[發明專利]雙極晶體管及其制造方法

有效

• 申請號: 200810203811.6
• 申請日: 2008-12-01
• 公開（公告）號: CN101752413A
• 公開（公告）日: 2010-06-23
• 發明（設計）人: 肖德元;季明華
• 申請（專利權）人: 中芯國際集成電路制造(上海)有限公司
• 主分類號: H01L29/73
• 分類號: H01L29/73;H01L29/06;H01L21/331
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 李麗

1.一種雙極晶體管，包括形成在半導體襯底上的基區、發射區和集電區，以及由金 屬形成的與基區接觸的基極，其特征在于：

所述半導體襯底為SOI襯底，所述基區、發射區和集電區形成于所述SOI襯底的第一 半導體材料層；

所述基極內設有通孔，所述基區至少部分位于所述通孔內，所述基區被基極全包圍；

所述集電區和基區之間還包括緩沖區，所述緩沖區的摻雜類型與集電區相同，但摻雜 濃度小于集電區；

所述緩沖區與集電區之間的界面在平行于基區長度方向，且垂直于SOI襯底的平面內 傾斜于所述半導體襯底表面；

所述發射區與基區的界面在平行于基區長度方向，且垂直于SOI襯底的平面內傾斜于 所述半導體襯底表面。

2.如權利要求1所述的雙極晶體管，其特征在于：所述的第一半導體材料層的材料 包括Si、Ge、SiGe、GaAs、InP、InAs或InGaAs。

3.如權利要求1所述的雙極晶體管，其特征在于：所述基極由W、Al、Ag、Au、Cr、 Mo、Ni、Pd、Ti或Pt的單質或者任意兩種以上的疊層或合金所形成。

4.如權利要求1所述的雙極晶體管，其特征在于：所述基區為圓柱體。

5.一種雙極晶體管的制造方法，其特征在于，包括步驟：

提供半導體襯底，所述半導體襯底設有埋入電介質層和所述埋入電介質層上的第一半 導體材料層；

對所述的第一半導體材料層進行離子注入；

刻蝕所述第一半導體材料層和埋入電介質層，形成半導體材料柱和電介質支撐柱，所 述半導體材料柱由所述電介質支撐柱所支撐；

去除所述電介質支撐柱的中段，使得電介質支撐柱的中段形成鏤空；

在所述襯底上沉積金屬層至至少掩埋所述半導體材料柱，并填充所述電介質支撐柱的 鏤空處；

刻蝕所述金屬層，形成金屬基極，所述金屬基極的長度小于等于所述電介質支撐柱被 去除的中段的長度，所述金屬基極在所述電介質支撐柱的鏤空處形成對所述半導體材料柱 的包裹，所述半導體材料柱被所述金屬基極包裹的一段形成基區；

對半導體材料柱兩端的暴露部分進行輕摻雜，所述輕摻雜的方向垂直或接近垂直于所 述半導體襯底表面，所述輕摻雜的離子類型與所述離子注入的離子類型相反；

對半導體材料柱的暴露部分進行重摻雜，所述重摻雜的雜質類型與所述輕摻雜的雜質 類型相同，所述重摻雜的方向在平行于基區長度方向，且垂直于半導體襯底的平面內傾斜 于所述半導體襯底表面，形成與所述基區連接的發射區和緩沖區，以及與所述緩沖區連接 的集電區。

6.如權利要求5所述的雙極晶體管的制造方法，其特征在于，在對所述半導體材料 柱兩端的暴露部分進行重摻雜之前還包括步驟：在所述金屬基極的側壁上形成隔離層。

7.如權利要求5所述的雙極晶體管的制造方法，其特征在于：對所述的半導體材料 柱進行輕摻雜的雜質與對所述半導體材料柱兩端的暴露部分進行重摻雜的雜質的導電類 型相同。

8.如權利要求5所述的雙極晶體管的制造方法，其特征在于：所述半導體材料柱為 圓柱形。

9.如權利要求5所述的雙極晶體管的制造方法，其特征在于：所述金屬基極由W、Al、 Ag、Au、Cr、Mo、Ni、Pd、Ti或Pt的金屬單質或氮化物，或者任意兩種以上所述金屬單 質和/或氮化物的疊層或合金所形成。

10.如權利要求5所述的雙極晶體管的制造方法，其特征在于：所述的第一半導體 材料層的材料包括Si、Ge、SiGe、GaAs、InP、InAs或InGaAs。