[發(fā)明專利]雙極結型晶體管(BJT)及其形成方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011067688.7
• 申請日: 2020-09-30
• 公開（公告）號: CN112750900A
• 公開（公告）日: 2021-05-04
• 發(fā)明（設計）人: 郭俊聰;盧玠甫
• 申請（專利權）人: 臺灣積體電路制造股份有限公司
• 主分類號: H01L29/737
• 分類號: H01L29/737;H01L29/06;H01L29/10;H01L21/331
• 代理公司: 北京德恒律治知識產(chǎn)權代理有限公司 11409
• 代理人: 章社杲;李偉

本發(fā)明的各個實施例針對用于形成雙極結型晶體管(BJT)的方法。介電膜沉積在襯底上方，并且包括下介電層、上介電層以及位于下介電層和上介電層之間的中間介電層。第一半導體層沉積在介電膜上方，并且隨后圖案化以形成暴露介電膜的開口。穿過開口對上介電層實施第一蝕刻，以將開口延伸至中間介電層。此外，第一蝕刻停止在中間介電層上，并且橫向底切第一半導體層。實施額外的蝕刻以將開口延伸至襯底。下基極結構和發(fā)射極形成為堆疊在開口中并且填充開口，并且圖案化第一半導體層以形成上基極結構。本申請的實施例還涉及雙極結型晶體管(BJT)。

技術領域

本發(fā)明的實施例涉及雙極結型晶體管(BJT)及其形成方法。

背景技術

雙極結型晶體管(BJT)通常用于高頻應用的數(shù)字和模擬集成電路(IC)器件中。BJT包括共享稱為基極的陰極或陽極區(qū)域的兩個p-n結?；鶚O將分別稱為發(fā)射極和集電極的兩個區(qū)域分隔開。發(fā)射極和集電極具有相同的摻雜類型，并且具有與基極相反的摻雜類型。根據(jù)基極、集電極和發(fā)射極的摻雜類型，BJT可以是NPN BJT或PNP BJT。

發(fā)明內(nèi)容

本申請的一些實施例提供了一種雙極結型晶體管(BJT)，包括：襯底；介電膜，位于所述襯底上面并且包括下介電層、上介電層以及位于所述下介電層和所述上介電層之間的中間介電層；下基極結構，位于所述中間介電層上面并且穿過所述中間介電層和所述下介電層突出至所述襯底；上基極結構，位于所述下基極結構上面，其中，所述下基極結構和所述上基極結構是不同的半導體并且在異質(zhì)結處接觸；以及發(fā)射極，位于所述上基極結構上面并且延伸穿過所述上基極結構至所述下基極結構。

本申請的另一些實施例提供了一種雙極結型晶體管(BJT)，包括：半導體襯底；介電膜，位于所述半導體襯底上面；下基極結構，嵌入在所述介電膜中并且接觸所述半導體襯底；上基極結構，位于所述下基極結構和所述介電膜上面，其中，所述上基極結構從所述介電膜的頂面至所述介電膜的側(cè)壁包裹所述介電膜的頂角，其中，所述上基極結構沿著所述介電膜的側(cè)壁延伸至所述下基極結構，并且其中，所述下基極結構和上基極結構是不同的半導體；以及發(fā)射極，延伸穿過所述上基極結構至所述下基極結構。

本申請的又一些實施例提供了一種形成雙極結型晶體管(BJT)的方法，所述方法包括：在襯底上面沉積包括下介電層、上介電層以及位于所述下介電層和所述上介電層之間的中間介電層的膜；在所述膜上方沉積第一半導體層；圖案化所述第一半導體層以形成暴露所述膜的開口；穿過所述開口對所述上介電層實施第一蝕刻，以將所述開口延伸至所述中間介電層，其中，所述第一蝕刻停止在所述中間介電層上并且橫向底切所述第一半導體層；實施至少一個額外的蝕刻以將所述開口延伸至所述襯底；形成堆疊在所述開口中并且填充所述開口的下基極結構和發(fā)射極，其中，所述下基極結構和所述發(fā)射極是半導體；以及圖案化所述第一半導體層以形成上基極結構。

附圖說明

當結合附圖進行閱讀時，從以下詳細描述可最佳理解本發(fā)明的各個方面。應該指出，根據(jù)工業(yè)中的標準實踐，各個部件未按比例繪制。實際上，為了清楚的討論，各個部件的尺寸可以任意地增大或減小。

圖1示出了包括多層基極介電膜的雙極結型晶體管(BJT)的一些實施例的截面圖。

圖2A和圖2B示出了圖1的BJT的一些不同實施例的頂視布局圖。

圖3A至圖3E示出了圖1的BJT的一些不同的可選實施例的截面圖。

圖4A和圖4B示出了圖1的BJT的一些實施例的截面圖，其中BJT位于體半導體襯底上。

圖5A和圖5B示出了圖4A和圖4B的BJT的一些可選實施例的截面圖，其中BJT位于絕緣體上半導體(SOI)襯底上。

圖6示出了包括多個BJT的集成電路(IC)芯片的一些實施例的截面圖，其中多個BJT共享多層基極介電膜并且被互連結構覆蓋。