用于制造双极结型晶体管的方法技术

本发明专利技术公开用于制造双极结型晶体管的方法。实施例提供一种用于制造双极结型晶体管的方法。所述方法包括：‑提供包括第一导电类型的埋覆层的半导体衬底；‑在集电极注入区中对半导体衬底进行掺杂，以获取平行于半导体衬底的表面并且从半导体衬底的表面延伸到埋覆层的第一导电类型的集电极注入；‑在半导体衬底的表面上提供第二导电类型的基极层，基极层覆盖集电极注入；‑在基极层上提供牺牲发射极结构，其中牺牲发射极结构的区域的投影被集电极注入的区域围起；‑通过围绕被牺牲发射极结构覆盖的基极层的区域的基极层的区域部分地相反掺杂集电极注入。

Method for manufacturing bipolar junction transistor

Methods for fabricating bipolar junction transistors are disclosed. Embodiments provide a method for fabricating bipolar junction transistors. The method includes: providing a semiconductor substrate including buried layer of a first conductivity type; injected in the collector doping on the semiconductor substrate surface area, in order to obtain parallel to the semiconductor substrate and from the surface of the semiconductor substrate extends to the buried layer of a first conductivity type collector injection; provides a base layer of a second conductivity the type on the surface of the semiconductor substrate, a base layer covering the collector injection; provide sacrificial emitter structure on the base layer, wherein the sacrificial projection emitter structure region was injected around the collector region; through regional part of the base layer is the base layer around the sacrificial emission pole structure covering the area. In contrast with Miscellania electrode injection.

【技术实现步骤摘要】
用于制造双极结型晶体管的方法
实施例涉及用于制造双极结型晶体管的方法。另外的实施例涉及双极结型晶体管。一些实施例涉及用于以降低的工艺复杂度（例如，与fMax=400GHz类架构相比）得到改进的性能（例如，fMax＞500GHz）的SiGe异质结双极型晶体管（HBT）器件架构。
技术介绍
HBT晶体管被用作RADAR（无线电检测和测距）产品中的信号发生器，其驱动超过400GHz的最大开关频率以便满足对于以降低的功率消耗得到更好的空间和速度分辨率的需求。所期望的是使最大可用开关频率（fMax）增加50%或更多。然而，该增加不能利用当前可用的、有生产价值的器件概念来实现。为了增加开关速度，必须超越当前器件架构来减少或消除器件的寄生元件。在增加器件性能的同时，要降低生产成本，例如降低到二分之一。当前架构的成本添加因素（adder）主要归因于使用昂贵的深UV（紫外）光刻工艺和相关联的结构化工艺的四个附加的光刻水平（EW（发射极窗口）、BA（基极链路）、DA（发射极接触着陆焊盘）、EA（双极型晶体管到金属化接触结构））。为了降低成本，必须简化工艺流程，关键工艺容限需要被降低或消除以便改进产量潜力。换言之，用于操作在几GHz至THz范围内的应用的HBT（异质结双极型晶体管）器件必须满足关于具有小容限的开关速度（品质因数，例如fMax、ringo-延迟tau）的数个竞争的且冲突的要求，而同时保持制造成本为低并且产量为高。最大振荡频率（fMax）受基极区的电阻中的寄生引线和基极/集电极二极管的寄生重叠电容的强烈影响。高开关速度还要求陡峭的掺杂分布，从而限制HBT器件结构的实现之后的附加热预算。
技术实现思路
实施例提供一种用于制造双极结型晶体管的方法。方法包括：-提供包括第一导电类型的埋覆层的半导体衬底；-在集电极注入区中对半导体衬底进行掺杂，以获取平行于半导体衬底的表面并且从半导体衬底的表面延伸到埋覆层的第一导电类型的集电极注入；-在半导体衬底的表面上提供第二导电类型的基极层，基极层覆盖集电极注入；-在基极层上提供牺牲发射极结构，其中牺牲发射极结构的区域的投影被集电极注入的区域围起；-通过围绕被牺牲发射极结构覆盖的基极层的区域的基极层的区域部分地相反掺杂集电极注入。另外的实施例提供一种双极结型晶体管，包括：包含第一导电类型的埋覆层的半导体衬底；平行于半导体衬底的表面并且从半导体衬底的表面延伸到埋覆层的第一导电类型的集电极；布置在半导体衬底的表面上的第二导电类型的基极层，基极层覆盖集电极；以及布置在基极层上的第一导电类型的发射极，其中发射极包括直接布置在基极层上的在隔离间隔物下方突出的切口，其中发射极的区域的投影被集电极的区域围起；其中集电极自对准到发射极。附图说明图1示出根据实施例的用于制造双极结型晶体管的方法的流程图；图2示出在提供半导体衬底的步骤之后的制造期间的双极结型晶体管的示意性横截面视图；图3示出在集电极注入区中对半导体衬底进行掺杂以获取第一导电类型的集电极注入的步骤之后的制造期间的双极结型晶体管的示意性横截面视图；图4示出在半导体衬底的表面上提供第二导电类型的基极层的步骤之后并且在基极层上提供牺牲发射极结构的步骤的中间步骤之后的制造期间的双极结型晶体管的示意性横截面视图；图5示出在提供牺牲发射极结构的步骤之后的制造期间的双极结型晶体管的示意性横截面视图；图6示出在通过围绕被牺牲发射极结构覆盖的基极层的区域的基极层的区域部分地相反掺杂集电极注入以获取自对准到牺牲发射极结构的集电极的步骤之后的制造期间的双极结型晶体管的示意性横截面视图；图7示出在基极层上提供基极接触层之后的制造期间的双极结型晶体管的示意性横截面视图；图8示出在移除牺牲发射极以获取发射极窗口之后的制造期间的双极结型晶体管的示意性横截面视图；图9示出在发射极窗口中提供第一导电类型的发射极层以获取发射极之后的制造期间的双极结型晶体管的示意性横截面视图；图10示出在部分地移除发射极层至少直至基极接触层以获取发射极窗口中的发射极之后的制造期间的双极结型晶体管的示意性横截面视图；图11在图表中示出在以nm计的深度之上绘制的以cm3计的硼（B）浓度；图12示出在发射极、第一基极接触层和沟槽上提供埋覆层之后并且在提供接触发射极的发射极接触和接触第一基极接触层的基极接触之后的制造期间的双极结型晶体管的示意性横截面视图；图13示出在半导体衬底的表面上提供第二导电类型的基极层的步骤之后并且在基极层上提供牺牲发射极结构的步骤的中间步骤之后的制造期间的双极结型晶体管的示意性横截面视图；图14示出在提供牺牲发射极结构的步骤之后的制造期间的双极结型晶体管的示意性横截面视图；图15示出在通过围绕被牺牲发射极结构覆盖的基极层的区域的基极层的区域部分地相反掺杂集电极注入以获取自对准到牺牲发射极结构的集电极的步骤期间的制造期间的双极结型晶体管的示意性横截面视图；图16示出在基极层上提供基极接触层60之后的制造期间的双极结型晶体管的示意性横截面视图；图17示出在移除牺牲发射极以获取发射极窗口并且在发射极窗口中提供第一导电类型的发射极层以获取发射极之后的制造期间的双极结型晶体管的示意性横截面视图；图18示出在部分地移除发射极层至少直至基极接触层以获取发射极窗口中的发射极之后的制造期间的双极结型晶体管的示意性横截面视图；以及图19示出在发射极、基极接触层和沟槽上提供用于接触孔蚀刻的SiN停止层之后并且在提供接触发射极的发射极接触和接触基极接触层的基极接触之后的制造期间的双极结型晶体管的示意性横截面视图。具体实施方式以下，随后将参照所附各图来讨论本专利技术的实施例，其中向具有相同或类似功能的对象或元件提供同样的参考标号，使得其描述相互适用且可互换。图1示出根据实施例的用于制造双极结型晶体管的方法100的流程图。在第一步骤102中，提供包括第一导电类型的埋覆层的半导体衬底。在第二步骤104中，在集电极注入区中对半导体衬底进行掺杂，以获取平行于半导体衬底的表面并且从半导体衬底的表面延伸到埋覆层的第一导电类型的集电极注入。在第三步骤106中，在半导体衬底的表面上提供第二导电类型的基极层，基极层覆盖集电极注入。在第四步骤108中，在基极层上提供牺牲发射极结构，其中牺牲发射极结构的区域的投影被集电极注入的区域围起。在第五步骤110中，通过围绕被牺牲发射极结构覆盖的基极层的区域的基极层的区域，部分地相反掺杂集电极注入。随后，描述用于制造异质结双极型晶体管器件的方法100的实施例，其导致具有特性结构特征的器件HBT结构。如将从以下讨论变得明显的，相比于其他概念，工艺流程较不复杂，如在所使用的光刻水平中所测量的那样。要指出的是，出于简单原因，在各图中，已经省略了使用通过选择性外延生长的集电极的选项。图2示出在提供半导体衬底12的步骤102之后的制造期间的双极结型晶体管10的示意性横截面视图。如图2中示出的，半导体衬底12包括第一导电类型的埋覆层14。半导体衬底12可以具有第二导电类型。例如，第一导电类型可以是n型半导体，即具有自由电子作为电荷载流子的半导体材料，其中第二导电类型可以是p型半导体，即具有空穴作为电荷载流子的半导体材料。自然，第一导电类型还可以是p型半导体，其中第二导电类型可以是n型半本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于制造双极结型晶体管的方法，所述方法包括：提供包括第一导电类型的埋覆层的半导体衬底；在集电极注入区中对半导体衬底进行掺杂，以获取平行于半导体衬底的表面并且从半导体衬底的表面延伸到埋覆层的第一导电类型的集电极注入；在半导体衬底的表面上提供第二导电类型的基极层，基极层覆盖集电极注入；在基极层上提供牺牲发射极结构，其中牺牲发射极结构的区域的投影被集电极注入的区域围起；通过围绕被牺牲发射极结构覆盖的基极层的区域的基极层的区域部分地相反掺杂集电极注入。

【技术特征摘要】
2016.05.02 DE 102016207536.51.一种用于制造双极结型晶体管的方法，所述方法包括：提供包括第一导电类型的埋覆层的半导体衬底；在集电极注入区中对半导体衬底进行掺杂，以获取平行于半导体衬底的表面并且从半导体衬底的表面延伸到埋覆层的第一导电类型的集电极注入；在半导体衬底的表面上提供第二导电类型的基极层，基极层覆盖集电极注入；在基极层上提供牺牲发射极结构，其中牺牲发射极结构的区域的投影被集电极注入的区域围起；通过围绕被牺牲发射极结构覆盖的基极层的区域的基极层的区域部分地相反掺杂集电极注入。2.根据权利要求1所述的方法，其中衬底包括从半导体的表面延伸到衬底的深度方向中的沟槽；其中对半导体衬底进行掺杂包括在沟槽之间的集电极注入区中对半导体衬底进行掺杂。3.根据权利要求2所述的方法，其中对半导体衬底进行掺杂包括在完全在沟槽之间延伸的集电极注入区中对半导体衬底进行掺杂，以获取完全在沟槽之间延伸的集电极注入。4.根据权利要求1至3中的一项所述的方法，其中对半导体衬底进行掺杂包括提供盖层并且部分地打开盖层，以获取限定集电极注入区的开口。5.根据权利要求1至4中的一项所述的方法，其中提供基极层包括至少在邻近于集电极注入的区域中在半导体衬底的表面上外延地生长基极层。6.根据权利要求1至6中的一项所述的方法，其中提供牺牲发射极结构包括在基极层上提供隔离层和在隔离层上提供牺牲发射极层。7.根据权利要求6所述的方法，其中提供牺牲发射极结构包括部分地移除牺牲发射极层，以获取牺牲发射极，其中牺牲发射极的区域的投影被集电极注入的区域围起。8.根据权利要求7所述的方法，其中提供牺牲发射极结构包括提供牺牲发射极的侧壁上的侧面隔离层。9.根据权利要求8所述的方法，其中提供牺牲发射极结构包括部分地移除隔离层，使得隔离层在牺牲发射极下方突出并且使得隔离层的区域的投影被集电极注入的区域围起。10.根据权利要求9所述的方法，其中提供牺牲发射极结构包括在隔离层和侧面隔离层上提供隔离间隔物，以获取牺牲发射极结构。11.根据权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：D曼格，S特根，
申请(专利权)人：英飞凌科技德累斯顿有限责任公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE