[發(fā)明專利]低電阻多晶連接基區(qū)全自對(duì)準(zhǔn)雙極晶體管及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210558553.X
• 申請(qǐng)日: 2012-12-20
• 公開（公告）號(hào): CN103000679A
• 公開（公告）日: 2013-03-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 付軍;王玉東;崔杰;趙悅;張偉;劉志弘;許平
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 清華大學(xué)
• 主分類號(hào): H01L29/73
• 分類號(hào): H01L29/73;H01L29/08;H01L29/06;H01L21/331
• 代理公司: 北京中偉智信專利商標(biāo)代理事務(wù)所 11325
• 代理人: 張岱

1.一種低電阻多晶連接基區(qū)全自對(duì)準(zhǔn)雙極晶體管，其特征在于：所述晶體管包括第一導(dǎo)電類型的襯底、第二導(dǎo)電類型的硅埋層集電區(qū)、生長在所述襯底和硅埋層集電區(qū)上的第二導(dǎo)電類型的輕摻雜硅外延層、在所述輕摻雜硅外延層內(nèi)形成連接所述硅埋層集電區(qū)的第二導(dǎo)電類型重?fù)诫s硅集電極引出區(qū)、在輕摻雜硅外延層中形成的場區(qū)介質(zhì)層、位于輕摻雜硅外延層內(nèi)的選擇注入集電區(qū)、對(duì)應(yīng)于所述選擇注入集電區(qū)的本征基區(qū)外延層、位于本征基區(qū)外延層內(nèi)且對(duì)應(yīng)發(fā)射區(qū)-基區(qū)隔離介質(zhì)區(qū)所圍成窗口的第二導(dǎo)電類型重?fù)诫s單晶發(fā)射區(qū)、位于所述本征基區(qū)外延層上的發(fā)射區(qū)-基區(qū)隔離介質(zhì)區(qū)和第二導(dǎo)電類型重?fù)诫s多晶發(fā)射區(qū)、位于所述發(fā)射區(qū)-基區(qū)隔離介質(zhì)區(qū)外圍的抬升外基區(qū)、以及位于抬升外基區(qū)下方的氧化硅隔離介質(zhì)層；所述第二導(dǎo)電類型重?fù)诫s多晶發(fā)射區(qū)位于所述發(fā)射區(qū)-基區(qū)隔離介質(zhì)區(qū)的內(nèi)側(cè)；所述發(fā)射區(qū)-基區(qū)隔離介質(zhì)區(qū)由外側(cè)的非保形覆蓋氧化硅層和內(nèi)側(cè)的氮化硅側(cè)墻組成；所述抬升外基區(qū)包括位于氧化硅隔離介質(zhì)層上的第一導(dǎo)電類型重?fù)诫s多晶硅層、位于所述多晶硅層側(cè)面和氧化硅隔離介質(zhì)層側(cè)面的多晶硅側(cè)墻、位于所述多晶硅層上的Si/SiGe/Si多晶層、以及位于所述多晶硅側(cè)墻上面和側(cè)面的Si/SiGe/Si多晶層。

2.一種低電阻多晶連接基區(qū)全自對(duì)準(zhǔn)雙極晶體管制備方法，其特征在于，所述方法包括下述步驟：

2.1采用第一導(dǎo)電類型輕摻雜硅片作為襯底(10)，在襯底(10)上形成第二導(dǎo)電類型重?fù)诫s硅埋層集電區(qū)(12)；在襯底(10)和硅埋層集電區(qū)(12)上生長第二導(dǎo)電類型輕摻雜硅外延層(14)；

2.2在硅外延層(14)中形成第二導(dǎo)電類型重?fù)诫s硅集電極引出區(qū)(16)，所述硅集電極引出區(qū)(16)與硅埋層集電區(qū)(12)相連接并一直延伸到硅外延層(14)表面；

2.3在所述硅外延層(14)內(nèi)形成場區(qū)介質(zhì)層(18)；

2.4淀積氧化硅層(20)，在所述氧化硅層(20)上形成第一導(dǎo)電類型重?fù)诫s多晶硅層(22)；

2.5依次光刻、刻蝕多晶硅層(22)和氧化硅層(20)至硅外延層(14)的上表面，形成本征集電區(qū)窗口(26)；

2.6在本征集電區(qū)窗口(26)內(nèi)形成第二導(dǎo)電類型選擇注入集電區(qū)(28)；

2.7在所得結(jié)構(gòu)上形成第一導(dǎo)電類型重?fù)诫s多晶硅層，通過各向異性刻蝕的方法在本征集電區(qū)窗口(26)內(nèi)的邊緣處形成第一導(dǎo)電類型重?fù)诫s多晶硅側(cè)墻(29)；

2.8在露出的硅外延層(14)表面上生長本征基區(qū)Si/SiGe/Si外延層(30)，同時(shí)在露出的多晶硅層(22)的表面、以及多晶硅側(cè)墻(29)的表面和側(cè)面上淀積Si/SiGe/Si多晶層(32)；

2.9在所得結(jié)構(gòu)后上淀積非保形覆蓋氧化硅層(36)，所述非保形覆蓋氧化硅層(36)覆蓋在Si/SiGe/Si多晶層(32)上表面的厚度大于覆蓋在Si/SiGe/Si多晶層(32)側(cè)面以及覆蓋在本征基區(qū)Si/SiGe/Si外延層(30)上表面的的厚度；

2.10通過先淀積氮化硅層然后各向異性刻蝕的方法在非保形覆蓋氧化硅層(36)凹陷處的內(nèi)壁上形成氮化硅側(cè)墻(38)；

2.11以氮化硅側(cè)墻(38)為掩蔽層進(jìn)行腐蝕，腐蝕掉位于氮化硅側(cè)墻(38)之間露出的非保形覆蓋氧化硅層(36)，同時(shí)使得氮化硅側(cè)墻(38)之外露出的非保形覆蓋氧化硅層(36)經(jīng)過腐蝕后仍然保持大于100nm的厚度；

2.12在所得結(jié)構(gòu)上形成第二導(dǎo)電類型重?fù)诫s多晶硅層，依次光刻、刻蝕所述重?fù)诫s多晶硅層和其下方的非保形覆蓋氧化硅層(36)，形成第二導(dǎo)電類型重?fù)诫s多晶硅發(fā)射區(qū)(40)；

2.13通過光刻依次去除部分Si/SiGe/Si多晶層(32)、多晶硅層(22)和氧化硅層(20)，露出硅集電極引出區(qū)(16)的上表面；保留的氧化硅層(20)成為氧化硅隔離介質(zhì)層；

2.14使得多晶硅發(fā)射區(qū)(40)中的雜質(zhì)向本征基區(qū)Si/SiGe/Si外延層(30)內(nèi)擴(kuò)散，形成第二導(dǎo)電類型重?fù)诫s單晶發(fā)射區(qū)(42)；

2.15采用常規(guī)半導(dǎo)體集成電路后道工藝步驟，包括淀積孔介質(zhì)層，制備接觸孔，引出發(fā)射極金屬電極、基極金屬電極和集電極金屬電極，完成器件制備。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的低電阻多晶連接基區(qū)全自對(duì)準(zhǔn)雙極晶體管制備方法，其特征在于，步驟2.1中采用離子注入再熱推進(jìn)的方法在襯底(10)上形成硅埋層集電區(qū)(12)。