异质结双极型晶体管及其制备方法

文档序号:6996791阅读:99来源:国知局

专利名称::异质结双极型晶体管及其制备方法
技术领域
:本发明涉及一种异质结双极型晶体管及其制备方法。
背景技术
:在硅材料中引入锗形成硅锗合金来调整能带结构,作为双极型晶体管的基极区,这种类型的晶体管被称为硅锗异质结双极型晶体管(SiGeHeterojunctionBipolarTransistor,SiGeHBT)。所述硅锗异质结双极型晶体管的性能明显优于硅双极型晶体管,因此,硅锗异质结双极型晶体管近年来得到了迅猛的发展。请参与图1,图1是一种现有技术的硅锗异质结双极型晶体管的结构示意图。所述硅锗异质结双极型晶体管包括外延层11,形成在所述外延层11上的氧化层12和氮化硅层13。所述氧化层12和氮化硅层13包括发射极窗口14,所述氧化层12和氮化硅层13的发射极窗口14大小基本一致。所述氧化层12和氮化硅层13的发射极窗口14以及所述氮化硅层13的部分表面形成有多晶硅层(Poly)15。所述多晶硅层15形成所述硅锗异质结双极型晶体管的发射极(Emitter)。由于所述氧化层12和氮化硅层13的发射极窗口14的大小基本一致,因此,在发射极的金属硅化物形成过程中,容易形成空洞,造成接触孔刻蚀时多晶硅被穿通(一般说来金属硅化物为优良的刻蚀阻挡层etchstoplayer),并带来基极的漏电。
发明内容本发明的目的在于提供一种能够提高发射极多晶硅沉积效果的异质结双极型晶体管。本发明的另一目的在于提供一种上述异质结双极型晶体管的制备方法。—种异质结双极型晶体管,包括外延层、形成在所述外延层上的包括发射极窗口的氧化层和氮化硅层,所述氮化硅层的发射极窗口大于所述氧化层的发射极窗口,所述氧化层和氮化硅层的发射极窗口内和所述氮化硅层的部分表面形成有多晶硅层。上述异质结双极型晶体管优选的一种技术方案,所述外延层为硅锗层,所述氧化层为氧化硅层。一种异质结双极型晶体管的制备方法,包括如下步骤形成所述异质结双极型晶体管的外延层;在所述外延层上形成包括发射极窗口的氧化层、氮化硅层、光刻胶层;部分蚀刻所述光刻胶层,使所述光刻胶层的发射极窗口大于所述氮化硅层的发射极窗口;蚀刻所述氮化硅层,使所述氮化硅层的发射极窗口大于所述氧化层的发射极窗口;在所述氧化层、氮化硅层的发射极窗口内和所述氮化硅层的部分表面形成多晶硅层,以形成所述异质结双极型晶体管的发射极。上述制备方法优选的一种技术方案,所述外延层的材料为硅锗,所述氧化层的材料为氧化硅。与现有技术相比,本发明的异质结双极型晶体管的制备方法中,使所述光刻胶层的发射极窗口大于所述氮化硅层和所述氧化层的发射极窗口,刻蚀进而使的所述氮化硅层的发射极窗口大于所述氧化层的发射极窗口,因此,能形成优良的发射极金属硅化物,在不会形成由于不良金属硅化物造成多晶硅刻蚀穿通,从而解决基极漏电的问题。图1是一种现有技术的硅锗异质结双极型晶体管的结构示意图。图2是本发明的异质结双极型晶体管的结构示意图。图3到图6是本发明的异质结双极型晶体管的制备方法的示意图。图7和图8是本发明的异质结双极型晶体管的测试结果示意图。具体实施例方式为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面结合附图对本发明作进一步的详细描述。请参阅图2,图2是本发明的异质结双极型晶体管的结构示意图。所述异质结双极型晶体管包括外延层21,形成在所述外延层21上的氧化层22和氮化硅层23。所述氧化层22上形成有第一发射极窗口25,所述氮化硅层23上形成有第二发射极窗口27。所述氮化硅层23的第二发射极窗口27大于所述氧化层22的第一发射极窗口25。所述第一、第二发射极窗口25、27内及所述氮化硅层23的部分表面形成有多晶硅层25。所述多晶硅层25形成所述异质结双极型晶体管的发射极。优选的,所述氧化层22是氧化硅层。所述外延层21为硅锗层,即所述异质结双极型晶体管为硅锗异质结双极型晶体管。请参阅图3到图6,图3到图6是本发明的异质结双极型晶体管的制备方法的示意图。本发明的异质结双极型晶体管的制备方法主要包括如下步骤形成所述异质结双极型晶体管的外延层21,优选的,所述外延层21的材料为硅锗。在所述外延层21上沉积氧化层22、氮化硅层23、光刻胶层(PR)24,蚀刻所述氧化层22、氮化硅层23、光刻胶层M形成发射极窗口25,优选的,所述氧化层22的材料为氧化娃。部分蚀刻所述光刻胶层M,使所述光刻胶层M的发射极窗口沈大于所述氮化硅层23和所述氧化层22的发射极窗口25。蚀刻所述氮化硅层23,使所述氮化硅层23的发射极窗口27大于所述氧化层22的发射极窗口25。优选的,所述氮化硅层23的发射极窗口27与所述光刻胶层M的发射极窗口沈的大小保持基本一致。在所述氧化层22的发射极窗口25、所述氮化硅层23的发射极窗口27内和所述氮化硅层23的部分表面沉积多晶硅层28,以形成所述异质结双极型晶体管的发射极。与现有技术相比,本发明的异质结双极型晶体管的制备方法中,使所述光刻胶层24的发射极窗口沈大于所述氮化硅层23和所述氧化层22的发射极窗口25,进而使的所述氮化硅层23的发射极窗口27大于所述氧化层22的发射极窗口25,因此,发射极的多晶硅能够充分的沉积到所述氧化层22的发射极窗口25和所述氮化硅层23的发射极窗口27中,能形成优良的金属硅化物,降低了所述异质结双极型晶体管的产品缺陷。请参阅图7和图8,其中,图7是在0.2x1x3000阵列(Array),基极和发射极电压Vbe=0.4V的条件下,基极漏电流Ib的分布图(Splittable),"withPRstrim”表示本发明的氮化硅层23的发射极窗口27大于氧化层22的发射极窗口25的情况下,基极漏电流Ib的分布情况,“withoutPRstrim”表示现有技术中基极漏电流Λ的分布情况;图8是在0.2x1x3000阵列(Array),基极和发射极电压Vbe=0.4V的条件下,基极漏电流Λ的正态分布曲线(NormalQuantilePlot)。如图7和图8所示,本发明的异质结双极型晶体管的基极漏电流Λ的分布集中,从而反映了发射极能形成优良的金属硅化物,解决由于刻蚀穿通的基极漏电,进而降低了所述异质结双极型晶体管的产品缺陷。在不偏离本发明的精神和范围的情况下还可以构成许多有很大差别的实施例。应当理解,除了如所附的权利要求所限定的,本发明不限于在说明书中所述的具体实施例。权利要求1.一种异质结双极型晶体管,包括外延层、形成在所述外延层上的包括发射极窗口的氧化层和氮化硅层,其特征在于所述氮化硅层的发射极窗口大于所述氧化层的发射极窗口,所述氧化层和氮化硅层的发射极窗口内和所述氮化硅层的部分表面形成有多晶硅层。2.如权利要求1所述的异质结双极型晶体管,其特征在于,所述外延层为硅锗层。3.如权利要求1所述的异质结双极型晶体管,其特征在于,所述氧化层为氧化硅层。4.一种异质结双极型晶体管的制备方法,其特征在于,包括如下步骤形成所述异质结双极型晶体管的外延层;在所述外延层上形成包括发射极窗口的氧化层、氮化硅层、光刻胶层;部分蚀刻所述光刻胶层,使所述光刻胶层的发射极窗口大于所述氮化硅层的发射极窗Π;蚀刻所述氮化硅层,使所述氮化硅层的发射极窗口大于所述氧化层的发射极窗口;在所述氧化层、氮化硅层的发射极窗口内和所述氮化硅层的部分表面形成多晶硅层,以形成所述异质结双极型晶体管的发射极。5.如权利要求4所述的异质结双极型晶体管的制备方法,其特征在于,所述外延层的材料为硅锗。6.如权利要求4所述的异质结双极型晶体管的制备方法,其特征在于,所述氧化层的材料为氧化硅。7.如权利要求4所述的异质结双极型晶体管的制备方法,其特征在于,蚀刻所述氮化硅层的步骤中,所述氮化硅层的发射极窗口与所述光刻胶层的发射极窗口大小一致。全文摘要本发明涉及一种异质结双极型晶体管及其制备方法。所述异质结双极型晶体管的制备方法,包括如下步骤形成所述异质结双极型晶体管的外延层;在所述外延层上形成包括发射极窗口的氧化层、氮化硅层、光刻胶层;部分蚀刻所述光刻胶层,使所述光刻胶层的窗口大于所述氮化硅层的窗口;蚀刻所述氮化硅层,使所述氮化硅层的窗口大于所述氧化层的窗口;在所述氧化层、氮化硅层的发射极窗口内和所述氮化硅层的部分表面形成多晶硅层,以形成所述异质结双极型晶体管的发射极。本发明的异质结双极型晶体管的制备方法能够使发射极的多晶硅充分的沉积到所述氧化层的发射极窗口和所述氮化硅层的发射极窗口中,并能形成优良的发射极金属硅化物。文档编号H01L29/737GK102142457SQ20111006177公开日2011年8月3日申请日期2011年3月15日优先权日2011年3月15日发明者孙涛申请人:上海宏力半导体制造有限公司
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