[發(fā)明專利]采用鰭式場效應(yīng)晶體管工藝的同質(zhì)結(jié)二極管結(jié)構(gòu)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310046641.6
• 申請日: 2013-02-05
• 公開（公告）號: CN103489863A
• 公開（公告）日: 2014-01-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 胡嘉欣;張勝杰;洪照俊;陳重輝
• 申請（專利權(quán)）人: 臺灣積體電路制造股份有限公司
• 主分類號: H01L27/06
• 分類號: H01L27/06;H01L21/822
• 代理公司: 北京德恒律治知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11409
• 代理人: 章社杲;孫征

技術(shù)領(lǐng)域

一般而言，本發(fā)明涉及集成電路(IC)器件，更具體而言，涉及用于在包括鰭式場效應(yīng)晶體管(FinFET)的IC器件中形成二極管結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)和方法。

背景技術(shù)

在迅速發(fā)展的半導(dǎo)體制造產(chǎn)業(yè)中，互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)FinFET器件用于許多邏輯和其他應(yīng)用中并且集成到各種不同類型的半導(dǎo)體器件中。FinFET器件包括其中形成晶體管的溝道和源極/漏極區(qū)域的半導(dǎo)體鰭。在半導(dǎo)體鰭的一部分的上方以及沿著半導(dǎo)體鰭的該部分的側(cè)面形成柵極。與具有相同的器件區(qū)域的平面型晶體管相比，F(xiàn)inFET中的溝道和源極/漏極區(qū)域的表面積增大促使形成更快速、更可靠以及更好控制的半導(dǎo)電體晶體管器件。

包括CMOS?FinFET的IC器件還需要其他半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)和晶體管，諸如二極管和雙極結(jié)型晶體管(BJT)。采用相同的材料和工藝，沿著FinFET的側(cè)面以及與FinFET同時形成這些其他半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)和晶體管。在熱傳感器應(yīng)用的一個實例中，采用在隔離部件之間的n型摻雜硅上外延生長的硅鍺(SiGe)p結(jié)和在隔離部件的p結(jié)對面形成的碳化硅(SiC)n結(jié)形成二極管。采用兩個共用n結(jié)的這種二極管形成NPN?BJT。

繼續(xù)尋求采用相同的制造工藝沿著側(cè)面FinFET形成的利用形成用于FinFET的鰭結(jié)構(gòu)同時最小化其他制造步驟并具有改善的電氣性質(zhì)的二極管和BJT結(jié)構(gòu)。

發(fā)明內(nèi)容

為了改進(jìn)上述技術(shù)方案，一方面，本發(fā)明提供了一種二極管，包括：半導(dǎo)體襯底，具有位于隔離鰭區(qū)域中的多個鰭和位于鰭陣列區(qū)域中的多個鰭陣列；位于所述隔離鰭區(qū)域中的n阱，該n阱具有n阱深度；位于所述隔離鰭區(qū)域中的p阱，該p阱位于所述n阱的下方；以及位于所述鰭陣列區(qū)域中的p阱，該p阱的p阱深度大于所述n阱深度，并且該p阱與位于所述隔離鰭區(qū)域中的p阱相連；其中，所述隔離鰭區(qū)域中的鰭間距大于約0.3微米，并且所述鰭陣列區(qū)域中的陣列內(nèi)鰭間距小于約50納米(nm)。

在所述的二極管中，位于所述隔離鰭區(qū)域中的p阱的最小厚度為35nm。

所述的二極管還包括：在位于所述隔離鰭區(qū)域中的p阱以及所述鰭陣列區(qū)域的下方的深n阱；以及在側(cè)面圍繞位于所述鰭陣列區(qū)域中的p阱的至少一個n阱。

在所述的二極管中，所述至少一個n阱是雙極結(jié)型晶體管(BJT)中的集電極端。

在所述的二極管中，所述鰭陣列區(qū)域中的多個鰭陣列中的每一個鰭陣列都包括2個鰭。

所述的二極管還包括位于所述鰭陣列區(qū)域中的多個鰭陣列之間的一個或多個淺溝槽隔離(STI)部件。

另一方面，本發(fā)明提供了一種雙極結(jié)型晶體管(BJT)，包括：半導(dǎo)體襯底，具有位于隔離鰭區(qū)域中的多個鰭和位于鰭陣列區(qū)域中的多個鰭陣列；淺溝槽隔離(STI)部件，側(cè)面圍繞所述隔離鰭區(qū)域中的多個鰭；位于所述隔離鰭區(qū)域中的n阱，該n阱部分地位于所述STI部件下方；位于所述隔離鰭區(qū)域中的p阱，該p阱位于所述n阱下方并且該p阱的最小厚度為35nm；位于所述鰭陣列區(qū)域中的p阱，該p阱的p阱深度大于所述隔離鰭區(qū)域中的n阱深度，并且該p阱與位于所述隔離鰭區(qū)域中的p阱相連；一個或多個STI部件，位于所述鰭陣列區(qū)域中的鰭陣列之間；在側(cè)面圍繞位于所述鰭陣列區(qū)域中的p阱的n阱；以及位于所述鰭陣列區(qū)域中的p阱和n阱下方的深n阱，所述深n阱與所述鰭陣列區(qū)域中的所述n阱相連，其中，所述隔離鰭區(qū)域中的所述STI部件的深度大于所述鰭陣列區(qū)域中的所述STI部件的深度。

在所述的BJT中，位于所述隔離鰭區(qū)域中的n阱是二極管的負(fù)接線端，而位于所述鰭陣列中的p阱是所述二極管的正接線端。

在所述的BJT中，位于所述隔離鰭區(qū)域中的n阱在所述STI部件之下為約35nm至約100nm。

在所述的BJT中，位于所述隔離鰭區(qū)域中的n阱的最大寬度介于約0.2微米至約5微米之間。