NPN BJT双极晶体管制备工艺流程.docx

工艺设计报告一.双极性三极管(BJT)简介双极性晶体管是集成电路中应用最广泛也是最重要的半导体器件之一，其发明者威 廉•肖克利、约翰•巴丁和沃尔特•豪泽•布喇顿因此被授予了 1956年的诺贝尔物理学奖三极管的外形如下图所示，而类型有PNP和NPN两种，主要以NPN BJT为例进行讨 论结构:发射极基极集电极基本结构:c4二.NPN BJT的工艺制备流程1.衬底制备衬底采用轻掺杂的P型硅p型si2. 埋层制备为了减小集电区的串联电阻，并减小寄生PNP管的影响，在集电区的外延层和衬 底间通常要制作N+埋层首先在衬底上生长一层二氧化硅，并进行一次光刻，刻 蚀出埋层区域，然后注入N型杂质（如磷、砷等），再退火（激活）杂质埋层 材料选择标准是杂质在硅中的固溶度要大，以降低集电区的串联电阻；在高温下 杂质在硅中的扩散系数要小，以减少制作外延层时的杂质扩散效应；杂质元素与 硅衬底的晶格匹配要好以减小应力，最好是采用砷3.外延层 去除全部二氧化硅后，外延生长一层轻掺杂的硅此外延层作为集电区整个双极型集 成电路便制作在这一外延层上外延生长主要考虑电阻率和厚度为减少结电容，提高击穿 电压，降低后续工艺过程中的扩散效应，电阻率应尽量高一些；但为了降低集电区串联电阻， 又希望它小一些。

先生长一层二氧化硅，然后进行二次光刻，刻蚀出隔离区，接着预淀积硼（或者采用离子注入），并退火使杂质推进到一定距离，形成 P 型隔离区这样器件之间的电绝缘就形成了n外延层p + n +埋层延层层rm -a+nP沟道阻挡层•sl5. 深集电极接触的制备这里的“深”指集电极接触深入到了N型外延层的内部为降低集电极串联电阻，需要制备重掺杂的 N 型接触，进行第三次光刻，刻蚀 出集电极，再注入（或扩散）磷并退火集电极n外延层n +埋层p型si+rjn +6. 基区的形成 先进行第四次光刻，刻蚀出基区，然后注入硼并退火，使其扩散形成基区由于 基区掺杂元素及其分布直接影响器件电流增益、截止频率等特性，因此注入硼的 剂量和能量要特别加以控制P沟道阻挡层7. 发射区形成 在基区上生长一层氧化物，进行第五次光刻，刻蚀出发射区，进行磷或砷注入 扩散），并退火形成发射区n 外延层n +埋层集电极-11沟道阻挡层n外延层si8. 金属接触 淀积二氧化硅后，进行第六次光刻，刻蚀出接触也窗口，用于引出电极线接触 孔中温江溅射金属铝形成欧姆接触n外延层Ni N3 4p基P型siP沟道阻挡层n外延层n外延层 n+埋层p型Si"沟道阻挡层卩沟道阻挡层9. 形成金属互联线 进行第七次光刻，形成互联金属布线10. 后续工序 测试、键合、封装等。