[發明專利]一種異質結雙極晶體管及其制備方法

無效

• 申請號: 200610165549.1
• 申請日: 2006-12-21
• 公開（公告）號: CN101207151A
• 公開（公告）日: 2008-06-25
• 發明（設計）人: 姚飛;薛春來;成步文;王啟明
• 申請（專利權）人: 中國科學院半導體研究所
• 主分類號: H01L29/737
• 分類號: H01L29/737;H01L21/331
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司
• 代理人: 周長興

技術領域

本發明涉及半導體領域，具體地涉及一種異質結雙極晶體管結構。

本發明還涉及上述一種異質結雙極晶體管的制備方法。

技術背景

近年來，異質結器件由于引入能帶工程，因而具有同質結器件所不能替代的性能優點，已得到廣泛關注和飛速發展。尤其是異質結雙極晶體管(HBT)，具有閾值均勻性好、單電源工作、高頻性能優越、電流驅動性能強、線性好等優點，在通信領域已有廣泛的應用。

目前制備的異質結晶體管具有多種結構，包括臺面結構、平面結構等。制備方法也多種多樣，包括臺面工藝、差分外延工藝、選擇外延工藝、選擇和非選擇外延結構的工藝等。其中臺面結構最多地被研究小組采用以研究異質結晶體管的性能。現有技術的雙臺面HBT器件，因為基區相對薄，因此，在形成金屬電極過程中容易發生穿通，致使器件失效，嚴重影響了成品率。而對于集成電路，各個元件的成品率都是極為關鍵的因素。

發明內容

本發明的目的在于提供一種異質結雙極晶體管。

本發明的又一目的在于提供上述異質結雙極晶體管的制備方法。

為實現上述目的，本發明異質結雙極晶體管，包括：

基片；

基片上的第一摻雜類型的收集極區域，收集極區域包括收集區和收集極接觸區；

收集極區域上的第二摻雜類型的基極區域；

基極區域之上的第一摻雜類型的發射極區域，發射極區域包括發射區和發射極帽層區域；以及

發射極帽層區域、基極區域及收集極接觸區上的電極；

其中，第一摻雜類型與第二摻雜類型相反；

其中，注入外基區的離子的摻雜類型與第二摻雜類型相同。

所述的異質結雙極晶體管，其中，基片可以是玻璃基片、陶瓷基片、不銹鋼基片、半導體基片、絕緣體上硅SOI基片、GaAs基片或InP基片。

所述的異質結雙極晶體管，其中，基片是高摻半導體基片，收集極接觸區合并在基片中。

所述的異質結雙極晶體管，其中，收集極區域、基極區域、發射極區域材料可以分別是Si、SiGe和Si，或分別是GaAs、AlGaAs和GaAs或分別是InP、InGaAsP和InP。

所述的異質結雙極晶體管，其中，收集極、基極、發射極電極是相同的單層金屬或金屬疊層，或者是不同的單層金屬或金屬疊層。

本發明提供的制備上述異質結雙極晶體管的方法，包括以下步驟：

步驟1：在基片上生長第一摻雜類型的收集極區域、第二摻雜類型的基區和第一摻雜類型的發射極區域，其中收集極區域包含收集極接觸區和集電區，發射極區域包含發射區和發射極帽層區域；

其中第一摻雜類型與第二摻雜類型相反；

其中注入外基區的離子的摻雜類型與第二摻雜類型相同；

步驟2：淀積薄膜I，淀積并光刻薄膜II；薄膜I和II為后續步驟的屏蔽薄膜；

步驟3：利用薄膜II做掩模腐蝕薄膜I，縱向腐蝕完成之后，繼續進行橫向腐蝕，使其橫向鉆蝕一定的距離，以在后續注入過程金屬做到完全掩蔽；

步驟4：腐蝕發射區，該腐蝕劑刻蝕相對于基區材料選擇性地腐蝕發射區材料，該刻蝕步驟到達基區自停止；

步驟5：對外基區進行離子注入摻雜，形成增厚的外基區區域；

步驟6：腐蝕薄膜I，其上薄膜II自動脫落；

步驟7：光刻基區并腐蝕基區直至基片，基片作為器件收集極接觸區的材料；

步驟8：在整個表面淀積鈍化層，執行退火以激活注入的雜質元素，然后光刻電極窗口，制造電極。

所述的制備方法，其中，基片可以是玻璃基片、陶瓷基片、不銹鋼基片、半導體基片、絕緣體上硅SOI基片、GaAs基片或InP基片。

所述的制備方法，其中，基片是高摻半導體基片，收集極接觸區合并在基片中。

所述的制備方法，其中，收集極區域、基極區域、發射極區域的材料可以分別是Si、SiGe和Si，或分別是GaAs、AlGaAs、GaAs或分別是InP、InGaAsP和InP。

所述的制備方法，其中，收集極區域、基極區域、發射極區域的材料可以采用固體源分子束、氣體源分子束外延、化學束外延、化學汽相淀積等方法進行生長。

所述的異質結雙極晶體管的制作方法，其中，薄膜I和薄膜II使用不同的腐蝕液或方法腐蝕，它們可以是單層結構或疊層結構。

所述的制備方法，其中，腐蝕發射區材料的腐蝕液對于基區和發射區材料腐蝕的選擇比大于10。