[發明專利]雙極晶體管、半導體器件和雙極晶體管的形成方法

有效

• 申請號: 201310222181.8
• 申請日: 2013-06-05
• 公開（公告）號: CN104217945B
• 公開（公告）日: 2017-05-17
• 發明（設計）人: 李勇
• 申請（專利權）人: 中芯國際集成電路制造（上海）有限公司
• 主分類號: H01L21/331
• 分類號: H01L21/331;H01L29/73;H01L29/08;H01L29/10;H01L27/06
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司11227
• 代理人: 駱蘇華

1.一種雙極晶體管的形成方法，其特征在于，包括：

提供襯底，在所述襯底上形成有絕緣層、位于所述絕緣層上的納米線，定義所述納米線兩端之間的部分長度納米線為中區；

去除所述中區下部分厚度的絕緣層形成鏤空區；

在形成所述鏤空區后，對所述納米線進行第一類型雜質摻雜，形成集電區；

在所述中區表面形成環繞所述集電區的基區，在所述基區中摻雜有第二類型雜質，所述第二類型雜質的類型與第一類型雜質的類型相反；

在部分長度基區表面形成環繞基區的發射區，在所述發射區中摻雜有第一類型雜質。

2.如權利要求1所述的形成方法，其特征在于，所述去除中區下部分厚度的絕緣層的方法為：使用濕法刻蝕法，刻蝕去除所述中區下部分厚度的絕緣層。

3.如權利要求1所述的形成方法，其特征在于，在去除所述中區下部分厚度的絕緣層形成鏤空區之前，還包括：去除未被所述納米線覆蓋的部分厚度絕緣層。

4.如權利要求3所述的形成方法，其特征在于，所述去除未被納米線覆蓋的部分厚度絕緣層的方法為各向異性濕法刻蝕法。

5.如權利要求1所述的形成方法，其特征在于，所述對納米線進行第一類型雜質摻雜的方法包括：

形成圖形化的掩模層，所述圖形化的掩模層定義納米線的位置；

以所述圖形化的掩模層為掩模，對所述納米線進行第一類型雜質的離子注入；

去除圖形化的掩模層。

6.如權利要求1所述的形成方法，其特征在于，所述在中區表面形成環繞所述集電區的基區的方法包括：

熱氧化所述納米線，形成包圍納米線的第一氧化硅層；

去除包圍所述中區的第一氧化硅層；

以剩余第一氧化硅層為阻擋層，在所述中區表面外延生長第一半導體材料，在外延生長第一半導體材料時還原位摻雜第二類型雜質。

7.如權利要求6所述的形成方法，其特征在于，所述在部分長度基區表面形成環繞基區的發射區的方法，包括：

熱氧化全部基區，形成包圍全部基區、剩余第一氧化硅層的第二氧化硅層；

去除所述部分長度基區表面的第二氧化硅層；

以剩余第二氧化硅層為阻擋層，在所述部分長度基區表面外延生長第二半導體材料，在外延生長第二半導體材料過程中原位摻雜第一類型雜質。

8.如權利要求1所述的形成方法，其特征在于，所述襯底為絕緣體上硅襯底，所述絕緣體上硅襯底包括底部硅層、位于所述底部硅層上的絕緣層和位于所述絕緣層上的頂部硅層；

圖形化所述頂部硅層形成納米線。

9.如權利要求1所述的形成方法，其特征在于，所述基區和發射區的材料為硅、鍺硅、碳硅或砷化鎵。

10.如權利要求1所述的形成方法，其特征在于，在形成所述發射區后，還包括：

形成層間介質層，所述層間介質層覆蓋剩余絕緣層、集電區、基區和發射區，填充鏤空區；

在所述層間介質層中形成連接所述發射區的第一插塞、連接未被所述發射區環繞的基區部分的第二插塞、連接所述中區兩側的集電區部分的第三插塞。

11.如權利要求10所述的形成方法，其特征在于，在形成環繞部分長度基區的發射區時，還在所述中區兩側的部分或全部集電區表面形成摻雜有第一類型雜質的集電極，所述第三插塞與所述集電極電連接。

12.如權利要求10所述的形成方法，其特征在于，所述襯底包括第一區和第二區，所述第一區用于形成具有全包圍柵極的場效應晶體管，所述第二區用于形成雙極晶體管；

所述納米線與所述場效應晶體管的納米線在同一步驟中形成；

所述鏤空區與所述場效應晶體管的鏤空區在同一步驟中形成；

所述集電區與所述場效應晶體管的溝道區在同一步驟中形成；

所述基區與所述溝道區兩側的納米線表面的源漏材料層在同一步驟中形成；

所述第二插塞與所述場效應晶體管的源極、漏極上的導電插塞在同一步驟中形成。