專利名稱：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)中，集電區(qū)與外基區(qū)直接相連，導(dǎo)致器件的基區(qū)-集電區(qū)結(jié)寄生電容過大，影響相關(guān)性能。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服上述的缺陷，本發(fā)明提供一種能有效減小基區(qū)-集電區(qū)結(jié)寄生電容的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)明提供一種雙極晶體管，所述晶體管包括集電區(qū)，設(shè)置在所述集電區(qū)上的本征基區(qū)和隔離氧化層，設(shè)置在所述隔離氧化層上的外基區(qū)，設(shè)置在所述本征基區(qū)上的發(fā)射區(qū)，以及設(shè)置在所述發(fā)射區(qū)側(cè)面的側(cè)墻；所述本征基區(qū)的邊緣位于所述隔離氧化層的上方，所述外基區(qū)全部位于所述隔離氧化層的上方。特別是，所述外基區(qū)嵌入到發(fā)射區(qū)側(cè)面的側(cè)墻下方。特別是，所述外基區(qū)的材料為硅、鍺硅或鍺硅碳。另一方面，本發(fā)明提供一種雙極晶體管制備方法，所述方法包括下述步驟4.1采用硅襯底作為集電區(qū)，在所述集電區(qū)上依次形成鍺硅層和氧化介質(zhì)層；4. 2在所述氧化介質(zhì)層上光刻刻蝕形成窗口，依次淀積多晶層和氮化硅層；4. 3刻蝕去除部分所述氮化硅層、多晶層和氧化介質(zhì)層；所保留的多晶層形成發(fā)射區(qū)，所保留的氮化硅層形成發(fā)射區(qū)介質(zhì)層；4. 4在所得結(jié)構(gòu)上淀積氧化硅層，各向異性刻蝕成氧化硅側(cè)墻；4. 5以所述氧化硅側(cè)墻為掩蔽，各向異性刻蝕鍺硅層和硅襯底；所保留的鍺硅層形成本征基區(qū)；4. 6在所得結(jié)構(gòu)上制備氮化硅側(cè)墻；4. 7以氮化硅側(cè)墻作為掩蔽，將硅襯底表面氧化形成隔離氧化層；4. 8去掉氮化硅側(cè)墻；4. 9在所述隔離氧化層上生長(zhǎng)硅層或鍺硅層，摻雜形成外基區(qū)；4. 10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4. 7中將硅襯底表面氧化形成隔離氧化層采用高壓氧化工藝。特別是，步驟4. 9中利用選擇外延工藝生長(zhǎng)硅層或鍺硅層。特別是，步驟4. 9中采用注入摻雜的方法形成外基區(qū)。特別是，步驟4. 9中采用原位摻雜的方法形成外基區(qū)。本發(fā)明雙極晶體管在集電區(qū)和外基區(qū)之間設(shè)置了隔離氧化層，有效地減小了基區(qū)-集電區(qū)結(jié)寄生電容，改善了器件的性能。本發(fā)明雙極晶體管制備方法用氮化硅側(cè)墻作為保護(hù)進(jìn)行氧化形成隔離氧化層，然后去掉氮化硅側(cè)墻形成外基區(qū)，實(shí)現(xiàn)了本發(fā)明雙極晶體管。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)模生產(chǎn)加工。所制成的雙極晶體管基區(qū)-集電區(qū)結(jié)寄生電容小，器件性能良好。


圖1 圖9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)明雙極晶體管包括集電區(qū)，設(shè)置在集電區(qū)上的本征基區(qū)和隔離氧化層，設(shè)置在隔離氧化層上的外基區(qū)，設(shè)置在本征基區(qū)上的發(fā)射區(qū)，以及設(shè)置在發(fā)射區(qū)側(cè)面的側(cè)墻。本征基區(qū)的邊緣位于隔離氧化層的上方，外基區(qū)全部位于隔離氧化層的上方。通過用氧化層將集電區(qū)和外基區(qū)隔離開的方法有效地減小了基區(qū)-集電區(qū)結(jié)寄生電容，改善了器件的性倉(cāng)泛。其中，外基區(qū)可以嵌入到發(fā)射區(qū)側(cè)面的側(cè)墻下方。外基區(qū)的材料優(yōu)選為硅、鍺硅或鍺硅碳。優(yōu)選實(shí)施例一如圖1所示，采用硅襯底作為集電區(qū)1，在所述集電區(qū)I上依次形成鍺硅層2和氧化介質(zhì)層3。如圖2所示，在氧化介質(zhì)層3上光刻刻蝕形成窗口，依次淀積多晶層21和氮化硅層22。如圖3所示，刻蝕去除部分所述氮化硅層22、多晶層21和氧化介質(zhì)層3。所保留的多晶層21形成非自對(duì)準(zhǔn)發(fā)射區(qū)31，所保留的氮化硅層22形成發(fā)射區(qū)介質(zhì)層32。如圖4所示，在所得結(jié)構(gòu)上淀積氧化硅層，各向異性刻蝕成氧化硅側(cè)墻41。如圖5所示，以氧化硅側(cè)墻41為掩蔽，各向異性刻蝕鍺硅層2和硅襯底；所保留的鍺硅層2形成本征基區(qū)51。如圖6所示，在所得結(jié)構(gòu)上制備氮化硅側(cè)墻61。如圖7所示，以氮化硅側(cè)墻61作為掩蔽，將硅襯底表面氧化形成隔離氧化層71。如圖8所示，去掉氮化硅側(cè)墻61。如圖9所示，在隔離氧化層71上生長(zhǎng)硅層，注入摻雜形成外基區(qū)91。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。優(yōu)選實(shí)施例二 如圖1所示，采用硅襯底作為集電區(qū)1，在所述集電區(qū)I上依次形成鍺硅層2和氧化介質(zhì)層3。如圖2所示，在氧化介質(zhì)層3上光刻刻蝕形成窗口，依次淀積多晶層21和氮化硅層22。如圖3所示，刻蝕去除部分所述氮化硅層22、多晶層21和氧化介質(zhì)層3。所保留的多晶層21形成非自對(duì)準(zhǔn)發(fā)射區(qū)31，所保留的氮化硅層22形成發(fā)射區(qū)介質(zhì)層32。如圖4所示，在所得結(jié)構(gòu)上淀積氧化硅層，各向異性刻蝕成氧化硅側(cè)墻41。
如圖5所示，以氧化硅側(cè)墻41為掩蔽，各向異性刻蝕鍺硅層2和硅襯底；所保留的鍺硅層2形成本征基區(qū)51。如圖6所示，在所得結(jié)構(gòu)上制備氮化硅側(cè)墻61。如圖7所示，以氮化硅側(cè)墻61作為掩蔽，采用高壓氧化工藝將硅襯底表面氧化形成隔離氧化層71。如圖8所示，去掉氮化硅側(cè)墻61。如圖9所示，在隔離氧化層71上利用選擇外延工藝生長(zhǎng)鍺硅碳層，原位摻雜形成外基區(qū)91。為保證外基區(qū)電阻，采用先注入再摻雜的方法形成外基區(qū)91。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。
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
1.一種雙極晶體管，其特征在于，所述晶體管包括集電區(qū)，設(shè)置在所述集電區(qū)上的本征基區(qū)和隔離氧化層，設(shè)置在所述隔離氧化層上的外基區(qū)，設(shè)置在所述本征基區(qū)上的發(fā)射區(qū)，以及設(shè)置在所述發(fā)射區(qū)側(cè)面的側(cè)墻；所述本征基區(qū)的邊緣位于所述隔離氧化層的上方，所述外基區(qū)全部位于所述隔離氧化層的上方。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙極晶體管，其特征在于，所述外基區(qū)嵌入到發(fā)射區(qū)側(cè)面的側(cè)墻下方。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙極晶體管，其特征在于，所述外基區(qū)的材料為硅、鍺硅或鍺娃碳。
4.一種雙極晶體管制備方法，其特征在于，所述方法包括下述步驟 4.1采用硅襯底作為集電區(qū)，在所述集電區(qū)上依次形成鍺硅層和氧化介質(zhì)層； 4.2在所述氧化介質(zhì)層上光刻刻蝕形成窗口，依次淀積多晶層和氮化硅層； 4.3刻蝕去除部分所述氮化硅層、多晶層和氧化介質(zhì)層；所保留的多晶層形成發(fā)射區(qū)，所保留的氮化硅層形成發(fā)射區(qū)介質(zhì)層； 4.4在所得結(jié)構(gòu)上淀積氧化硅層，各向異性刻蝕成氧化硅側(cè)墻； 4.5以所述氧化硅側(cè)墻為掩蔽，各向異性刻蝕鍺硅層和硅襯底；所保留的鍺硅層形成本征基區(qū)； 4.6在所得結(jié)構(gòu)上制備氮化硅側(cè)墻； 4.7以氮化硅側(cè)墻作為掩蔽，將硅襯底表面氧化形成隔離氧化層； 4.8去掉氮化硅側(cè)墻； 4.9在所述隔離氧化層上生長(zhǎng)硅層或鍺硅層，摻雜形成外基區(qū)； 4.10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。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的雙極晶體管制備方法，其特征在于，步驟4.7中將硅襯底表面氧化形成隔離氧化層采用高壓氧化工藝。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的雙極晶體管制備方法，其特征在于，步驟4.9中利用選擇外延工藝生長(zhǎng)硅層、鍺硅層或鍺硅碳層。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的雙極晶體管制備方法，其特征在于，步驟4.9中采用注入摻雜的方法形成外基區(qū)。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的雙極晶體管制備方法，其特征在于，步驟4.9中采用原位摻雜的方法形成外基區(qū)。
全文摘要
本發(fā)明公開一種雙極晶體管及其制備方法，為解決現(xiàn)有產(chǎn)品基區(qū)-集電區(qū)結(jié)寄生電容過大的缺陷而設(shè)計(jì)。本發(fā)明雙極晶體管包括集電區(qū)、本征基區(qū)、隔離氧化層、外基區(qū)、發(fā)射區(qū)、以及側(cè)墻。本征基區(qū)的邊緣位于隔離氧化層的上方，外基區(qū)全部位于隔離氧化層的上方。本發(fā)明雙極晶體管制備方法用氮化硅側(cè)墻作為保護(hù)進(jìn)行氧化形成隔離氧化層，然后去掉氮化硅側(cè)墻形成外基區(qū)，實(shí)現(xiàn)了本發(fā)明雙極晶體管。本發(fā)明雙極晶體管有效地減小了基區(qū)-集電區(qū)結(jié)寄生電容，改善了器件的性能。本發(fā)明雙極晶體管制備方法工藝步驟簡(jiǎn)明，對(duì)設(shè)備等技術(shù)條件要求低，適于大規(guī)模生產(chǎn)加工。
文檔編號(hào)H01L29/06GK103022108SQ201210537229
公開日2013年4月3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, 劉志弘, 張偉, 吳正立, 李高慶 申請(qǐng)人:清華大學(xué)