公開了一種制造雙極晶體管的方法，包括：提供襯底(10)，所述襯底包括通過有源區(11)與第二隔離區分離的第一隔離區(12)，所述有源區包括集電極雜質；在所述襯底上方形成疊層，所述疊層包括基極層(14，14’)、所述基極層上方的硅覆蓋層(15)以及所述硅覆蓋層上方的硅-鍺(SiGe)基極接觸層(40)；刻蝕所述SiGe基極接觸層，以便在所述集電極雜質上方形成發射極窗口(50)，其中所述硅發射極覆蓋層用作刻蝕停止層；在所述發射極窗口中形成側壁間隔(22)；以及用發射極材料(24)填充所述發射極窗口。還公開了一種根據這種方法制造的雙極晶體管以及一種包括一個或者多個這種雙極晶體管的IC。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及一種制造雙極晶體管的方法，包括提供襯底，所述襯底包括通過有源區與第二隔離區隔開的第一隔離區，所述有源區包括集電極雜質；以及形成在所述襯底上方的疊層，所述疊層包括基極層、在所述基極層上方的硅覆蓋層。本專利技術還涉及一種按照這種方法制造的雙極晶體管。本專利技術還涉及一種集成電路(IC)，所述集成電路包括一個或者多個這種雙極晶體管。
技術介紹
如今，許多電子設備包括在射頻下工作的功能，諸如移動通信設備。以低成本方式實現這種功能并非是價值不高的。總所周知的是雙極晶體管特別適合用于處理在射頻(RF) 域中的信號。然而，基于硅雙極晶體管技術的集成電路(IC)的制造比例如互補金屬氧化物半導體(CMOS) IC更復雜，并且在CMOS技術中更容易實現所述器件形體尺寸的縮小。CMOS 器件能夠實現良好的RF性能，但是要達到等效于雙極器件的性能，所述CMOS的尺寸以及因此的技術節點比雙極器件的尺寸以及因此的技術節點要低。對于包括所述頻率范圍的一組給定規范,需要在給定節點的雙極或者較低節點的 CMOS之間做出選擇。由于對于諸如模擬混合信號(AMS)器件之類的小批量生產，掩模的成本是預算的重要部分，并且由于當轉到較低節點時這個成本大幅增長，所述選擇通常有利于雙極而非CM0S，或者有利于BIC0MS，所述BICMOS在相同的工藝流程中組合雙極和CMOS 器件。由于這些原因，已經努力使用CMOS工藝流程生產雙極晶體管，從而提供混合技術 1C，其中雙極晶體管可用于處理RF信號。在W02010/066630A1中提供了這種IC的一個示例。所述工藝研發者面臨的一個挑戰是在產生能夠處理高頻信號的高質量雙極晶體管的同時，對于所述CMOS工藝更改的數量應當保持較小。例如可以在WO 2003 /100845A1 中找到低復雜性IC的示例，其中包括在CMOS工藝流程中形成的異質結雙極晶體管。然而，改善雙極二極管的設計，更具體地是在CMOS制造工藝中制造的雙極二極管，使得所述雙極二極管的噪聲降低并且最大工作頻率提高，仍然是一個挑戰，這將參考圖1和圖2更詳細地解釋，圖2示出了圖1的細節。圖1所示的雙極晶體管包括娃襯底10,所述娃襯底包括有源區11,例如通過在所述襯底10中提供掩埋層(buried layer)或者通過將雜質注入所述襯底10中在所述有源區中形成有所述雙極晶體管的集電極。將所述有源區11限定在隔離區12之間，例如淺溝道隔離(STI)區之間。所述雙極二極管還包括疊層，所述疊層包括外延生長的基極層，所述基極層生長成在所述硅襯底10上方的單晶區14以及在所述隔離區12上方的多晶區14’。 氮化物層(未示出)可以存在于所述隔離區12上。多晶硅基極接觸層16存在于所述基極層上，被電絕緣層18覆蓋。在所述有源區11上方限定了發射極窗口，在有源區中形成有發射極材料24，例如As摻雜多晶硅，對于沉積在所述發射極窗28外部的所述發射極材料24， 通過在發射極窗口中的側壁間隔(spaCer)22以及通過所述電絕緣層18與所述基極接觸層 16電絕緣。所述發射極材料24通過刻蝕停止層20的剩余部分與所述基極區14的部分電絕緣，所述刻蝕停止層用于在刻蝕所述多晶硅基極接觸層16中的發射極窗口期間保護下面的基極層14。已經發現對圖1的雙極晶體管的噪聲系數(noise figure)的較大貢獻源自所述外部(extrinsic)基極電阻。在圖2中示意性地描述了圖1的雙極晶體管的基極電阻器的一些相關部分，圖2示出了圖1的雙極晶體管的放大橫截面。所述主要的非本征基極電阻由以下部分組成-在所述有源器件中的SiGe的內電阻(Rbi_int)；-與所述間隔下方空間相對應的跨線電阻(linkresistance) (Rlink)；-與所述刻蝕保護層下方空間相對應的跨線電阻(Rxbm)；-在所述發射多晶(emitter-poly)延伸下方的非娃化多晶的電阻(Rxbu);以及-其他電阻，諸如在所述基極接觸層16與硅化物28之間的電阻以及在所述硅化物 28與所述基極接觸30之間的電阻。從這些電阻中，所述跨線電阻Rxbm形成對這個空間中整個基極電阻的最大貢獻，強制所述電荷載流子流入與所述下方外延基極層14相對應的又窄又長的通道 (corridor),導致較大的電阻。
技術實現思路
本專利技術試圖提供一種制造雙極晶體管的方法，其中可以在不增加制造復雜性的情況下減小所述基極電阻。本專利技術還試圖提供這樣一種雙極晶體管。本專利技術還試圖提供一種1C，所述IC包括一個或者多個這種雙極晶體管。根據本專利技術的一個方面，提供了一種制造雙極晶體管的方法，包括提供襯底，所述襯底包括通過有源區與第二隔離區分離的第一隔離區，所述有源區包括集電極雜質；在所述襯底上方形成疊層，所述疊層包括基極層、在所述基極層上方的硅覆蓋層以及在所述硅覆蓋層上方的硅-鍺基極接觸層；刻蝕所述SiGe基極接觸層，以在所述集電極雜質上方形成發射極窗口，其中所述硅發射極覆蓋層用作刻蝕停止層；在所述發射極窗口中形成側壁間隔；以及用發射極材料填充所述發射極窗口。本專利技術是基于以下認知與硅相比，可以選擇性地刻蝕SiGe，使得可以將在所述基極層上方的硅覆蓋層用作對于所述發射極窗口形成的刻蝕停止層，使得可以從所述晶體管設計中省略分離的刻蝕停止層，所述刻蝕停止層典型地由電絕緣材料形成，諸如SiO2或者Si3N4。其優勢在于消除了所述跨線電阻Rxbm，從而改善了雙極晶體管的噪聲系數。此外，由于所述基極接觸層由硅-鍺合金層取代傳統的多晶硅層形成，由于也減小了 Rxbu的事實，實現了所述基極電阻的進一步減小，產生了所述雙極晶體管噪聲系數的進一步改善。在一個實施例中，所述SiGe基極接觸層是多晶層，其優勢在于它可以以簡單的方式沉積或者生長，例如采用氣相沉積方法。優選地，在所述 基極接觸層中鍺的摩爾比大于O.1 (大于10摩爾％)。如果所述鍺含量下降到O.1以下，所述刻蝕工藝的選擇性不足以避免對所述硅覆蓋層的損傷。在一個實施例中，所述方法還包括使用終點檢測器終止所述刻蝕步驟，所述終點檢測器用于檢測刻蝕所述基極接觸層與刻蝕所述覆蓋層之間的轉變(transition)。其優勢在于，在所述刻蝕配方的選擇性不足以防止這種損傷的情況下，可以避免對所述硅覆蓋層的實質性損傷。所述方法還可以包括將雜質注入所述基極接觸層和所述覆蓋層的至少一個中，其優勢在于可以改善所述刻蝕步驟的選擇性。在一個實施例中，形成所述疊層的步驟還包括在形成所述基極接觸層之前，在所述覆蓋層上方形成硅鍺犧牲層以及在所述硅鍺犧牲層上方形成硅犧牲層。其優勢在于，可以逐級執行所述刻蝕步驟，具有用于去除所述犧牲層的較小步長，允許在所述硅覆蓋層上的刻蝕工藝的精確停止，從而降低了對于所述覆蓋層的損傷風險。至少一個所述犧牲層可以包括雜質，以提高所述刻蝕工藝的選擇性。優選地，形成所述基極層的步驟包括外延生長以下的層在所述襯底上方的第一未摻雜娃層；在所述第一未摻雜娃層上的未摻雜SiGe:C集電極-基極間隔；在所述集電極-基極間隔上的硼摻雜SiGe:C基極；以及在所述基極上的SiGe:C基極-發射極間隔。 所述基極-發射極間隔可以是摻雜的或者未摻雜的。已知這種基極疊層可以改善所述雙極晶體管的聞頻特性。根據本專利技術的另一個方面，提供了一本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種制造雙極晶體管的方法，包括：提供襯底(10)，所述襯底包括通過有源區(11)與第二隔離區分離的第一隔離區(12)，所述有源區包括集電極雜質；在所述襯底上方形成疊層，所述疊層包括基極層(14，14’)、在所述基極層上方的硅覆蓋層(15)以及在所述硅覆蓋層上方的硅?鍺SiGe基極接觸層(40)；刻蝕所述SiGe基極接觸層，以在所述集電極雜質上方形成發射極窗口(50)，其中所述硅發射極覆蓋層用作刻蝕停止層；在所述發射極窗口中形成側壁間隔(22)；以及用發射極材料(24)填充所述發射極窗口。
【技術特征摘要】
2011.10.11 EP 11184736.41.一種制造雙極晶體管的方法，包括提供襯底(10)，所述襯底包括通過有源區(11)與第二隔離區分離的第一隔離區(12)， 所述有源區包括集電極雜質；在所述襯底上方形成疊層，所述疊層包括基極層(14，14’)、在所述基極層上方的硅覆蓋層(15)以及在所述硅覆蓋層上方的硅-鍺SiGe基極接觸層(40)；刻蝕所述SiGe基極接觸層，以在所述集電極雜質上方形成發射極窗口(50)，其中所述硅發射極覆蓋層用作刻蝕停止層；在所述發射極窗口中形成側壁間隔(22);以及用發射極材料(24)填充所述發射極窗口。2.根據權利要求1所述的方法，其中所述SiGe基極接觸層(40)是多晶層。3.根據權利要求1或2所述的方法，其中所述基極接觸層(40)中鍺的摩爾比大于O.1。4.根據權利要求1至3中任一項所述的方法，還包括使用終點檢測器終止所述刻蝕步驟，所述終點檢測器用于檢測刻蝕所述基極接觸層(40)與刻蝕所述覆蓋層(15)之間的轉變。5.根據權利要求1至4中任一項所述的方法，還包括將雜質注入所述基極接觸層(40) 和所述覆蓋層(15)的至少一個中。6.根據權利要求1至5中任一項所述的方法，其中形成所述疊層的步驟還包括在形成所述基極接觸層(40)之前，在所述覆蓋層(15)上方形成硅鍺犧牲層(42)以及在所述硅鍺犧牲層上方形成硅犧牲層(44)。7.根據權利要求6所述的方法，其中至少一個所述犧牲層(42，44)包括雜質。8.根據權利要求1至7中任一項所述的方法，其中形成所述基極層(14，14’)的步驟包括外延生...
【專利技術屬性】
技術研發人員：埃弗利娜·格里德萊特，約翰尼斯·唐克斯，托尼·范胡克，皮特魯斯·馬尼，漢斯·莫騰斯，布蘭迪恩·杜利茲，
申請(專利權)人：NXP股份有限公司，
類型：發明
國別省市：
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