[發明專利]半導體結構及其形成方法

在審

• 申請號: 201410686031.7
• 申請日: 2014-11-25
• 公開（公告）號: CN104733517A
• 公開（公告）日: 2015-06-24
• 發明（設計）人: 蔡勁;陳國仕;寧德雄;姚正邦
• 申請（專利權）人: 國際商業機器公司
• 主分類號: H01L29/735
• 分類號: H01L29/735;H01L29/06;H01L21/336
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所 11247
• 代理人: 賀月嬌;于靜

技術領域

本申請涉及半導體結構及其形成方法。更具體地說，本申請涉及具有完全屏蔽的本征基極(intrinsic?base)半導體材料部的絕緣體上半導體(SOI)橫向雙極型晶體管及其形成方法。

背景技術

雙極結型晶體管一般在高要求的模擬電路類型中，尤其是在用于高頻應用的模擬電路中被發現。例如，雙極結型晶體管可在用于無線通信系統的射頻集成電路(RFIC)，要求高功率效率的集成電路(例如蜂窩電話中的功率放大器)，以及其它類型的高速集成電路中被發現。雙極結型晶體管可在雙極型互補金屬氧化物半導體(BiCMOS)集成電路中與互補金屬氧化物半導體(CMOS)場效應晶體管結合，其中BiCMOS集成電路同時利用兩種晶體管類型的有利特性。

諸如垂直雙極型晶體管的常規雙極結型晶體管包括三個半導體區域，即發射極區域、基極區域和集電極區域。一般而言，雙極結型晶體管包括p-n結的對，即，發射極-基極結以及集電極-基極結。異質結雙極型晶體管(HBT)是一種雙極結型晶體管，它采用具有不等帶隙的至少兩種半導體材料以用于發射極/集電極和基極區域，從而形成異質結。

隨著絕緣體上半導體(SOI)技術的出現，已開發出創新性的薄基極橫向雙極型晶體管。在現有技術的SOI橫向雙極型晶體管中，直接位于輕摻雜本征基極下方的SOI襯底的掩埋氧化物層中可能發生電荷累積(build-up)。此類結構的掩埋氧化物層內的電荷累積可改變器件特性。例如，SOI橫向雙極型晶體管的掩埋氧化物層內的電荷累積可改變器件集電極電流。因此，需要提供其中防止此類結構的掩埋氧化物層內的電荷累積發生的SOI橫向雙極型晶體管。

發明內容

提供包括本征基極半導體材料部的橫向SOI雙極型晶體管結構，其中本征基極的所有表面不形成與集電極半導體材料部或發射極半導體材料部的界面，所述橫向SOI雙極型晶體管結構包含非本征基極(extrinsic?base)半導體材料部。每個非本征基極半導體材料部與本征基極半導體材料部具有相同的導電類型，但是每個非本征基極半導體材料部具有高于本征基極半導體材料部的摻雜劑濃度。本申請的橫向SOI雙極型晶體管的本征基極半導體材料部不具有任何與周圍絕緣體材料層的界面。因此，周圍絕緣體材料層中的任何潛在的電荷累積都被非本征基極半導體材料部屏蔽。

在本申請的一方面，提供一種半導體結構。在本申請的一個實施例中，所述半導體結構可包括位于絕緣體層的頂上的至少一個第一橫向雙極型晶體管，其包括第一導電類型的本征基極半導體材料部。第一導電類型的所述本征基極半導體材料部具有最下表面、最上表面、以及在寬度方向上取向的兩個垂直側壁(它還包括在非寬度方向上取向的兩個垂直側壁)。第一導電類型的第一水平半導體材料部位于第一導電類型的所述本征基極半導體材料部的所述最下表面與所述絕緣體層的最上表面之間。第一導電類型的第二水平半導體材料部直接位于第一導電類型的所述本征基極半導體材料部的所述最上表面上。第一導電類型的第一側壁半導體材料部位于第一導電類型的所述本征基極半導體材料部的在所述寬度方向上取向的一個垂直側壁處，并且第一導電類型的第二側壁半導體材料部位于第一導電類型的所述本征基極半導體材料部的在所述寬度方向上取向的另一個垂直側壁處。根據本申請，第一導電類型的所述第一水平半導體材料部、第一導電類型的所述第二水平半導體材料部、以及第一導電類型的所述第一和第二側壁半導體材料部中的每一者具有高于第一導電類型的所述本征基極半導體材料部的摻雜劑濃度。