[發(fā)明專利]半導(dǎo)體器件

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 99105780.5
• 申請(qǐng)日: 1999-04-15
• 公開（公告）號(hào): CN1232299A
• 公開（公告）日: 1999-10-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鈴木久滿
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 日本電氣株式會(huì)社
• 主分類號(hào): H01L29/72
• 分類號(hào): H01L29/72
• 代理公司: 中原信達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司
• 代理人: 穆德駿,余朦

本發(fā)明涉及包含雙極晶體管的半導(dǎo)體器件，特別是涉及包含自對(duì)準(zhǔn)型多發(fā)射極雙極晶體管的半導(dǎo)體器件的結(jié)構(gòu)。

隨著如移動(dòng)電話或PHS(個(gè)人手持式電話系統(tǒng))這樣的移動(dòng)通信設(shè)備或計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的驚人發(fā)展，人們熱切地尋求高性能和廉價(jià)的雙極晶體管，以便實(shí)現(xiàn)高速和低成本的通信電路。

一種有希望的途徑是應(yīng)用具有由多晶Si(多晶硅)形成的發(fā)射極和基極引線電極的自對(duì)準(zhǔn)型雙極晶體管，如Itoh等人在IEEE?1992?BipolarCircuits?and?Technology?Meeting(雙極電路和技術(shù)會(huì)議)會(huì)刊的“Optimization?of?shallow?and?deep?trench?isolation?structures?for?ultra-high-speed?bipolar?LSIs”(用于超高速雙極LSI的淺槽和深槽隔離結(jié)構(gòu)的優(yōu)化)，pp.104-107中所描述的。

圖11A示出這種類型的雙極晶體管的常規(guī)例子(以下稱為第一常規(guī)實(shí)例)的平面布局圖，沿圖11A的F-F’線所作的其剖面圖示于圖11B中。

在圖11A和11B的第一常規(guī)實(shí)例中，n+型埋層202被選擇形成在p型Si襯底201上，并且n型外延層203形成在該埋層202上，從而在被第一元件隔離膜204包圍的區(qū)中制成雙極晶體管。

非本征基區(qū)213、本征基區(qū)214和用于引出n+型埋層202的集電極引線區(qū)206形成在由第二元件隔離膜205包圍的區(qū)中。非本征基區(qū)213由用多晶Si制成的基極引線電極209引出，而發(fā)射區(qū)215由也是由多晶Si制成的發(fā)射極引線電極212引出。基極引線電極209和發(fā)射極引線電極212被第一和第二隔離膜210和211相互隔離。集電極引線區(qū)206、發(fā)射極引線電極212和基極引線電極209通過(guò)相應(yīng)的一個(gè)接觸栓塞218a、218b和218c各自連接到集電極布線219a、發(fā)射極布線219b和基極布線219c上，所述各接觸栓塞穿過(guò)層間絕緣膜217而形成。

在圖11B中，基極擴(kuò)散寬度a、集電極-基極極隔離長(zhǎng)度b和兩個(gè)布線之間的分離長(zhǎng)度c被設(shè)計(jì)成工藝因素所允許的相應(yīng)的最小值。

上述自對(duì)準(zhǔn)型雙極晶體管的結(jié)構(gòu)是考慮下列因素而確定的。

1)為改善雙極晶體管的性能，通常使其發(fā)射極/基極形成區(qū)的面積最小化是有效的。為此，圖11B的基極擴(kuò)散寬度a應(yīng)被做得盡可能窄，以便使發(fā)射極/基極形成區(qū)208的尺寸最小化。

2)只要它長(zhǎng)于由集電極-基極擊穿電壓確定的隔離長(zhǎng)度，圖11B的集電極-基極隔離長(zhǎng)度b就應(yīng)盡可能小，以便減小雙極晶體管的寄生電容，并且該長(zhǎng)度b通常被設(shè)計(jì)成工藝因素所允許的最小值。

3)發(fā)射極和集電極的電極布線寬度應(yīng)盡可能寬，以便提高其中流動(dòng)的導(dǎo)通電流為幾mA到幾個(gè)10mA的自對(duì)準(zhǔn)型雙極晶體管的布線可靠性。

由于這些原因，當(dāng)發(fā)射極布線219b和基極布線219c之間的間隔被設(shè)置為具有最小長(zhǎng)度c時(shí)，基極布線219c的接觸栓塞218c不能直接形成在非本征基區(qū)213上，并應(yīng)被定位在第二元件隔離膜205上，以便通過(guò)沿第二元件隔離膜205的表面形成的基極引線電極209將其間接地連接到非本征基區(qū)213上。

為提高自對(duì)準(zhǔn)型雙極晶體管的高頻性能，應(yīng)使最大振蕩頻率fmax較高，而該最大振蕩頻率fmax與基極電阻成反比。因此，在發(fā)射極電極的兩側(cè)具有兩個(gè)基極電極的結(jié)構(gòu)常被用于降低基極電阻，代替如圖11A和11B所示的具有用于每個(gè)發(fā)射極、集電極和基極的一個(gè)電極的基本結(jié)構(gòu)。此外，具有一個(gè)以上發(fā)射極/基極形成區(qū)的多發(fā)射極結(jié)構(gòu)有時(shí)被用于增大自對(duì)準(zhǔn)型雙極晶體管的電流容量。

作為第二常規(guī)實(shí)例，參照?qǐng)D12A和12B簡(jiǎn)要描述具有多發(fā)射極結(jié)構(gòu)的自對(duì)準(zhǔn)型雙極晶體管，該多發(fā)射極結(jié)構(gòu)在每個(gè)發(fā)射極兩側(cè)的范圍內(nèi)帶有基極電極。圖12A示出第二常規(guī)實(shí)例的多發(fā)射極雙極晶體管的平面布局圖，沿G-G’線所作的其剖面圖示于圖12B中。

如圖12A所示，用于發(fā)射極、集電極和基極電極的接觸孔從G-G’線的左側(cè)到右側(cè)按集電極-基極-發(fā)射極-基極-集電極-基極-發(fā)射極-基極-集電極的順序排列，并且各電極的接觸栓塞218a、218b和218c直線對(duì)準(zhǔn)。