[發明專利]局部氧化抬升外基區全自對準雙極晶體管及其制備方法

有效

• 申請號: 201210559040.0
• 申請日: 2012-12-20
• 公開（公告）號: CN103022109A
• 公開（公告）日: 2013-04-03
• 發明（設計）人: 付軍;王玉東;崔杰;趙悅;張偉;劉志弘;許平
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: H01L29/73
• 分類號: H01L29/73;H01L29/08;H01L21/331
• 代理公司: 北京中偉智信專利商標代理事務所 11325
• 代理人: 張岱

1.一種局部氧化抬升外基區全自對準雙極晶體管，包括第一導電類型的襯底、第二導電類型的硅埋層集電區、生長在所述襯底和硅埋層集電區上的第二導電類型的輕摻雜硅外延層、在所述輕摻雜硅外延層內形成并且連接所述硅埋層集電區的第二導電類型重摻雜硅集電極引出區、在所述輕摻雜硅外延層中形成的場區介質層、位于所述輕摻雜硅外延層內的選擇注入集電區、位于所述輕摻雜硅外延層上且對應所述選擇注入集電區的本征基區外延層、位于所述本征基區外延層上的發射區-基區隔離介質區、位于所述發射區-基區隔離介質區內側的第二導電類型重摻雜多晶發射區、位于本征基區外延層內且對應發射區-基區隔離介質區所圍成窗口的第二導電類型重摻雜單晶發射區、位于所述發射區-基區隔離介質區外圍的抬升外基區、以及位于抬升外基區下方的氧化硅隔離介質層；其特征在于：所述發射區-基區隔離介質區由內側的氮化硅側墻和外側的氧化硅層組成，所述氧化硅層包括位于氮化硅側墻下的內延伸部、貼在氮化硅側墻外壁上的氧化硅層主體、以及位于氧化硅層主體上端且向外凸出的外延伸部；所述抬升外基區包括第一導電類型重摻雜多晶硅層和位于所述多晶硅層側面的Si/SiGe/Si多晶層，所述Si/SiGe/Si多晶層貼在所述發射區-基區隔離介質區的外側壁上且位于所述外延伸部的下方。

2.一種局部氧化抬升外基區全自對準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采用第一導電類型輕摻雜硅片作為襯底(10)，在襯底(10)上形成第二導電類型重摻雜硅埋層集電區(12)；在襯底(10)和硅埋層集電區(12)上生長第二導電類型輕摻雜硅外延層(14)；

2.2在硅外延層(14)中形成第二導電類型重摻雜硅集電極引出區(16)，所述硅集電極引出區(16)與硅埋層集電區(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)內形成場區介質層(18)；

2.4在所得結構上淀積第一氧化硅層(20)，在所述第一氧化硅層(20)上形成第一導電類型重摻雜第一多晶硅層(22)；

2.5涂覆光刻膠(24)，利用光刻、刻蝕工藝先后去除部分第一多晶硅層(22)和第一氧化硅層(20)，暴露出硅外延層(14)的上表面，形成本征集電區窗口(26)；

2.6沿本征集電區窗口(26)向下形成第二導電類型選擇注入集電區(28)；

2.7去除光刻膠(24)；在本征集電區窗口(26)底部露出的硅外延層(14)的表面上生長本征基區Si/SiGe/Si外延層(30)，同時在露出的第一氧化硅層(20)的側壁、以及第一多晶硅層(22)的側壁和表面上淀積Si/SiGe/Si多晶層(32)；

2.8在所得結構上生長第二氧化硅層(33)，在所述第二氧化硅層(33)上淀積氮化硅層(34)；

2.9淀積平坦化層(35)，采用平坦化回刻方法刻蝕掉本征集電區窗口(26)外的平坦化層(35)和氮化硅層(34)，刻蝕停止在所述第二氧化硅層(33)的表面上；

2.10去除平坦化層(35)；利用保留的氮化硅層(34)作為掩蔽層進行局部熱氧化，在本征集電區窗口(26)之外生長第三氧化硅層(36)；所述第三氧化硅層(36)的厚度大于所述第二氧化硅層(33)的厚度；

2.11去除氮化硅層(34)；通過先淀積氮化硅層然后各向異性刻蝕的方法形成氮化硅側墻(38)；以氮化硅側墻(38)為掩蔽層，采用濕法腐蝕去掉氮化硅側墻(38)之間露出的第二氧化硅層(33)，同時保證經過腐蝕后的第三氧化硅層(36)的厚度大于100nm；

2.12在所得結構上形成第二導電類型重摻雜第二多晶硅層，然后通過光刻和刻蝕方法先后刻蝕該第二多晶硅層和其下面的第三氧化硅層(36)，形成第二導電類型重摻雜多晶硅發射區(40)；

2.13通過光刻和刻蝕方法先后刻蝕第一多晶硅層(22)和第一氧化硅層(20)，露出硅集電極引出區(16)；剩余的第一氧化硅層(20)形成氧化硅隔離介質層；

2.14使得多晶硅發射區(40)中的雜質向本征基區Si/SiGe/Si外延層(30)內擴散形成第二導電類型重摻雜單晶發射區(42)；

2.17采用常規半導體集成電路后道工藝步驟，包括淀積孔介質層，制備接觸孔，引出發射極金屬電極、基極金屬電極和集電極金屬電極，完成器件制備。