專利名稱：外基區(qū)與集電區(qū)隔離的雙極晶體管及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種外基區(qū)與集電區(qū)隔離的雙極晶體管及其制備方法。
背景技術(shù)：
雙極晶體管是由兩個(gè)背靠背PN結(jié)構(gòu)成，是具有電流放大作用的晶體三極管，主要包括基區(qū)、發(fā)射區(qū)和收集區(qū)。
常規(guī)結(jié)構(gòu)中，集電區(qū)與外基區(qū)直接相連，導(dǎo)致器件的基區(qū)-集電區(qū)結(jié)寄生電容過大，影響相關(guān)性能。發(fā)明內(nèi)容
為了克服上述的缺陷，本發(fā)明提供一種能有效減小基區(qū)-集電區(qū)結(jié)寄生電容的外基區(qū)與集電區(qū)隔離的雙極晶體管及其制備方法。
為達(dá)到上述目的，一方面，本發(fā)明提供一種外基區(qū)與集電區(qū)隔離的雙極晶體管，所述晶體管包括集電區(qū)，設(shè)置在所述集電區(qū)上的本征基區(qū)和隔離氧化層，設(shè)置在所述隔離氧化層上的外基區(qū)，設(shè)置在所述本征基區(qū)上的發(fā)射區(qū)，以及設(shè)置在所述發(fā)射區(qū)側(cè)面的側(cè)墻；所述本征基區(qū)的邊緣位于所述隔離氧化層的上方，所述外基區(qū)全部位于所述隔離氧化層的上方；所述外基區(qū)上表面與所述發(fā)射區(qū)上表面形成平整表面，所述外基區(qū)與所述發(fā)射區(qū)由所述側(cè)墻隔離。
特別是，所述外基區(qū)的材料為硅、鍺硅或鍺硅碳。
另一方面，本發(fā)明提供一種外基區(qū)與集電區(qū)隔離的雙極晶體管制備方法，所述方法包括下述步驟
3.1采用硅襯底作為集電區(qū)，在所述集電區(qū)上依次形成鍺硅層和氧化介質(zhì)層；
3. 2在所述氧化介質(zhì)層上光刻刻蝕形成窗口，依次淀積多晶層和氮化硅層；
3. 3刻蝕去除部分所述氮化硅層、多晶層和氧化介質(zhì)層；所保留的多晶層形成發(fā)射區(qū)，所保留的氮化硅層形成發(fā)射區(qū)介質(zhì)層；
3. 4在所得結(jié)構(gòu)上淀積氧化硅層，各向異性刻蝕成氧化硅側(cè)墻；
3. 5以所述氧化硅側(cè)墻為掩蔽，各向異性刻蝕鍺硅層和硅襯底；所保留的鍺硅層形成本征基區(qū)；
3. 6在所得結(jié)構(gòu)上制備氮化硅側(cè)墻；
3. 7以氮化硅側(cè)墻作為掩蔽，將硅襯底表面氧化形成隔離氧化層；
3. 8去掉氮化硅側(cè)墻；
3. 9在所得結(jié)構(gòu)上圖形外延生長外延層；
3. 10對(duì)所得結(jié)構(gòu)進(jìn)行平坦化，去除所述發(fā)射區(qū)介質(zhì)層，暴露發(fā)射區(qū)的上表面；
3. 11對(duì)保留的外延層進(jìn)行摻雜，形成外基區(qū)；
3. 12制備孔，引出金屬電極線，形成基極、發(fā)射極和收集極，表面鈍化。
特別是，步驟3. 7中采用高壓氧化工藝將硅襯底表面氧化形成隔離氧化層。
特別是，步驟3. 9中外延層為硅層、鍺硅層或鍺硅碳層。
特別是，步驟3. 11中采用注入摻雜的方法形成外基區(qū)。
特別是，步驟3. 11中采用原位摻雜的方法形成外基區(qū)。
本發(fā)明外基區(qū)與集電區(qū)隔離的雙極晶體管在集電區(qū)和外基區(qū)之間設(shè)置了隔離氧化層，有效地減小了基區(qū)-集電區(qū)結(jié)寄生電容，改善了器件的性能。
本發(fā)明外基區(qū)與集電區(qū)隔離的雙極晶體管制備方法用氮化硅側(cè)墻作為保護(hù)進(jìn)行氧化形成隔離氧化層，然后去掉氮化硅側(cè)墻形成外基區(qū)，實(shí)現(xiàn)了本發(fā)明外基區(qū)與集電區(qū)隔離的雙極晶體管。工藝步驟簡明，對(duì)設(shè)備等技術(shù)條件要求低，適于大規(guī)模生產(chǎn)加工。所制成的雙極晶體管基區(qū)-集電區(qū)結(jié)寄生電容小，器件性能良好。


圖1 圖10為本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合說明書附圖和優(yōu)選實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做詳細(xì)描述。
本發(fā)明外基區(qū)與集電區(qū)隔離的雙極晶體管包括集電區(qū)，設(shè)置在集電區(qū)上的本征基區(qū)和隔離氧化層，設(shè)置在隔離氧化層上的外基區(qū)，設(shè)置在本征基區(qū)上的發(fā)射區(qū)，以及設(shè)置在發(fā)射區(qū)側(cè)面的側(cè)墻。本征基區(qū)的邊緣位于隔離氧化層的上方，外基區(qū)全部位于隔離氧化層的上方。外基區(qū)上表面與發(fā)射區(qū)上表面形成平整表面，且外基區(qū)與發(fā)射區(qū)由側(cè)墻隔離。通過用氧化層將集電區(qū)和外基區(qū)隔離開的方法有效地減小了基區(qū)-集電區(qū)結(jié)寄生電容，改善了器件的性能。
其中，外基區(qū)的材料優(yōu)選為硅、鍺硅或鍺硅碳。
優(yōu)選實(shí)施例一如圖1所示，采用硅襯底作為集電區(qū)1，在所述集電區(qū)I上依次形成鍺硅層2和氧化介質(zhì)層3。
如圖2所示，在氧化介質(zhì)層3上光刻刻蝕形成窗口，依次淀積多晶層21和氮化硅層22。
如圖3所示，刻蝕去除部分所述氮化硅層22、多晶層21和氧化介質(zhì)層3。所保留的多晶層21形成非自對(duì)準(zhǔn)發(fā)射區(qū)31，所保留的氮化硅層22形成發(fā)射區(qū)介質(zhì)層32。
如圖4所示，在所得結(jié)構(gòu)上淀積氧化硅層，各向異性刻蝕成氧化硅側(cè)墻41。
如圖5所示，以氧化硅側(cè)墻41為掩蔽，各向異性刻蝕鍺硅層2和硅襯底；所保留的鍺硅層2形成本征基區(qū)51。
如圖6所示，在所得結(jié)構(gòu)上制備氮化硅側(cè)墻61。
如圖7所示，以氮化硅側(cè)墻61作為掩蔽，將硅襯底表面氧化形成隔離氧化層71。
如圖8所示，去掉氮化硅側(cè)墻61。
如圖9所示，在所得結(jié)構(gòu)上圖形外延生長硅層91。
如圖10所示，對(duì)所得結(jié)構(gòu)進(jìn)行平坦化，去除發(fā)射區(qū)介質(zhì)層32，暴露發(fā)射區(qū)31的上表面；對(duì)保留的硅層91進(jìn)行注入摻雜，形成外基區(qū)92。制備孔，引出金屬電極線，形成基極、 發(fā)射極和收集極，表面鈍化。
優(yōu)選實(shí)施例二 如圖1所示，采用硅襯底作為集電區(qū)1，在所述集電區(qū)I上依次形成鍺硅層2和氧化介質(zhì)層3。
如圖2所示，在氧化介質(zhì)層3上光刻刻蝕形成窗口，依次淀積多晶層21和氮化硅層22。
如圖3所示，刻蝕去除部分所述氮化硅層22、多晶層21和氧化介質(zhì)層3。所保留的多晶層21形成非自對(duì)準(zhǔn)發(fā)射區(qū)31，所保留的氮化硅層22形成發(fā)射區(qū)介質(zhì)層32。
如圖4所示，在所得結(jié)構(gòu)上淀積氧化硅層，各向異性刻蝕成氧化硅側(cè)墻41。
如圖5所示，以氧化硅側(cè)墻41為掩蔽，各向異性刻蝕鍺硅層2和硅襯底；所保留的鍺硅層2形成本征基區(qū)51。
如圖6所示，在所得結(jié)構(gòu)上制備氮化硅側(cè)墻61。
如圖7所示，以氮化硅側(cè)墻61作為掩蔽，采用高壓氧化工藝將硅襯底表面氧化形成隔離氧化層71。
如圖8所示，去掉氮化硅側(cè)墻61。
如圖9所示，在所得結(jié)構(gòu)上圖形外延生長硅層91。
如圖10所示，對(duì)所得結(jié)構(gòu)進(jìn)行平坦化，去除發(fā)射區(qū)介質(zhì)層32，暴露發(fā)射區(qū)31的上表面；對(duì)保留的硅層91進(jìn)行原位摻雜，形成外基區(qū)92。制備孔，引出金屬電極線，形成基極、 發(fā)射極和收集極，表面鈍化。
以上，僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā) 明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求所界定的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種外基區(qū)與集電區(qū)隔離的雙極晶體管，其特征在于，所述晶體管包括集電區(qū)，設(shè)置在所述集電區(qū)上的本征基區(qū)和隔離氧化層，設(shè)置在所述隔離氧化層上的外基區(qū)，設(shè)置在所述本征基區(qū)上的發(fā)射區(qū)，以及設(shè)置在所述發(fā)射區(qū)側(cè)面的側(cè)墻；所述本征基區(qū)的邊緣位于所述隔離氧化層的上方，所述外基區(qū)全部位于所述隔離氧化層的上方；所述外基區(qū)上表面與所述發(fā)射區(qū)上表面形成平整表面，所述外基區(qū)與所述發(fā)射區(qū)由所述側(cè)墻隔離。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的外基區(qū)與集電區(qū)隔離的雙極晶體管，其特征在于，所述外基區(qū)的材料為硅、鍺硅或鍺硅碳。
3.—種外基區(qū)與集電區(qū)隔離的雙極晶體管制備方法，其特征在于，所述方法包括下述步驟 3.1采用硅襯底作為集電區(qū)，在所述集電區(qū)上依次形成鍺硅層和氧化介質(zhì)層； 3.2在所述氧化介質(zhì)層上光刻刻蝕形成窗口，依次淀積多晶層和氮化硅層； 3.3刻蝕去除部分所述氮化硅層、多晶層和氧化介質(zhì)層；所保留的多晶層形成發(fā)射區(qū)，所保留的氮化硅層形成發(fā)射區(qū)介質(zhì)層； 3.4在所得結(jié)構(gòu)上淀積氧化硅層，各向異性刻蝕成氧化硅側(cè)墻； 3.5以所述氧化硅側(cè)墻為掩蔽，各向異性刻蝕鍺硅層和硅襯底；所保留的鍺硅層形成本征基區(qū)； 3.6在所得結(jié)構(gòu)上制備氮化硅側(cè)墻； 3.7以氮化硅側(cè)墻作為掩蔽，將硅襯底表面氧化形成隔離氧化層； 3.8去掉氮化硅側(cè)墻； 3.9在所得結(jié)構(gòu)上圖形外延生長外延層； 3.10對(duì)所得結(jié)構(gòu)進(jìn)行平坦化，去除所述發(fā)射區(qū)介質(zhì)層，暴露發(fā)射區(qū)的上表面； 3.11對(duì)保留的外延層進(jìn)行摻雜，形成外基區(qū)； 3.12制備孔，引出金屬電極線，形成基極、發(fā)射極和收集極，表面鈍化。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的外基區(qū)與集電區(qū)隔離的雙極晶體管制備方法，其特征在于，步驟3. 7中采用高壓氧化工藝將硅襯底表面氧化形成隔離氧化層。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的外基區(qū)與集電區(qū)隔離的雙極晶體管制備方法，其特征在于，步驟3. 9中外延層為硅層、鍺硅層或鍺硅碳層。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的外基區(qū)與集電區(qū)隔離的雙極晶體管制備方法，其特征在于，步驟3. 11中采用注入摻雜的方法形成外基區(qū)。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的外基區(qū)與集電區(qū)隔離的雙極晶體管制備方法，其特征在于，步驟3. 11中采用原位摻雜的方法形成外基區(qū)。
全文摘要
本發(fā)明公開一種外基區(qū)與集電區(qū)隔離的雙極晶體管及其制備方法，為解決現(xiàn)有產(chǎn)品基區(qū)-集電區(qū)結(jié)寄生電容過大的缺陷而設(shè)計(jì)。本發(fā)明外基區(qū)與集電區(qū)隔離的雙極晶體管包括集電區(qū)、本征基區(qū)、隔離氧化層、外基區(qū)、發(fā)射區(qū)、以及側(cè)墻。本征基區(qū)的邊緣位于隔離氧化層的上方，外基區(qū)全部位于隔離氧化層的上方。外基區(qū)上表面與發(fā)射區(qū)上表面形成平整表面，外基區(qū)與發(fā)射區(qū)由側(cè)墻隔離。本發(fā)明外基區(qū)與集電區(qū)隔離的雙極晶體管有效地減小了基區(qū)-集電區(qū)結(jié)寄生電容，改善了器件的性能。本發(fā)明外基區(qū)與集電區(qū)隔離的雙極晶體管制備方法工藝步驟簡明，對(duì)設(shè)備等技術(shù)條件要求低，適于大規(guī)模生產(chǎn)加工。
文檔編號(hào)H01L29/06GK103000678SQ20121053637
公開日2013年3月27日 申請(qǐng)日期2012年12月12日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月12日
發(fā)明者王玉東, 付軍, 崔杰, 趙悅, 劉志弘, 張偉, 吳正立, 李高慶 申請(qǐng)人:清華大學(xué)