[發明專利]自對準與非自對準的異質接面雙極晶體管的共同整合

有效

• 申請號: 201710650270.0
• 申請日: 2017-08-02
• 公開（公告）號: CN107680966B
• 公開（公告）日: 2021-06-01
• 發明（設計）人: V·賈殷;劉豈之
• 申請（專利權）人: 格芯(美國)集成電路科技有限公司
• 主分類號: H01L27/082
• 分類號: H01L27/082;H01L29/737;H01L21/8222
• 代理公司: 北京戈程知識產權代理有限公司 11314
• 代理人: 程偉;王錦陽

本發明涉及自對準與非自對準的異質接面雙極晶體管的共同整合，是關于半導體結構，且更特別的是，關于自對準與非自對準的異質接面雙極晶體管的共同整合和制法。該結構包括在相同晶圓上以不同外延基極分布整合的至少兩個異質接面雙極晶體管(HBT)裝置。該至少兩個HBT裝置中的第二裝置的本質基極外延是用作該至少兩個HBT裝置中的第一裝置的外質基極。

技術領域

本發明是有關于半導體結構，且更特別的是，有關于自對準與非自對準的異質接面雙極晶體管的共同整合和制法。

背景技術

異質接面雙極晶體管(HBT)為一種雙極接面晶體管(BJT)，其于發射極和基極區或于基極和集電極區是使用不同的半導體材料，由此建立異質接面。HBT可處理極高頻率的訊號，達數百GHz。HBT常使用于射頻(RF)系統，以及需要高功率效率的應用，例如手機中的RF功率放大器。

由于不同的優化要求，有極優良低噪聲放大器(LNA)和極優良功率放大器(PA)硅鍺HBT的BiCMOS技術難以在同一個晶圓上整合。例如，LNA裝置需要高電流增益beta，低Rb(基極電阻)及低Ccb(集電極-基極電容)用于低噪聲指數(NF)及高增益。自對準發射極/基極整合方案用于LNA為較佳，因為它產生較低的Rb及較低的Ccb。在LNA技術中，通常使用產生高Rb及高基極電流(低beta)的植入外質基極結構。另一方面，PA裝置需要低Cbe(基極-發射極電容)及高BVceo(就給定beta而言)。在此等PA實作中，需要寬發射極且發射極-基極的自對準不是必要的。因此，在當前整合方案中，只能優化一個裝置的效能，而另一裝置的效能大多受限。

發明內容

在本發明的態樣中，一種結構，其包含在相同晶圓上以不同外延(epitaxial)基極分布整合的至少兩個異質接面雙極晶體管(HBT)裝置。該至少兩個HBT裝置中的第二裝置的本質基極外延是用作該至少兩個HBT裝置中的第一裝置的外質基極。

在本發明的態樣中，一種結構，其包含：形成于襯底上的第一異質接面雙極晶體管(HBT)裝置，以及形成于該襯底上的第二HBT裝置。該第一HBT裝置包含：由該襯底形成的集電極區；有形成于該集電極區上方開口中的第一分布的自對準外延基極；以及鄰近該外延基極具有該第一分布的自對準發射極區。該第二HBT裝置包含：由該襯底形成的集電極區；有與該第一分布不同的第二分布的外延基極，其形成于該集電極區上方的開口中；以及鄰近該外延基極具有該第二分布的發射極區。

在本發明的態樣中，一種方法，其包含下列步驟：以非選擇性外延成長用于第一裝置的第一硅鍺基極；成長用于第二裝置的第二硅鍺基極，該第一硅鍺基極及該第二硅鍺基極有不同的基極分布；形成用于該第一裝置的發射極窗口及底切(undercut)于該第一硅鍺基極上面；使外質基極在該底切內連結至用于第一裝置的本質基極；形成用于該第二裝置的發射極窗口；以及同時形成用于該第一裝置及該第二裝置的發射極。

附圖說明

以下用本發明的示范具體實施例的非限定性實施例，以參考多個圖示的方式描述本發明。

圖1根據本發明的態樣表示起始結構和各個制程。

圖2根據本發明的態樣表示第一裝置的基極區的開口和各個制程。

圖3根據本發明的態樣表示除數個其他材料層的外在開口內的基極材料和各個制程。

圖4根據本發明的態樣表示第二裝置的基極區的基極開口及間隔體形成和各個制程。

圖5根據本發明的態樣表示除數個其他層的外在第二裝置的開口內的基極材料和各個制程。

圖6根據本發明的態樣表示第一裝置的發射極開口及底切和各個制程。

圖7根據本發明的態樣表示側壁間隔體形成以及在第一裝置的開口中的成長，和第二裝置的發射極開口。

圖8根據本發明的態樣表示第一裝置及第二裝置的發射極和各個制程。