[發明專利]利用三塊掩模板制作垂直雙極性晶體管的方法

有效

• 申請號: 201010198382.5
• 申請日: 2010-06-11
• 公開（公告）號: CN101908485A
• 公開（公告）日: 2010-12-08
• 發明（設計）人: 王灼平;孫濤;白凡飛
• 申請（專利權）人: 上海宏力半導體制造有限公司
• 主分類號: H01L21/331
• 分類號: H01L21/331;H01L21/8249
• 代理公司: 上海思微知識產權代理事務所(普通合伙) 31237
• 代理人: 鄭瑋

技術領域

本發明涉及BiCOMS工藝，尤其涉及一種利用三塊掩模板制作垂直雙極性晶體管的方法。

背景技術

BiCOMS技術是結合CMOS和雙極性晶體管這兩類半導體結構于一體的技術，它集合了CMOS和雙極技術的優良性能。BiCOMS技術不僅具有CMOS結構的低功耗、高集成度的優點，還具有TTL或ECL器件結構的高電流驅動能力，具備速度優勢。

隨著半導體器件規模的不斷擴大，對大規模和超大規模集成電路的性能要求越來越高，對BiCOMS器件的要求也越來越高。

發明內容

本發明的目的在于提供一種利用三塊掩模板制作垂直雙極性晶體管的方法，以硅鍺半導體材料作基極，改善了BiCOMS半導體器件的性能。

為了達到上述的目的，本發明提供一種利用三塊掩模板制作垂直雙極性晶體管的方法，包括以下步驟：在形成CMOS雙阱的過程中，對第一導電類型的襯基的雙極性晶體管區進行第一導電類型摻雜，以形成雙極性晶體管的集電極；在所述襯基的表面上形成多晶硅層，以第二導電類雜質對該多晶硅層進行選擇性摻雜，以形成雙極性晶體管的基極引出區；在所述多晶硅層的表面上依次形成氧化層和氮化層；去除所述集電極上方部分氮化層、氧化層和基極引出區，以形成雙極性晶體管區的窗口；在所述窗口內形成第二導電類型的硅鍺外延層作為雙極性晶體管的基極；在所述窗口內形成側墻；淀積第一導電類型的多晶硅填充所述窗口，再去除部分該第一導電類型的多晶硅，以形成雙極性晶體管的發射極；去除部分氮化層和氧化層；去除所述襯基表面上的部分多晶硅層，顯露出所述基極引出區。

上述利用三塊掩模板制作垂直雙極性晶體管的方法，其中，對所述襯基表面上的多晶硅層進行選擇性摻雜的具體步驟是，在所述多晶硅層的表面上涂上光刻膠，通過曝光將第一掩模版上的圖案復制到所述光刻膠上，定義雙極性晶體管的基極引出區；以所述光刻膠為掩蔽，對選定區域進行N型雜質摻雜，形成基極引出區，再去除所述光刻膠。

上述利用三塊掩模板制作垂直雙極性晶體管的方法，其中，所述第一掩模版與CMOS工藝中定義柵極的掩模版為同一掩模版。

上述利用三塊掩模板制作垂直雙極性晶體管的方法，其中，形成雙極性晶體管區的窗口的具體步驟是，在所述氮化硅層的表面上涂上光刻膠，通過曝光將第二掩模版上的圖案復制到所述光刻膠上，定義雙極性晶體管區的窗口；以所述光刻膠為掩蔽，刻蝕掉部分所述氮化硅層、氧化層和基極引出區，在所述集電極上方形成雙極性晶體管區的窗口。

上述利用三塊掩模板制作垂直雙極性晶體管的方法，其中，所述硅鍺外延層形成在所述集電極的表面以及所述基極引出區的側壁。

上述利用三塊掩模板制作垂直雙極性晶體管的方法，其中，在所述窗口內形成側墻的具體步驟是，淀積二氧化硅填充所述窗口；采用各項異性刻蝕法刻蝕所述二氧化硅，直至露出所述氮化硅層，在所述氮化硅層、氧化層和硅鍺外延層的側壁上形成側墻。

上述利用三塊掩模板制作垂直雙極性晶體管的方法，其中，形成雙極性晶體管的發射極的具體步驟是，淀積第一導電類型的多晶硅填充所述窗口；在所述第一導電類型的多晶硅的表面上涂上光刻膠，通過曝光將第三掩模版上的圖案復制到所述光刻膠上，定義雙極性晶體管的發射極；以所述光刻膠為掩蔽，刻蝕掉所述氮化層表面上的部分第一導電類型的多晶硅，形成雙極性晶體管的發射極。

上述利用三塊掩模板制作垂直雙極性晶體管的方法，其中，去除所述襯基表面上的部分多晶硅層，顯露出所述基極引出區的具體步驟是，在所述襯基表面上的多晶硅層和發射極的表面上，以及所述氧化層、氮化層和發射極的側壁上涂上光刻膠，通過曝光將所述第一掩模版上的圖案復制到所述光刻膠上；以所述光刻膠為掩蔽，刻蝕掉所述襯基表面上除所述基極引出區外的多晶硅，顯露出所述基極引出區；去除所述光刻膠。

上述利用三塊掩模板制作垂直雙極性晶體管的方法，其中，去除所述襯基表面上的部分多晶硅層，顯露出所述基極引出區的步驟與刻蝕CMOS柵極的步驟同步進行。

本發明的利用三塊掩模板制作垂直雙極性晶體管的方法以硅鍺外延層作基極，工作頻率高，放大增益大，改善了BiCOMS半導體器件的性能；

本發明的利用三塊掩模板制作垂直雙極性晶體管的方法充分將CMOS工藝和雙極性晶體管工藝融合起來，簡化了BiCOMS工藝，節省了制造成本和時間。

附圖說明

本發明的利用三塊掩模板制作垂直雙極性晶體管的方法由以下的實施例及附圖給出。

圖1A～圖1R是本發明利用三塊掩模板制作垂直雙極性晶體管的方法的流程圖。

具體實施方式