[發(fā)明專利]制造半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 95101855.8
• 申請日: 1995-02-25
• 公開（公告）號: CN1080930C
• 公開（公告）日: 2002-03-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 埃道德·Ｄ·德弗里薩特;約翰·Ｗ·斯蒂爾;Ｎ·戴維·西奧多
• 申請（專利權(quán)）人: 摩托羅拉公司
• 主分類號: H01L21/324
• 分類號: H01L21/324
• 代理公司: 中國國際貿(mào)易促進委員會專利商標(biāo)事務(wù)所
• 代理人: 王以平

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，特別是涉及改變某些半導(dǎo)體層晶界的取向。

一種在半導(dǎo)體工業(yè)和在模擬射頻(RF)器件工業(yè)中特別有用的器件是外延基區(qū)雙極晶體管。在某些結(jié)構(gòu)中，外延基區(qū)雙極晶體管包括由鄰近多晶硅部分的外延部分組成的基區(qū)。一種晶體的“晶界”存在于多晶部分和基區(qū)的外延部分之間的界面處。晶界有一個特別的取向。這種取向的特性對器件的基區(qū)電阻(Rb)有著明顯的影響。本領(lǐng)域技術(shù)人員眾所周知，對射頻器件來說，基區(qū)電阻影響重要的特性參數(shù)，例如，功率增益和噪聲數(shù)值。故希望把Rb減到最小。

因此，本發(fā)明的目的是提供一種有于影響或改變半導(dǎo)體層中晶界取向的方法，以便有利地影響器件的基區(qū)電阻。本發(fā)明的目的特別是用于定向外延基區(qū)雙極晶體管基區(qū)中晶界的取向，以便有利地影響Rb。

本發(fā)明的制造半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的方法，包括下列步驟：設(shè)置底層結(jié)構(gòu)，包括外延區(qū)和相鄰的隔離區(qū)，該外延區(qū)與隔離區(qū)在界面處相接；以及在底層結(jié)構(gòu)上面形成半導(dǎo)體層，半導(dǎo)體層包括起源于界面處的晶界，該晶界有一個取向，該方法的特征是：通過退火該晶界來改變晶界方向而不移動晶界起點，從而改變晶界的取向。

可以利用本發(fā)明的方法根據(jù)所需特性調(diào)整外延基區(qū)雙極晶體管中晶界的取向，從而可以影響基區(qū)電阻，起到控制晶體管特性參數(shù)的效果。

圖1是外延基區(qū)雙極晶體管的一部分的剖面圖。

圖2-5是表示制造過程的各步驟中一種外延基區(qū)雙極晶體管一部分的剖面圖。

圖6-8是表示按照另一種制造方法制造的各步驟中外延基區(qū)雙極晶體管的一部分的剖面圖。

圖9-11是表示按照又一種制造方法的各工藝步驟中外延基區(qū)雙極晶體管的一部分的剖面圖。

圖1是外延基區(qū)雙極晶體管的一部分的剖面圖。圖1表示按照本發(fā)明優(yōu)選的方法制造的結(jié)構(gòu)，特別表示了本說明書前述部分略述的Rb。圖1描述的外延基區(qū)雙極晶體管10包括外延集電區(qū)部分11。通過形成Locos(硅的局部氧化)氧化隔離區(qū)13、14限定一個通常朝向如箭頭12所示的器件中心的有源區(qū)。隔離區(qū)13、14與外延集電區(qū)部分11共同構(gòu)成底層結(jié)構(gòu)16。為了提供器件的基區(qū)，在底層結(jié)構(gòu)16的上面淀積未摻雜的(也稱為本征的)半導(dǎo)體層17。典型地，采用眾所周知的低溫外延(LTE)技術(shù)進行淀積。在本申請中，利用硅烷和氫氣的混合物在800℃由減壓化學(xué)汽相淀積技術(shù)(RPCVD)淀積未摻雜的硅。當(dāng)?shù)矸e未摻雜的半導(dǎo)體層17時，會有一外延部分18形成在外延集電極部分11上面，同時，多晶硅部分19、20將要分別形成在LOCOS隔離部分13、14上面。

接著，按著典型方法，用LTE技術(shù)淀積就地?fù)诫s基區(qū)層21。這層可能是用硼作為P型雜質(zhì)摻雜的硅或者硅鍺合金。通過把鍺烷和乙硼烷氣體加入硅烷和氫氣中，在RPCVD生長過程中把鍺和硼摻進該膜中。典型的硼濃度范圍為10¹⁸-10¹⁹原子/cm³，鍺含量在10-20％原子/cm³范圍內(nèi)。如圖所示，在形成非摻雜層17之后緊接著相對于多晶硅部分和外延部分形成基區(qū)層21。然后，把層21中的摻雜劑擴散到未摻雜層17中，這兩層共同作為基區(qū)。????

其次，形成通常由箭頭24表示的“發(fā)射區(qū)疊層”。發(fā)射區(qū)疊層包括限定發(fā)射極接觸區(qū)27的氧化隔離層25、26。形成在發(fā)射極接觸區(qū)27處與有源區(qū)12接觸的多晶硅發(fā)射極28。由氮化物部分29、30把部分多晶硅發(fā)射極28和有源區(qū)12隔開。此外，沿發(fā)射區(qū)疊層24的兩側(cè)設(shè)置例壁隔離層32、33，該隔離層分別由TEOS隔離部分34、35和氮化物側(cè)壁36、37組成。隔離層32、33分別將基區(qū)接觸區(qū)22、23與有源區(qū)12隔離，并且為摻雜提供掩模和必要的對準(zhǔn)。

在形成發(fā)射區(qū)疊層24之前，對于一個典型的器件，可以把一薄層發(fā)射區(qū)摻雜劑(如砷)朝著有源區(qū)12的中心注入到基區(qū)層21中。

圖1的結(jié)構(gòu)具有與按照本發(fā)明方法有關(guān)的具體特征。如前所述，對器件特性有重要影響的一個特性參數(shù)是Rb。參看圖1，對Rb起主要作用的是Rbx1和Rbx2。Rbx1是位于多晶硅區(qū)19端部和發(fā)射極接觸區(qū)27之間的層21和17中外延部分的電阻，如圖1所示。Rbx2是位于發(fā)射區(qū)疊層之下的層21和17中多晶硅部分的電阻，如圖1所示。