[發(fā)明專利]局部氧化抬升外基區(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>: 201210559040.0
• 申請(qǐng)日: 2012-12-20
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103022109A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-04-03
• 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;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

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種局部氧化抬升外基區(qū)全自對(duì)準(zhǔn)雙極晶體管及其制備方法。

背景技術(shù)

雙極晶體管的基極電阻R_B和集電極-基極電容C_BC一直是制約器件高頻性能進(jìn)一步提高的主要寄生參數(shù)，其對(duì)器件高頻性能指標(biāo)的影響可用如下簡(jiǎn)化的表達(dá)式描述。

fmax=fT8πRBCBC]]>

其中，f_T和f_max分別表示器件的截止頻率和最高振蕩頻率。

此外，R_B還是雙極晶體管熱噪聲的主要來(lái)源。因此，為了提高器件的高頻性能和改善器件的噪聲性能，減小R_B和C_BC一直是雙極晶體管器件與工藝優(yōu)化的重要任務(wù)。

采用單晶發(fā)射區(qū)-外基區(qū)自對(duì)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)，即保證器件重?fù)诫s外基區(qū)與單晶發(fā)射區(qū)的間距不取決于而且一般來(lái)說(shuō)遠(yuǎn)小于光刻允許的最小線寬或最小套刻間距，是減小R_B的有效途徑之一。另外，采用統(tǒng)一的掩模實(shí)現(xiàn)本征集電區(qū)窗口、選擇注入集電區(qū)(SIC)掩模窗口和單晶發(fā)射區(qū)的自對(duì)準(zhǔn)，且將多晶抬升外基區(qū)置于本征集電區(qū)窗口外部的隔離介質(zhì)層上，可以最大限度地減小C_BC。

為了保證足夠低的發(fā)射極-基極電容，現(xiàn)有技術(shù)中需要通過(guò)淀積得到非保形覆蓋的氧化硅層，而該氧化硅層在本征集電區(qū)窗口外面的部分的厚度大于在本征集電區(qū)窗口內(nèi)底部以及側(cè)面的部分的厚度。因此才能在去掉位于本征集電區(qū)窗口底部露出的較薄非保形覆蓋氧化硅層時(shí)，本征集電區(qū)窗口外的露出部分經(jīng)過(guò)這一步腐蝕仍能保持足夠大的厚度。為了得到這種非保形覆蓋氧化硅層，本征集電區(qū)窗口要求具有較大的深寬比，這導(dǎo)致現(xiàn)有技術(shù)只適于制備本征集電區(qū)窗口和單晶發(fā)射區(qū)較窄的器件。現(xiàn)有技術(shù)對(duì)于本征集電區(qū)窗口和單晶發(fā)射區(qū)寬度的限制將導(dǎo)致器件的工作電流和輸出功率受到限制，因此可能制約現(xiàn)有技術(shù)在射頻、微波以至毫米波功率半導(dǎo)體器件及其集成電路等方面的應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服上述的缺陷，本發(fā)明提供一種能夠有效緩解對(duì)于本征集電區(qū)窗口和單晶發(fā)射區(qū)寬度的限制的局部氧化抬升外基區(qū)全自對(duì)準(zhǔn)雙極晶體管及其制備方法。

為達(dá)到上述目的，一方面，本發(fā)明提供一種局部氧化抬升外基區(qū)全自對(duì)準(zhǔn)雙極晶體管，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(zhǎng)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)形成并且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)、在所述輕摻雜硅外延層中形成的場(chǎng)區(qū)介質(zhì)層、位于所述輕摻雜硅外延層內(nèi)的選擇注入集電區(qū)、位于所述輕摻雜硅外延層上且對(duì)應(yīng)所述選擇注入集電區(qū)的本征基區(qū)外延層、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)、位于所述發(fā)射區(qū)-基區(qū)隔離介質(zhì)區(qū)內(nèi)側(cè)的第二導(dǎo)電類型重?fù)诫s多晶發(fā)射區(qū)、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；所述發(fā)射區(qū)-基區(qū)隔離介質(zhì)區(qū)由內(nèi)側(cè)的氮化硅側(cè)墻和外側(cè)的氧化硅層組成，所述氧化硅層包括位于氮化硅側(cè)墻下的內(nèi)延伸部、貼在氮化硅側(cè)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(qū)包括第一導(dǎo)電類型重?fù)诫s多晶硅層和位于所述多晶硅層側(cè)面的Si/SiGe/Si多晶層，所述Si/SiGe/Si多晶層貼在所述發(fā)射區(qū)-基區(qū)隔離介質(zhì)區(qū)的外側(cè)壁上且位于所述外延伸部的下方。

另一方面，本發(fā)明提供一種局部氧化抬升外基區(qū)全自對(duì)準(zhǔn)雙極晶體管制備方法，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(zhǎng)第二導(dǎo)電類型輕摻雜硅外延層14；