專利名稱：帶有隔離氧化層的側(cè)向雙極晶體管及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種帶有隔離氧化層的側(cè)向雙極晶體管及其制備方法。
背景技術(shù)：
雙極晶體管是由兩個(gè)背靠背PN結(jié)構(gòu)成，是具有電流放大作用的晶體三極管，主要包括基區(qū)、發(fā)射區(qū)和收集區(qū)。常規(guī)結(jié)構(gòu)雙極晶體管的收集區(qū)面積大，導(dǎo)致器件的收集區(qū)寄生電容大，影響器件的性能。同時(shí)，收集區(qū)面積大也會(huì)增大輻照對(duì)于器件的影響，進(jìn)一步損害器件的性能
發(fā)明內(nèi)容

為了克服上述的缺陷，本發(fā)明提供一種收集區(qū)面積更小的帶有隔離氧化層的側(cè)向雙極晶體管及其制備方法。為達(dá)到上述目的，一方面，本發(fā)明提供一種帶有隔離氧化層的側(cè)向雙極晶體管，所述晶體管包括第一導(dǎo)電類型的發(fā)射區(qū)，位于所述發(fā)射區(qū)側(cè)面的本征基區(qū)，位于所述本征基區(qū)側(cè)面的收集區(qū)，位于所述發(fā)射區(qū)上方的發(fā)射區(qū)介質(zhì)層，位于所述發(fā)射區(qū)介質(zhì)層上方的外基區(qū)，位于外基區(qū)上方的基區(qū)介質(zhì)層，以及位于襯底上方的襯底復(fù)合介質(zhì)層；所述襯底復(fù)合介質(zhì)層包括位于襯底上的氧化娃層和位于所述氧化娃層上的氮化娃層；所述本征基區(qū)位于襯底復(fù)合介質(zhì)層的上方；所述收集區(qū)位于襯底復(fù)合介質(zhì)層的上方。特別是，所述本征基區(qū)的材料為硅、鍺硅或鍺硅碳。另一方面，本發(fā)明提供一種帶有隔離氧化層的側(cè)向雙極晶體管制備方法，所述方法包括下述步驟3.1在襯底上依次形成第一氧化硅層、第一氮化硅層和第二氧化硅層；去除部分第一氧化娃層、第一氮化娃層和第二氧化娃層形成窗口，在窗口內(nèi)米用外延工藝制備單晶硅層，形成發(fā)射區(qū)；在所述發(fā)射區(qū)上制備隔離氧化層，形成發(fā)射區(qū)介質(zhì)層；3. 2去除所述第二氧化硅層；在暴露的發(fā)射區(qū)側(cè)面和上面圖形外延一層外延層，對(duì)所述外延層進(jìn)行原位摻雜；3. 3在所得結(jié)構(gòu)上淀積第三氧化層，然后平坦化，暴露出外延層的上表面；3. 4在所得結(jié)構(gòu)上淀積第二氮化硅層，在所述第二氮化硅層上對(duì)應(yīng)外延層處開(kāi)窗口，暴露出所述外延層的上表面；3. 5在所得結(jié)構(gòu)上淀積外基區(qū)多晶層，對(duì)所述外基區(qū)多晶層進(jìn)行摻雜；淀積第三氮化娃層；3. 6依次去除部分第三氮化硅層、外基區(qū)多晶層和第二氮化硅層，保留的第三氮化硅層、外基區(qū)多晶層和第二氮化硅層形成外基區(qū)，位于發(fā)射區(qū)側(cè)面的外延層形成本征基區(qū)；在所述外基區(qū)側(cè)面制備側(cè)墻；3. 7以側(cè)墻為掩蔽去除第三氧化硅層，形成集電區(qū)；3. 8制備孔，引出金屬電極線，形成基極、發(fā)射極和收集極，表面鈍化。
特別是，步驟3.1中在所述發(fā)射區(qū)上制備隔離氧化層采用的是注氧工藝。特別是，步驟3. 2中圖形外延形成的外延層為硅層、鍺硅層或鍺硅碳。特別是，步驟3. 7中形成集電區(qū)所采用的方法為選擇外延。本發(fā)明帶有隔離氧化層的側(cè)向雙極晶體管的本征基區(qū)位于發(fā)射區(qū)的側(cè)面、收集區(qū)位于本征基區(qū)的側(cè)面，利用這種側(cè)向結(jié)構(gòu)有效地減小了收集區(qū)的面積，降低了器件的收集區(qū)寄生電容，有助于減少輻照對(duì)于器件的影響。結(jié)構(gòu)合理，器件性能良好。本發(fā)明帶有隔離氧化層的側(cè)向雙極晶體管的制備方法利用現(xiàn)有技術(shù)條件實(shí)現(xiàn)了本發(fā)明帶有隔離氧化層的側(cè)向雙極晶體管，工藝步驟簡(jiǎn)明，對(duì)設(shè)備等技術(shù)條件要求低，適于大規(guī)模的產(chǎn)線生產(chǎn)。所制備得到的側(cè)向雙極晶體管收集區(qū)面積小，器件性能優(yōu)良。


圖1 圖6為本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合說(shuō)明書(shū)附圖和優(yōu)選實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做詳細(xì)描述。本發(fā)明帶有隔離氧化層的側(cè)向雙極晶體管包括第一導(dǎo)電類型的發(fā)射區(qū)，位于發(fā)射區(qū)側(cè)面的本征基區(qū)，位于本征基區(qū)側(cè)面的收集區(qū)，位于發(fā)射區(qū)上方的發(fā)射區(qū)介質(zhì)層，位于發(fā)射區(qū)介質(zhì)層上方的外基區(qū)，位于外基區(qū)上方的基區(qū)介質(zhì)層，以及位于襯底上方的襯底復(fù)合介質(zhì)層。襯底復(fù)合介質(zhì)層包括位于襯底上的氧化硅層和位于氧化硅層上的氮化硅層。本征基區(qū)位于襯底復(fù)合介質(zhì)層的上方；收集區(qū)位于襯底復(fù)合介質(zhì)層的上方。其中，本征基區(qū)的材料可以為硅、鍺硅或鍺硅碳。優(yōu)選實(shí)施例一如圖1所不，在襯底上依次形成第一氧化娃層、第一氮化娃層和第二氧化娃層，然后去除部分第一氧化娃層、第一氮化娃層和第二氧化娃層形成窗口，在該窗口內(nèi)采用外延工藝制備單晶硅層，形成發(fā)射區(qū)。在發(fā)射區(qū)上制備隔離氧化層，形成發(fā)射區(qū)介質(zhì)層。如圖2所示，去除第二氧化硅層，暴露出第一氮化硅層和一部分發(fā)射區(qū)。在暴露的發(fā)射區(qū)側(cè)面和上面圖形外延一層硅外延層，對(duì)該硅外延層進(jìn)行原位摻雜，形成基區(qū)外延層。如圖3所示，在所得結(jié)構(gòu)上淀積第三氧化層，然后通過(guò)平坦化工藝暴露出外延層的上表面。如圖4所示，在所得結(jié)構(gòu)上淀積第二氮化硅層，在第二氮化硅層上對(duì)應(yīng)外延層處開(kāi)窗口，暴露出外延層的上表面。然后淀積外基區(qū)多晶層，對(duì)外基區(qū)多晶層進(jìn)行摻雜，摻雜量與外延層原位摻雜的量相同。然后淀積第三氮化硅層。如圖5所示，依次光刻刻蝕去除部分第三氮化硅層、外基區(qū)多晶層和第二氮化硅層，保留的第三氮化硅層、外基區(qū)多晶層和第二氮化硅層形成外基區(qū)，位于發(fā)射區(qū)側(cè)面的外延層形成本征基區(qū)。在外基區(qū)側(cè)面制備側(cè)墻。如圖6所示，以側(cè)墻為掩蔽去除第三氧化硅層，形成集電區(qū)。制備孔，引出金屬電極線，形成基極、發(fā)射極和收集極，表面鈍化。優(yōu)選實(shí)施例二 如圖1所不，在襯底上依次形成第一氧化娃層、第一氮化娃層和第
二氧化娃層，然后去除部分第一氧化娃層、第一氮化娃層和第二氧化娃層形成窗口，在該窗口內(nèi)采用外延工藝制備單晶硅層，形成發(fā)射區(qū)。采用注氧工藝在發(fā)射區(qū)上制備隔離氧化層，形成發(fā)射區(qū)介質(zhì)層。如圖2所示，去除第二氧化硅層，暴露出第一氮化硅層和一部分發(fā)射區(qū)。在暴露的發(fā)射區(qū)側(cè)面和上面圖形外延一層鍺硅外延層，對(duì)該鍺硅外延層進(jìn)行原位摻雜，形成基區(qū)外延層。如圖3所示，在所得結(jié)構(gòu)上淀積第三氧化層，然后通過(guò)平坦化工藝暴露出外延層的上表面。如圖4所示，在所得結(jié)構(gòu)上淀積第二氮化硅層，在第二氮化硅層上對(duì)應(yīng)外延層處開(kāi)窗口，暴露出外延層的上表面。然后淀積外基區(qū)多晶層，對(duì)外基區(qū)多晶層進(jìn)行摻雜，摻雜量與外延層原位摻雜的量相同。然后淀積第三氮化硅層。
如圖5所示，依次光刻刻蝕去除部分第三氮化硅層、外基區(qū)多晶層和第二氮化硅層，保留的第三氮化硅層、外基區(qū)多晶層和第二氮化硅層形成外基區(qū)，位于發(fā)射區(qū)側(cè)面的外延層形成本征基區(qū)。在外基區(qū)側(cè)面制備側(cè)墻。如圖6所示，以側(cè)墻為掩蔽去除第三氧化硅層，選擇外延形成集電區(qū)。制備孔，弓丨出金屬電極線，形成基極、發(fā)射極和收集極，表面鈍化。以上，僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求所界定的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種帶有隔離氧化層的側(cè)向雙極晶體管，其特征在于，所述晶體管包括第一導(dǎo)電類型的發(fā)射區(qū)，位于所述發(fā)射區(qū)側(cè)面的本征基區(qū)，位于所述本征基區(qū)側(cè)面的收集區(qū)，位于所述發(fā)射區(qū)上方的發(fā)射區(qū)介質(zhì)層，位于所述發(fā)射區(qū)介質(zhì)層上方的外基區(qū)，位于外基區(qū)上方的基區(qū)介質(zhì)層，以及位于襯底上方的襯底復(fù)合介質(zhì)層；所述襯底復(fù)合介質(zhì)層包括位于襯底上的氧化娃層和位于所述氧化娃層上的氮化娃層；所述本征基區(qū)位于襯底復(fù)合介質(zhì)層的上方；所述收集區(qū)位于襯底復(fù)合介質(zhì)層的上方。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶有隔離氧化層的側(cè)向雙極晶體管，其特征在于，所述本征基區(qū)的材料為娃、錯(cuò)娃或錯(cuò)娃碳。
3.一種帶有隔離氧化層的側(cè)向雙極晶體管制備方法，其特征在于，所述方法包括下述步驟 3.1在襯底上依次形成第一氧化娃層、第一氮化娃層和第二氧化娃層；去除部分第一氧化娃層、第一氮化娃層和第二氧化娃層形成窗口，在窗口內(nèi)米用外延工藝制備單晶娃層，形成發(fā)射區(qū)；在所述發(fā)射區(qū)上制備隔離氧化層，形成發(fā)射區(qū)介質(zhì)層； 3.2去除所述第二氧化硅層；在暴露的發(fā)射區(qū)側(cè)面和上面圖形外延一層外延層，對(duì)所述外延層進(jìn)行原位摻雜； 3.3在所得結(jié)構(gòu)上淀積第三氧化層，然后平坦化，暴露出外延層的上表面； 3.4在所得結(jié)構(gòu)上淀積第二氮化硅層，在所述第二氮化硅層上對(duì)應(yīng)外延層處開(kāi)窗口，暴露出所述外延層的上表面； 3.5在所得結(jié)構(gòu)上淀積外基區(qū)多晶層，對(duì)所述外基區(qū)多晶層進(jìn)行摻雜；淀積第三氮化娃層; 3.6依次去除部分第三氮化硅層、外基區(qū)多晶層和第二氮化硅層，保留的第三氮化硅層、外基區(qū)多晶層和第二氮化硅層形成外基區(qū)，位于發(fā)射區(qū)側(cè)面的外延層形成本征基區(qū)；在所述外基區(qū)側(cè)面制備側(cè)墻； 3.7以側(cè)墻為掩蔽去除第三氧化硅層，形成集電區(qū)； 3.8制備孔，引出金屬電極線，形成基極、發(fā)射極和收集極，表面鈍化。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的帶有隔離氧化層的側(cè)向雙極晶體管制備方法，其特征在于，步驟3.1中在所述發(fā)射區(qū)上制備隔離氧化層采用的是注氧工藝。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的帶有隔離氧化層的側(cè)向雙極晶體管制備方法，其特征在于，步驟3. 2中圖形外延形成的外延層為硅層、鍺硅層或鍺硅碳層。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的帶有隔離氧化層的側(cè)向雙極晶體管制備方法，其特征在于，步驟3. 7中形成集電區(qū)所采用的方法為選擇外延。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)一種帶有隔離氧化層的側(cè)向雙極晶體管及其制備方法，為解決現(xiàn)有器件中收集區(qū)面積過(guò)大的缺陷而設(shè)計(jì)。本發(fā)明帶有隔離氧化層的側(cè)向雙極晶體管包括發(fā)射區(qū)、本征基區(qū)、收集區(qū)、發(fā)射區(qū)介質(zhì)層、外基區(qū)、基區(qū)介質(zhì)層以及襯底復(fù)合介質(zhì)層。襯底復(fù)合介質(zhì)層包括氧化硅層和氮化硅層。本征基區(qū)位于襯底復(fù)合介質(zhì)層的上方，收集區(qū)位于襯底復(fù)合介質(zhì)層的上方。本征基區(qū)的材料為硅、鍺硅或鍺硅碳。本發(fā)明帶有隔離氧化層的側(cè)向雙極晶體管及其制備方法有效地減小了收集區(qū)的面積，降低了器件的收集區(qū)寄生電容，有助于減少輻照對(duì)于器件的影響。工藝步驟簡(jiǎn)明，對(duì)設(shè)備等技術(shù)條件要求低，適于大規(guī)模的產(chǎn)線生產(chǎn)。
文檔編號(hào)H01L29/08GK103000677SQ201210535538
公開(kāi)日2013年3月27日 申請(qǐng)日期2012年12月12日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月12日
發(fā)明者王玉東, 付軍, 崔杰, 趙悅, 張偉, 劉志弘, 吳正立, 李高慶 申請(qǐng)人:清華大學(xué)