[發(fā)明專利]包括發(fā)射極-基極界面雜質(zhì)的雙極晶體管結(jié)構(gòu)及其方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010206375.5
• 申請日: 2010-06-17
• 公開（公告）號: CN101930998A
• 公開（公告）日: 2010-12-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: J·J·貝諾伊特;M·E·達(dá)爾斯羅姆;M·D·杜普伊斯;P·B·格雷;A·K·斯塔珀
• 申請（專利權(quán)）人: 國際商業(yè)機(jī)器公司
• 主分類號: H01L29/73
• 分類號: H01L29/73;H01L29/43;H01L21/331;H01L21/28
• 代理公司: 北京市中咨律師事務(wù)所 11247
• 代理人: 于靜;楊曉光

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明一般地涉及雙極晶體管結(jié)構(gòu)及其制造方法。更具體而言，本發(fā)明涉及提供具有增強(qiáng)的性能的雙極晶體管器件的雙極晶體管結(jié)構(gòu)及其制造方法。

背景技術(shù)

半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)包括半導(dǎo)體襯底，在該半導(dǎo)體襯底內(nèi)和其上形成半導(dǎo)體器件，例如，但不限于，電阻器、晶體管、二極管以及電容器。使用通過介電層分隔的構(gòu)圖的導(dǎo)體層來連接并互連半導(dǎo)體器件。

除了在半導(dǎo)體電路的范圍內(nèi)使用的常規(guī)場效應(yīng)晶體管結(jié)構(gòu)之外，半導(dǎo)體電路通常還包括備選的晶體管結(jié)構(gòu)，例如，但不限于，雙極晶體管結(jié)構(gòu)。因?yàn)殡p極晶體管通常以比場效應(yīng)晶體管更高的切換速度工作，因此迄今為止在半導(dǎo)體電路的范圍內(nèi)經(jīng)常需要雙極晶體管。

概括而言，迄今為止雙極晶體管與場效應(yīng)晶體管的區(qū)別在于，雙極晶體管在電荷載流子通過半導(dǎo)體結(jié)傳送的情況下工作，而場效應(yīng)晶體管在伴隨通過柵極施加在半導(dǎo)體襯底內(nèi)的電場梯度而發(fā)生的電荷載流子傳送的情況下工作，所述柵極通過柵極電介質(zhì)而與半導(dǎo)體襯底隔離。因此，場效應(yīng)晶體管性能通常受到柵極與柵極電介質(zhì)的界面或柵極電介質(zhì)與半導(dǎo)體溝道的界面特性的影響，而雙極晶體管性能通常受到發(fā)射極與基極的結(jié)界面或基極與集電極的結(jié)界面特性的影響。

因此，希望提供這樣的雙極晶體管結(jié)構(gòu)和器件及其制造方法，所述雙極晶體管結(jié)構(gòu)和器件提供由于最優(yōu)化的結(jié)界面特性而具有增強(qiáng)的性能的雙極晶體管。

發(fā)明內(nèi)容

在一個(gè)實(shí)施例中，提供一種雙極晶體管結(jié)構(gòu)及其制造方法。所述雙極晶體管結(jié)構(gòu)和相關(guān)的方法包括在發(fā)射極與基極的結(jié)界面處的雜質(zhì)，其為包括雙極晶體管結(jié)構(gòu)的雙極晶體管器件提供了增強(qiáng)的性能。所述雜質(zhì)包括氧雜質(zhì)、以及氟雜質(zhì)與碳雜質(zhì)中的至少一種。使用包括但不限于反應(yīng)離子蝕刻等離子體蝕刻方法、化學(xué)蝕刻方法、以及反應(yīng)離子蝕刻等離子體蝕刻方法和化學(xué)蝕刻方法的組合的方法，在所述發(fā)射極與基極的結(jié)界面處引入所述雜質(zhì)。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的特定雙極晶體管結(jié)構(gòu)包括包含集電極結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體襯底。該特定的雙極晶體管結(jié)構(gòu)還包括接觸所述集電極結(jié)構(gòu)的基極結(jié)構(gòu)。該特定的雙極晶體管結(jié)構(gòu)還包括接觸所述基極結(jié)構(gòu)的發(fā)射極結(jié)構(gòu)。在所述發(fā)射極結(jié)構(gòu)與所述基極結(jié)構(gòu)之間的界面包括：(1)氧雜質(zhì)；以及(2)選自氟雜質(zhì)和碳雜質(zhì)的至少一種其他雜質(zhì)。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的用于制造雙極晶體管結(jié)構(gòu)的特定方法包括在半導(dǎo)體襯底內(nèi)至少部分地形成集電極結(jié)構(gòu)。所述方法還包括形成接觸所述集電極結(jié)構(gòu)的基極結(jié)構(gòu)。所述方法還包括形成接觸所述基極結(jié)構(gòu)的發(fā)射極結(jié)構(gòu)。在所述發(fā)射極結(jié)構(gòu)與所述基極結(jié)構(gòu)之間的界面包括：(1)氧雜質(zhì)；以及(2)選自氟雜質(zhì)和碳雜質(zhì)的至少一種雜質(zhì)。

附圖說明

圖1示出了示意性截面圖，其示例了在根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的處理之前的在半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)處理中的一點(diǎn)處的雙極晶體管結(jié)構(gòu)；

圖2示出了示意性截面圖，其示例了當(dāng)在圖1的雙極晶體管結(jié)構(gòu)內(nèi)形成發(fā)射極孔(emitter?aperture)時(shí)過蝕刻處理介電蓋帽層(dielectriccapping?layer)的結(jié)果；

圖3示出了用于提供根據(jù)本發(fā)明的特定實(shí)施例的雙極晶體管結(jié)構(gòu)的位于并形成在圖2的雙極晶體管結(jié)構(gòu)內(nèi)的發(fā)射極結(jié)構(gòu)；

圖4示出了示意性截面圖，其示例了當(dāng)在圖1的雙極晶體管結(jié)構(gòu)內(nèi)形成包括發(fā)射極孔分隔物的發(fā)射極孔時(shí)過蝕刻處理介電蓋帽層的結(jié)果；

圖5示出了用于提供根據(jù)本發(fā)明的替代實(shí)施例的雙極晶體管結(jié)構(gòu)的位于并形成在圖4的雙極晶體管內(nèi)的發(fā)射極結(jié)構(gòu)；

圖6示出了示意性截面圖，其示例了在圖1的雙極晶體管結(jié)構(gòu)內(nèi)的介電蓋帽層構(gòu)圖的結(jié)果；

圖7示出了在圖6的雙極晶體管結(jié)構(gòu)內(nèi)的位于并形成在發(fā)射極孔內(nèi)的熱介電層；

圖8示出了在圖7的雙極晶體管結(jié)構(gòu)內(nèi)用無水氨和無水氟化氫進(jìn)行熱介電層處理的結(jié)果；

圖9示出了用于提供根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的雙極晶體管結(jié)構(gòu)的位于并形成在圖8的雙極晶體管結(jié)構(gòu)內(nèi)的發(fā)射極結(jié)構(gòu)；以及

圖10示出了在圖9的雙極晶體管結(jié)構(gòu)的情況下的鈍化層處理和過孔處理的結(jié)果。

具體實(shí)施方式

在下面闡述的說明的范圍內(nèi)理解包括雙極晶體管結(jié)構(gòu)及制造雙極晶體管結(jié)構(gòu)的多種方法的本發(fā)明。在上述附圖的范圍內(nèi)理解下述說明。因?yàn)楦綀D旨在示例的目的，所以不必按比例繪制。

圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的在其制造的早期階段的雙極晶體管結(jié)構(gòu)的示意性截面圖。由圖1示例了其示意性截面圖的雙極晶體管結(jié)構(gòu)提供了用于進(jìn)一步處理根據(jù)本發(fā)明的多個(gè)實(shí)施例的多個(gè)雙極晶體管結(jié)構(gòu)的基底結(jié)構(gòu)。