[发明专利]鳍式双极结型晶体管及制造方法

说明书

技术领域

本发明总体上属于半导体器件领域。更具体地，本发明涉及双极结型晶体管的制造。

背景技术

双极结型晶体管（BJT）常被用于放大和开关应用中。因此，期望将BJT的制造结合到互补型金属氧化物半导体（CMOS）工艺中。采用BiCMOS（双极CMOS）工艺制造的常规BJT包括具有NPN或PNP掺杂结构的相邻掺杂半导体区。该相邻掺杂区包括发射极、基极和集电极。在BiCMOS工艺（本申请中也将其简称为“CMOS工艺”）中，常规BJT的制造与横向金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）的制造结合在一起。常规BJT的集电极可在衬底中形成。利用在衬底中形成横向MOSFET的阱（well）的步骤，常规BJT的基极可形成在集电极中。此外，利用在衬底中形成横向MOSFET的源极和漏极的步骤，常规BJT的发射极可形成在基极中。

然而，用CMOS工艺制造的常规BJT性能不佳，且因而不适于高性能应用。常规BJT性能不佳的一个原因是发射极一定要远小于基极。因此，常规BJT具有高发射极串联电阻和电流传导能力。常规BJT性能不佳的另一原因是其基极-发射极结未被良好定义。因此，常规BJT具有很高的基极漏电流。

将期望提供一种能具有相比常规BJT改善后的性能的BJT。还将期望该BJT的制造能与CMOS工艺结合。

发明内容

提供了一种鳍式（fin-based）双极结型晶体管及制造方法。结合至少一个附图示出和/或描述了本发明的特征、优势和各种实施方式，并在权利要求中进行更完整描述。

本发明提供了一种鳍式双极结型晶体管（BJT），包括：宽集电极，其位于半导体衬底中；鳍式基极，其被置于所述宽集电极上方；鳍式发射极和外延发射极，其被置于所述鳍式基极上方；其中，所述鳍式BJT的窄基极-发射极结通过所述鳍式基极和所述鳍式发射极形成，且其中，所述外延发射极为所述鳍式BJT提供增强的电流传导性。

上述鳍式BJT中，所述外延发射极外延形成在所述鳍式发射极上。

上述鳍式BJT包括位于所述鳍式基极以下的基极阱，其中，所述基极阱位于所述宽集电极中。

上述鳍式BJT包括形成在所述宽集电极上方的介电层。

上述鳍式BJT中，所述鳍式基极被置于所述介电层内和所述宽集电极上方。

上述鳍式BJT中，所述外延发射极形成在所述介电层和所述鳍式基极上方。

上述鳍式BJT中，所述介电层是浅沟槽隔离（STI）层。

上述鳍式BJT中，所述鳍式基极和所述鳍式发射极与所述半导体衬底合并成一体且与所述半导体衬底连续。

上述鳍式BJT中，所述鳍式基极和所述鳍式发射极包括单晶硅。

上述鳍式BJT中，所述外延发射极包括多晶硅。

本发明提供了一种制造鳍式双极结型晶体管（BJT）的方法，所述方法包括：在位于半导体衬底中的宽集电极中形成基极阱；刻蚀所述基极阱以形成鳍式基极；在所述鳍式基极上外延生长半导体层；掺杂所述半导体层以形成外延发射极和鳍式发射极。

上述方法还包括在所述鳍式基极上外延生长所述半导体层之前，形成围绕所述鳍式基极的介电层。

上述方法中，所述介电层包括STI层。

上述方法还包括：形成围绕所述鳍式基极的介电层；在所述介电层和所述鳍式基极上方形成栅层叠。

上述方法还包括在所述鳍式基极上方形成栅层叠。

上述方法还包括从所述鳍式基极上去除所述栅层叠。

上述方法中，所述鳍式BJT的窄基极-发射极结通过所述鳍式基极和所述鳍式发射极形成。

上述方法中，所述鳍式发射极延伸在所述外延发射极以下。

上述方法中，所述外延发射极包括多晶硅。

上述方法中，所述鳍式基极和所述鳍式发射极包括单晶硅。

附图说明

图1示出了说明实施本发明的实施方式所采取的步骤的流程图。

图2A示出了对应于图1流程图的初始步骤的包括根据本发明实施方式处理的晶片的一部分的截面图。

图2B示出了对应于图1流程图的中间步骤的包括根据本发明实施方式处理的晶片的一部分的截面图。

图2C示出了对应于图1流程图的中间步骤的包括根据本发明实施方式处理的晶片的一部分的截面图。

图2D示出了对应于图1流程图的中间步骤的包括根据本发明实施方式处理的晶片的一部分的截面图。