[发明专利]双极晶体管及其制造方法

权利要求书

1.一种双极晶体管，包括形成在半导体衬底上的基区、发射区和集电区，以及由金 属形成的与基区接触的基极，其特征在于：

所述半导体衬底为SOI衬底，所述基区、发射区和集电区形成于所述SOI衬底的第一 半导体材料层；

所述基极内设有通孔，所述基区至少部分位于所述通孔内，所述基区被基极全包围；

所述集电区和基区之间还包括缓冲区，所述缓冲区的掺杂类型与集电区相同，但掺杂 浓度小于集电区；

所述缓冲区与集电区之间的界面在平行于基区长度方向，且垂直于SOI衬底的平面内 倾斜于所述半导体衬底表面；

所述发射区与基区的界面在平行于基区长度方向，且垂直于SOI衬底的平面内倾斜于 所述半导体衬底表面。

2.如权利要求1所述的双极晶体管，其特征在于：所述的第一半导体材料层的材料 包括Si、Ge、SiGe、GaAs、InP、InAs或InGaAs。

3.如权利要求1所述的双极晶体管，其特征在于：所述基极由W、Al、Ag、Au、Cr、 Mo、Ni、Pd、Ti或Pt的单质或者任意两种以上的叠层或合金所形成。

4.如权利要求1所述的双极晶体管，其特征在于：所述基区为圆柱体。

5.一种双极晶体管的制造方法，其特征在于，包括步骤：

提供半导体衬底，所述半导体衬底设有埋入电介质层和所述埋入电介质层上的第一半 导体材料层；

对所述的第一半导体材料层进行离子注入；

刻蚀所述第一半导体材料层和埋入电介质层，形成半导体材料柱和电介质支撑柱，所 述半导体材料柱由所述电介质支撑柱所支撑；

去除所述电介质支撑柱的中段，使得电介质支撑柱的中段形成镂空；

在所述衬底上沉积金属层至至少掩埋所述半导体材料柱，并填充所述电介质支撑柱的 镂空处；

刻蚀所述金属层，形成金属基极，所述金属基极的长度小于等于所述电介质支撑柱被 去除的中段的长度，所述金属基极在所述电介质支撑柱的镂空处形成对所述半导体材料柱 的包裹，所述半导体材料柱被所述金属基极包裹的一段形成基区；

对半导体材料柱两端的暴露部分进行轻掺杂，所述轻掺杂的方向垂直或接近垂直于所 述半导体衬底表面，所述轻掺杂的离子类型与所述离子注入的离子类型相反；

对半导体材料柱的暴露部分进行重掺杂，所述重掺杂的杂质类型与所述轻掺杂的杂质 类型相同，所述重掺杂的方向在平行于基区长度方向，且垂直于半导体衬底的平面内倾斜 于所述半导体衬底表面，形成与所述基区连接的发射区和缓冲区，以及与所述缓冲区连接 的集电区。

6.如权利要求5所述的双极晶体管的制造方法，其特征在于，在对所述半导体材料 柱两端的暴露部分进行重掺杂之前还包括步骤：在所述金属基极的侧壁上形成隔离层。

7.如权利要求5所述的双极晶体管的制造方法，其特征在于：对所述的半导体材料 柱进行轻掺杂的杂质与对所述半导体材料柱两端的暴露部分进行重掺杂的杂质的导电类 型相同。

8.如权利要求5所述的双极晶体管的制造方法，其特征在于：所述半导体材料柱为 圆柱形。

9.如权利要求5所述的双极晶体管的制造方法，其特征在于：所述金属基极由W、Al、 Ag、Au、Cr、Mo、Ni、Pd、Ti或Pt的金属单质或氮化物，或者任意两种以上所述金属单 质和/或氮化物的叠层或合金所形成。

10.如权利要求5所述的双极晶体管的制造方法，其特征在于：所述的第一半导体 材料层的材料包括Si、Ge、SiGe、GaAs、InP、InAs或InGaAs。