本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種雙極型晶體管的制備方法和一種雙極型晶體管。

背景技術(shù)：

在相關(guān)技術(shù)中，如圖1所示，雙極型晶體管(三極管)的基本結(jié)構(gòu)包括：在襯底1上形成的外延層(第一肼區(qū)2)、第二肼區(qū)3、場(chǎng)氧化區(qū)4、第一離子區(qū)域6A、第二離子區(qū)域6B、隔離層7和金屬電極8。

在雙極型晶體管上施加正偏電壓并導(dǎo)通時(shí)，基極電流I_b和集電極電流I_c之間存在關(guān)系式如下：

I_c＝βI_b。

其中，β為雙極型晶體管的放大系數(shù)，主要受到基區(qū)長(zhǎng)度L的影響，Β與L成反比關(guān)系，但是，實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中涉及多步場(chǎng)氧化區(qū)4的淀積和刻蝕步驟，故而導(dǎo)致基區(qū)長(zhǎng)度L與設(shè)計(jì)尺寸產(chǎn)生較大偏差，從而造成雙極型晶體管的放大倍數(shù)的偏差，這就嚴(yán)重影響了用戶的使用需求。

因此，如何設(shè)計(jì)一種雙極型晶體管的制備方法以保證其基區(qū)尺寸的準(zhǔn)確性成為亟待解決的技術(shù)問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明正是基于上述技術(shù)問(wèn)題至少之一，提出了一種新的雙極型晶體管的制備方法和一種新的雙極型晶體管。

有鑒于此，本發(fā)明提出了一種雙極型晶體管的制備方法，包括：在形成場(chǎng)氧化區(qū)襯底上形成多晶硅掩膜結(jié)構(gòu)，所述多晶硅掩膜結(jié)構(gòu)即為所述雙極型晶體管的基區(qū)掩膜結(jié)構(gòu)，所述場(chǎng)氧化層包括第一場(chǎng)氧化區(qū)、第二場(chǎng)氧化區(qū)和第三場(chǎng)氧化區(qū)；在形成有所述多晶硅掩膜結(jié)構(gòu)的所述襯底上，在所 述第一場(chǎng)氧化區(qū)和所述第三場(chǎng)氧化區(qū)之間的區(qū)域內(nèi)形成第一離子區(qū)域；在所述第一場(chǎng)氧化區(qū)和所述第二場(chǎng)氧化區(qū)之間的區(qū)域內(nèi)形成第二離子區(qū)域；在形成所述第二離子區(qū)域的襯底上依次形成隔離層和所述雙極型晶體管的金屬電極，以完成所述雙極型晶體管的制備過(guò)程。

在該技術(shù)方案中，通過(guò)形成多晶硅掩膜結(jié)構(gòu)作為形成集電極和發(fā)射極之間的源區(qū)的掩膜，有效地保證了源區(qū)之間的間距(基區(qū)尺寸L)，進(jìn)而準(zhǔn)確地控制了雙極型晶體管的放大倍數(shù)，提高了理論設(shè)計(jì)和實(shí)際器件的性能的匹配度，進(jìn)而滿足了用戶的使用需求。

具體地，在形成場(chǎng)LOCOS(Local Oxide，選擇性氧化層)后，需要進(jìn)行多次光刻和刻蝕步驟以形成場(chǎng)氧化區(qū)，但是，工藝步驟的復(fù)雜就要求光刻套準(zhǔn)精度高，且容易造成較大地尺寸誤差，而通過(guò)多晶硅掩膜結(jié)構(gòu)取代部分場(chǎng)氧化層掩膜，避免了上述復(fù)雜的工藝加工步驟，同時(shí)，保證了基區(qū)長(zhǎng)度L的準(zhǔn)確性，另外，由于多晶硅不受氫氟酸腐蝕，多晶硅掩膜結(jié)構(gòu)的制備提高了器件的可靠性和工藝兼容性。

在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，在形成場(chǎng)氧化區(qū)的襯底上形成多晶硅掩膜結(jié)構(gòu)前，包括以下具體步驟：在所述襯底上形成外延層，作為所述雙極型晶體管的第一肼區(qū)；在所述外延層內(nèi)通過(guò)離子注入工藝形成第二肼區(qū)，其中，所述第一肼區(qū)和所述第二肼區(qū)的離子類型相反。

在該技術(shù)方案中，通過(guò)形成離子類型相反的第一肼區(qū)和第二肼區(qū)，形成了雙極型晶體管的導(dǎo)電溝道，保證了雙極型晶體管的器件可靠性。

在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，在形成場(chǎng)氧化區(qū)襯底上形成多晶硅掩膜結(jié)構(gòu)前，還包括以下具體步驟：在所述第二肼區(qū)內(nèi)通過(guò)選擇性氧化工藝形成所述第一場(chǎng)氧化區(qū)，以及在所述第一肼區(qū)和所述第二肼區(qū)的公共區(qū)域內(nèi)形成所述第二場(chǎng)氧化區(qū)和所述第三場(chǎng)氧化區(qū)，其中，所述第一場(chǎng)氧化區(qū)和所述第二場(chǎng)氧化區(qū)之間的距離小于所述第一場(chǎng)氧化區(qū)和所述第三場(chǎng)氧化區(qū)之間的距離。

在該技術(shù)方案中，通過(guò)形成第一場(chǎng)氧化區(qū)、第二場(chǎng)氧化區(qū)和第三場(chǎng)氧化區(qū)，上述場(chǎng)氧化層作為集電極和基極之間的源區(qū)制備了硬掩膜結(jié)構(gòu)，保證了器件的工藝準(zhǔn)確性。

在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，形成場(chǎng)氧化區(qū)襯底上形成多晶硅掩膜結(jié)構(gòu)，包括以下具體步驟：在所述第一場(chǎng)氧化區(qū)和所述第三場(chǎng)氧化區(qū)之間，通過(guò)化學(xué)氣相淀積工藝形成多晶硅掩膜層；對(duì)所述多晶硅掩膜層進(jìn)行光刻和刻蝕處理以形成所述多晶硅掩膜結(jié)構(gòu)。

在該技術(shù)方案中，通過(guò)形成多晶硅掩膜結(jié)構(gòu)，保證了形成集電極和發(fā)射極之間的源區(qū)的尺寸精度，避免了在該區(qū)域內(nèi)進(jìn)行多次氧化層的淀積、光刻和刻蝕步驟造成的尺寸偏差，提高了器件可靠性。

在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，在所述場(chǎng)氧化區(qū)的第一場(chǎng)氧化區(qū)和第三場(chǎng)氧化區(qū)之間的區(qū)域內(nèi)形成第一離子區(qū)域，還包括以下具體步驟：通過(guò)離子注入工藝和所述多晶硅掩膜結(jié)構(gòu)在所述場(chǎng)氧化區(qū)的第一場(chǎng)氧化區(qū)和第三場(chǎng)氧化區(qū)之間的區(qū)域內(nèi)形成所述第一離子區(qū)域，其中，所述第一離子區(qū)域包括串聯(lián)連接的第一集電極區(qū)、發(fā)射極區(qū)和第二集電極區(qū)，所述第一離子區(qū)域和所述第二離子區(qū)域的離子類型相反。

在該技術(shù)方案中，通過(guò)形成包括串聯(lián)的第一集電極區(qū)、發(fā)射極區(qū)和第二集電極區(qū)的第一離子區(qū)域，保證了雙極型晶體管的導(dǎo)電性能和器件穩(wěn)定性。

在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，在形成所述第二離子區(qū)域的襯底上形成隔離層，包括以下具體步驟：在所述場(chǎng)氧化區(qū)和所述基區(qū)掩膜結(jié)構(gòu)的上方形成隔離層。

在該技術(shù)方案中，通過(guò)形成隔離層，為后續(xù)形成金屬層做了物質(zhì)準(zhǔn)備，具體地，為了避免金屬電極和硅層直接接觸以形成金屬硅化物和絕緣性能降低的情況，在金屬電極制備之前，需要進(jìn)行絕緣層的制備以保證器件可靠性。

在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，在形成所述隔離層的襯底上形成所述雙極型晶體管的金屬電極，包括以下具體步驟：所述第二離子區(qū)域包括所述雙極型晶體管的基極區(qū)，在第一集電極區(qū)、發(fā)射極區(qū)、第二集電極區(qū)和所述基極區(qū)上方形成金屬電極，以完成所述雙極型晶體管的金屬電極的制備。

在該技術(shù)方案中，通過(guò)制備金屬電極，完成了雙極型晶體管應(yīng)用于電 路的準(zhǔn)備工作，具體地，由于雙極型晶體管的尺寸較小，需要通過(guò)鍵合的方式在金屬電極和應(yīng)用電路之間形成金屬連線(通常為鉑、金和銅)，工藝方法簡(jiǎn)單且成熟，能夠提高雙極型晶體管的準(zhǔn)備成本和合格率。

在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述第一肼區(qū)和所述第一離子區(qū)域的離子類型相同。

在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述第二肼區(qū)和所述第二離子區(qū)域的離子類型相同。

在該技術(shù)方案中，通過(guò)設(shè)定第一肼區(qū)、第二肼區(qū)、第一離子區(qū)域和第二離子區(qū)域的離子類型，可以形成NPN型三極管和PNP型晶體管等雙極型晶體管。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，還提出了一種雙極型晶體管，采用如上述任一項(xiàng)技術(shù)方案所述的雙極型晶體管的制備方法制備而成。

附圖說(shuō)明

圖1示出了相關(guān)技術(shù)中的雙極型晶體管的剖面示意圖；

圖2至圖8示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的雙極型晶體管的制備過(guò)程的剖面示意圖；

圖9示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的雙極型晶體管的制備方法的示意流程圖。

具體實(shí)施方式

為了能夠更清楚地理解本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)，下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步的詳細(xì)描述。需要說(shuō)明的是，在不沖突的情況下，本申請(qǐng)的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。

在下面的描述中闡述了很多具體細(xì)節(jié)以便于充分理解本發(fā)明，但是，本發(fā)明還可以采用其他不同于在此描述的其他方式來(lái)實(shí)施，因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍并不受下面公開的具體實(shí)施例的限制。

下面結(jié)合圖2至圖9對(duì)根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的雙極型晶體管的制備過(guò)程進(jìn)行具體說(shuō)明。

如圖2至圖9所示，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的雙極型晶體管的制備方法，包括：步驟902，在形成場(chǎng)氧化區(qū)4的襯底1上形成多晶硅掩膜結(jié)構(gòu)5，所述多晶硅掩膜結(jié)構(gòu)5即為所述雙極型晶體管的基區(qū)掩膜結(jié)構(gòu)，所述場(chǎng)氧化層包括第一場(chǎng)氧化區(qū)、第二場(chǎng)氧化區(qū)和第三場(chǎng)氧化區(qū)；步驟904，在形成有所述多晶硅掩膜結(jié)構(gòu)5制備的所述襯底1上，在所述第一場(chǎng)氧化區(qū)和所述第三場(chǎng)氧化區(qū)之間的區(qū)域內(nèi)形成第一離子區(qū)域6A；步驟906，在所述第一場(chǎng)氧化區(qū)和所述第二場(chǎng)氧化區(qū)之間的區(qū)域內(nèi)形成第二離子區(qū)域6B；步驟908，在形成所述第二離子區(qū)域6B的襯底1上依次形成隔離層7和所述雙極型晶體管的金屬電極8，以完成所述雙極型晶體管的制備過(guò)程。

通過(guò)形成多晶硅掩膜結(jié)構(gòu)5作為形成集電極和發(fā)射極之間的源區(qū)的掩膜，有效地保證了源區(qū)之間的間距(基區(qū)尺寸L)，進(jìn)而準(zhǔn)確地控制了雙極型晶體管的放大倍數(shù)，提高了理論設(shè)計(jì)和實(shí)際器件的性能的匹配度，進(jìn)而滿足了用戶的使用需求。

具體地，在形成場(chǎng)LOCOS(選擇性氧化層)后，需要進(jìn)行多次光刻和刻蝕步驟以形成場(chǎng)氧化區(qū)4，但是，工藝步驟的復(fù)雜就要求光刻套準(zhǔn)精度高，且容易造成較大地尺寸誤差，而通過(guò)多晶硅掩膜結(jié)構(gòu)5取代部分場(chǎng)氧化層掩膜，避免了上述復(fù)雜的工藝加工步驟，同時(shí)，保證了基區(qū)長(zhǎng)度L的準(zhǔn)確性，另外，由于多晶硅不受氫氟酸腐蝕，多晶硅掩膜結(jié)構(gòu)5的制備提高了器件的可靠性和工藝兼容性。

在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，在形成場(chǎng)氧化區(qū)4的襯底1上形成多晶硅掩膜結(jié)構(gòu)5前，包括以下具體步驟：在所述襯底1上形成外延層，作為所述雙極型晶體管的第一肼區(qū)2；在所述外延層內(nèi)通過(guò)離子注入工藝形成第二肼區(qū)3，其中，所述第一肼區(qū)2和所述第二肼區(qū)3的離子類型相反。

在該技術(shù)方案中，通過(guò)形成離子類型相反的第一肼區(qū)2和第二肼區(qū)3，形成了雙極型晶體管的導(dǎo)電溝道，保證了雙極型晶體管的器件可靠性。

在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，在形成場(chǎng)氧化區(qū)4襯底1上形成多晶硅掩膜結(jié)構(gòu)5前，還包括以下具體步驟：在所述第二肼區(qū)3內(nèi)通過(guò)選擇性氧 化工藝形成所述第一場(chǎng)氧化區(qū)，以及在所述第一肼區(qū)2和所述第二肼區(qū)3的公共區(qū)域內(nèi)形成所述第二場(chǎng)氧化區(qū)和所述第三場(chǎng)氧化區(qū)，其中，所述第一場(chǎng)氧化區(qū)和所述第二場(chǎng)氧化區(qū)之間的距離小于所述第一場(chǎng)氧化區(qū)和所述第三場(chǎng)氧化區(qū)之間的距離。

在該技術(shù)方案中，通過(guò)形成第一場(chǎng)氧化區(qū)、第二場(chǎng)氧化區(qū)和第三場(chǎng)氧化區(qū)，上述場(chǎng)氧化層作為集電極和基極之間的源區(qū)制備了硬掩膜結(jié)構(gòu)，保證了器件的工藝準(zhǔn)確性。

在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，形成場(chǎng)氧化區(qū)4的襯底1上形成多晶硅掩膜結(jié)構(gòu)5，包括以下具體步驟：在所述第一場(chǎng)氧化區(qū)和所述第三場(chǎng)氧化區(qū)之間，通過(guò)化學(xué)氣相淀積工藝形成多晶硅掩膜層；對(duì)所述多晶硅掩膜層進(jìn)行光刻和刻蝕處理以形成所述多晶硅掩膜結(jié)構(gòu)5。

在該技術(shù)方案中，通過(guò)形成多晶硅掩膜結(jié)構(gòu)5，保證了形成集電極和發(fā)射極之間的源區(qū)的尺寸精度，避免了在該區(qū)域內(nèi)進(jìn)行多次氧化層的淀積、光刻和刻蝕步驟造成的尺寸偏差，提高了器件可靠性。

在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，在所述場(chǎng)氧化區(qū)4的第一場(chǎng)氧化區(qū)和第三場(chǎng)氧化區(qū)之間的區(qū)域內(nèi)形成第一離子區(qū)域6A，還包括以下具體步驟：通過(guò)離子注入工藝和所述多晶硅掩膜結(jié)構(gòu)5在所述場(chǎng)氧化區(qū)4的第一場(chǎng)氧化區(qū)和第三場(chǎng)氧化區(qū)之間的區(qū)域內(nèi)形成所述第一離子區(qū)域6A，其中，所述第一離子區(qū)域6A包括串聯(lián)連接的第一集電極區(qū)、發(fā)射極區(qū)和第二集電極區(qū)，所述第一離子區(qū)域6A和所述第二離子區(qū)域6B的離子類型相反。

在該技術(shù)方案中，通過(guò)形成包括串聯(lián)的第一集電極區(qū)、發(fā)射極區(qū)和第二集電極區(qū)的第一離子區(qū)域6A，保證了雙極型晶體管的導(dǎo)電性能和器件穩(wěn)定性。

在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，在形成所述第二離子區(qū)域6B的襯底1上形成隔離層7，包括以下具體步驟：在所述場(chǎng)氧化區(qū)4和所述基區(qū)掩膜結(jié)構(gòu)的上方形成隔離層7。

在該技術(shù)方案中，通過(guò)形成隔離層7，為后續(xù)形成金屬層做了物質(zhì)準(zhǔn)備，具體地，為了避免金屬電極8和硅層直接接觸以形成金屬硅化物和絕緣性能降低的情況，在金屬電極8制備之前，需要進(jìn)行絕緣層的制備以保 證器件可靠性。

在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，在形成所述隔離層7的襯底1上形成所述雙極型晶體管的金屬電極8，包括以下具體步驟：所述第二離子區(qū)域6B包括所述雙極型晶體管的基極區(qū)，在第一集電極區(qū)、發(fā)射極區(qū)、第二集電極區(qū)和所述基極區(qū)上方形成金屬電極8，以完成所述雙極型晶體管的金屬電極8的制備。

在該技術(shù)方案中，通過(guò)制備金屬電極8，完成了雙極型晶體管應(yīng)用于電路的準(zhǔn)備工作，具體地，由于雙極型晶體管的尺寸較小，需要通過(guò)鍵合的方式在金屬電極8和應(yīng)用電路之間形成金屬連線(通常為鉑、金和銅)，工藝方法簡(jiǎn)單且成熟，能夠提高雙極型晶體管的準(zhǔn)備成本和合格率。

在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述第一肼區(qū)2和所述第一離子區(qū)域6A的離子類型相同。

在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述第二肼區(qū)3和所述第二離子區(qū)域6B的離子類型相同。

在該技術(shù)方案中，通過(guò)設(shè)定第一肼區(qū)2、第二肼區(qū)3、第一離子區(qū)域6A和第二離子區(qū)域6B的離子類型，可以形成NPN型三極管和PNP型晶體管等雙極型晶體管。

以上結(jié)合附圖詳細(xì)說(shuō)明了本發(fā)明的技術(shù)方案，考慮到如何設(shè)計(jì)一種雙極型晶體管的制備方法以保證其基區(qū)尺寸的準(zhǔn)確性的技術(shù)問(wèn)題。因此，本發(fā)明提出了一種新的雙極型晶體管的制備方法和一種新的雙極型晶體管，通過(guò)形成多晶硅掩膜結(jié)構(gòu)作為形成集電極和發(fā)射極之間的源區(qū)的掩膜，有效地保證了源區(qū)之間的間距(基區(qū)尺寸L)，進(jìn)而準(zhǔn)確地控制了雙極型晶體管的放大倍數(shù)，提高了理論設(shè)計(jì)和實(shí)際器件的性能的匹配度，進(jìn)而滿足了用戶的使用需求。

以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。