅圖形，然后利用反應(yīng)離子刻蝕工藝腐蝕掉圖形以外的多晶硅，再去 掉光刻膠得到發(fā)射區(qū)摻砷多晶硅圖形；硅襯底在擴(kuò)散爐中，氮?dú)猸h(huán)境條件 下，經(jīng)95(TC， 22.5分鐘擴(kuò)散形成n+摻雜的發(fā)射區(qū)(附圖14);
11) 、在硅襯底表面涂附一層光刻膠，厚度1.75pm，并光刻形成基極接 觸窗口，利用反應(yīng)離子刻蝕工藝腐蝕掉窗口內(nèi)的氮化硅和二氧化硅，再去 掉光刻膠得到由氮化硅和二氧化硅形成的基極接觸窗口圖形(附圖15);
12) 、采用濺射工藝在硅襯底表面先后淀積鈦鎢合金厚度0.2)Lim,金厚 度1.5pm;并光刻形成發(fā)射極金屬和基極金屬圖形；先后利用離子銑工藝 和反應(yīng)離子刻蝕工藝刻蝕掉電極圖形以外的金屬，再去掉光刻膠得到基極 和發(fā)射極金屬圖形(附圖16);
13)、采用減薄工藝磨掉硅襯底背面部分厚度，剩下硅襯底厚度為 95pm;采用電子束蒸發(fā)工藝在硅襯底背面先后淀積鈦厚度0.2(im，鎳厚度 0.45pm，金厚度0.5pm;形成集電極金屬電極(附圖17)。 實(shí)施例3
1) 、選擇厚度為560|iim，電阻率S0.003Ocm的摻砷硅襯底區(qū)，其硅外 延層摻磷(n型)，電阻率1.5Q，cm，厚度15pm (附圖5);
2) 、在硅襯底表面涂附一層光刻膠薄膜，厚度2.5pm (附圖6);
3) 、對光刻膠進(jìn)行選擇性曝光和顯影，獲得基極接觸區(qū)窗口，然后利用 離于注入工藝在窗口內(nèi)進(jìn)行8+ (或BF2+)摻雜，形成p+摻雜區(qū)(附圖7);
4) 、采用干法或者濕法工藝去掉附圖5中的光刻膠，然后在硅襯底表面 重新涂附一層光刻膠薄膜，厚度2.5iim;對光刻膠進(jìn)行選擇性曝光和顯影， 形成基區(qū)注入窗口 (附圖8);5) 、利用離子注入工藝在基區(qū)窗口內(nèi)進(jìn)行BF2+慘雜，形成p型摻雜基區(qū)
(附圖9);
6) 、利用LPCVD工藝先后在硅襯底表面淀積一層厚度為O.lpm的二氧 化硅和一層厚度為0.3pm的氮化硅；(附圖10);
7) 、在硅襯底表面涂附一層光刻膠，厚度2.5(am，并光刻形成發(fā)射區(qū) 窗口，利用反應(yīng)離子刻蝕工藝腐蝕掉窗口內(nèi)的氮化硅和二氧化硅，然后去 掉光刻膠得到由二氧化硅和氮化硅形成的發(fā)射區(qū)窗口 (附圖11);
8) 、利用濕法工藝選擇性腐蝕窗口內(nèi)的二氧化硅，而氮化硅邊界保持 不變，獲得所需的發(fā)射區(qū)窗口；氮化硅與二氧化硅邊界距離控制在0.4pm
(附圖12);
9) 、利用LPCVD工藝在硅襯底表面淀積一層厚度為0.5|um的摻砷多晶 硅(附圖13);
10) 、在硅襯底表面涂附一層光刻膠，厚度2.5pm，并光刻形成發(fā)射區(qū) 多晶硅圖形，然后利用反應(yīng)離子刻蝕工藝腐蝕掉圖形以外的多晶硅，再去 掉光刻膠得到發(fā)射區(qū)摻砷多晶硅圖形；硅襯底在擴(kuò)散爐中，氮?dú)猸h(huán)境條件 下，經(jīng)980。C， 30分鐘擴(kuò)散形成n+摻雜的發(fā)射區(qū)(附圖14);
11) 、在硅襯底表面涂附一層光刻膠，厚度2.5|Lim，并光刻形成基極接 觸窗口，利用反應(yīng)離子刻蝕工藝腐蝕掉窗口內(nèi)的氮化硅和二氧化硅，再去 掉光刻膠得到由氮化硅和二氧化硅形成的基極接觸窗口圖形(附圖15);
12) 、采用濺射工藝在硅襯底表面先后淀積鈦鎢合金厚度0.3|im，金厚 度2pm;并光刻形成發(fā)射極金屬和基極金屬圖形；先后利用離子銑工藝和 反應(yīng)離子刻蝕工藝刻蝕掉電極圖形以外的金屬，再去掉光刻膠得到基極和 發(fā)射極金屬圖形(附圖16);13)、采用減薄工藝磨掉硅襯底背面部分厚度，剩下硅襯底厚度為
120)Lim;采用電子束蒸發(fā)工藝在硅襯底背面先后淀積鈦厚度0.3pm，鎳厚度 0.6pm，金厚度0.6)iim;形成集電極金屬電極(附圖17)。
權(quán)利要求
1、一種改善微波功率晶體管發(fā)射區(qū)電流集邊效應(yīng)的結(jié)構(gòu)，其特征是在發(fā)射區(qū)有平行于硅襯底表面和發(fā)射結(jié)的多晶硅薄層分布電阻，用以平衡發(fā)射區(qū)下方基區(qū)分布電阻，改善發(fā)射結(jié)電壓的一致性，從而改善發(fā)射區(qū)電流集邊效應(yīng)；發(fā)射區(qū)薄層分布電阻是由摻雜多晶硅形成的。
2、 一種改善微波功率晶體管發(fā)射區(qū)電流集邊效應(yīng)的方法，其特征在于，在發(fā)射區(qū)引入平行于硅襯底表面和發(fā)射結(jié)的多晶硅薄層分布電阻，用以平衡發(fā)射區(qū)下方基區(qū)分布電阻；發(fā)射區(qū)薄層分布電阻的阻值，是通過控制構(gòu)成發(fā)射區(qū)窗口的二氧化硅厚度、二氧化硅側(cè)向鉆蝕深度來實(shí)現(xiàn)的；該方法的具體工藝步驟分為；1) 、選擇厚度為380|am-560|im，電阻率幼.003Ocm的摻砷硅襯底區(qū)，其硅外延層摻磷(n型)，電阻率0.75Ocm-1.5f^cm，厚度l|iim-15|Lim;2) 、在硅襯底表面涂附一層光刻膠薄膜，厚度1.0nm-2.5pm;3) 、對光刻膠進(jìn)行選擇性曝光和顯影，獲得基極接觸區(qū)窗口，然后利用離子注入工藝在窗口內(nèi)進(jìn)行8+ (或BF/)摻雜，形成p+摻雜區(qū)；4) 、采用干法或者濕法工藝去掉附圖5中的光刻膠，然后在硅襯底表面重新涂附一層光刻膠薄膜，厚度1.(^m-2.5pm;對光刻膠迸行選擇性曝光和顯影，形成基區(qū)注入窗口；5) 、利用離子注入工藝在基區(qū)窗口內(nèi)進(jìn)行BF2+摻雜，形成p型摻雜基區(qū)；6) 、利用LPCVD工藝先后在硅襯底表面淀積一層厚度為0.01^im-0.1nm的二氧化硅和一層厚度為0.l!im-0.3(mi的氮化硅；7)、在硅襯底表面涂附一層光刻膠，厚度1.0fim-2.5pm，并光刻形成發(fā)射區(qū)窗口 ，利用反應(yīng)離子刻蝕工藝腐蝕掉窗口內(nèi)的氮化硅和二氧化硅，然后去掉光刻膠得到由二氧化硅和氮化硅形成的發(fā)射區(qū)窗口；8) 、利用濕法工藝選擇性腐蝕窗口內(nèi)的二氧化硅，而氮化硅邊界保持不變，獲得所需的發(fā)射區(qū)窗口；氮化硅與二氧化硅邊界距離控制在0.25|oin-0.4|Lim;9) 、利用LPCVD工藝在硅襯底表面淀積一層厚度為0.2|am-0.5|am的摻砷多晶硅；10)、在硅襯底表面涂附一層光刻膠，厚度1.0pm-2.5|Lim，并光刻形成發(fā)射區(qū)多晶硅圖形，然后利用反應(yīng)離子刻蝕工藝腐蝕掉圖形以外的多晶硅，再去掉光刻膠得到發(fā)射區(qū)摻砷多晶硅圖形；硅襯底在擴(kuò)散爐中，氮?dú)猸h(huán)境條件下，經(jīng)92(TC-98(TC， 15分鐘-30分鐘擴(kuò)散形成n+摻雜的發(fā)射區(qū)；11) 、在硅襯底表面涂附一層光刻膠，厚度1.0|im-2.5|^m，并光刻形成基極接觸窗口，利用反應(yīng)離子刻蝕工藝腐蝕掉窗口內(nèi)的氮化硅和二氧化硅，再去掉光刻膠得到由氮化硅和二氧化硅形成的基極接觸窗口圖形；12) 、采用濺射工藝在硅襯底表面先后淀積鈦鎢合金厚度0.1^im-0.3pm，金厚度1.0,-2|Lim;并光刻形成發(fā)射極金屬和基極金屬圖形；先后利用離子銑工藝和反應(yīng)離子刻蝕工藝刻蝕掉電極圖形以外的金屬，再去掉光刻膠得到基極和發(fā)射極金屬圖形；13) 、采用減薄工藝磨掉硅襯底背面部分厚度，剩下硅襯底厚度為70|im-120nm;采用電子束蒸發(fā)工藝在硅襯底背面先后淀積鈦厚度0.1(im-0.3pm，鎳厚度，，0.3|im-0.6nm，金厚度0.4|im-0.6(am;形成集電極金屬電極。
全文摘要
本發(fā)明是一種改善微波功率晶體管發(fā)射區(qū)電流集邊效應(yīng)的結(jié)構(gòu)及方法，其特征是在發(fā)射區(qū)有平行于硅襯底表面和發(fā)射結(jié)的多晶硅薄層分布電阻，用以平衡發(fā)射區(qū)下方基區(qū)分布電阻，改善發(fā)射結(jié)電壓的一致性，從而改善發(fā)射區(qū)電流集邊效應(yīng)；發(fā)射區(qū)薄層分布電阻是由摻雜多晶硅形成的，通過控制構(gòu)成發(fā)射區(qū)窗口的二氧化硅厚度、二氧化硅側(cè)向鉆蝕深度來獲得所需的摻雜多晶硅電阻的阻值。優(yōu)點(diǎn)在發(fā)射區(qū)中引入平行于硅襯底表面和發(fā)射結(jié)的多晶硅薄層分布電阻，當(dāng)發(fā)射區(qū)電流流經(jīng)該分布電阻時，產(chǎn)生的電壓降可以補(bǔ)償基極電流在內(nèi)基區(qū)電阻上的電壓降，減小發(fā)射結(jié)不同位置的電壓降的差異，改善電流集邊效應(yīng)，擴(kuò)大發(fā)射結(jié)的有效工作面積，提升芯片單位面積微波輸出功率。
文檔編號H01L29/73GK101640217SQ20091018438
公開日2010年2月3日 申請日期2009年8月19日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月19日
發(fā)明者傅義珠 申請人:中國電子科技集團(tuán)公司第五十五研究所