双极晶体管FINFET技术制造技术

技术编号:3167630 阅读:135 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
除其它内容外,本文论述了具有在衬底上的至少一个CMOS晶体管和在衬底上的至少一个鳍式双极晶体管的设备及制作设备的方法。

【技术实现步骤摘要】

本文所述各种实施例一般涉及晶体管技术,更具体地说,涉及制 作晶体管的设备和方法。
技术介绍
双极晶体管广泛使用于半导体器件中。在一些电子电路应用中,期望利用双极晶体管和CMOS器件。虽然很早以来就共识缩小电子组件的尺寸是所期望的,但不容易 确定实现此目的的可行方式,且并未产生可预测的效果。在半导体领域中,不断缩小半导体器件尺寸的愿望不是渐进地小幅度缩小半导体各个方面的尺寸,而是要求在基本结构上及制作该结 构的方式上进行大幅更改。由于包括缩小半导体尺寸的多个原因,通过CMOS技术制造的场 效晶体管已成了用于存储器电路的标准,在存储器电路中,大量的半 导体器件封装到集成电路芯片上。CMOS技术的使用 一般允许从使用 双极晶体管器件实现的缩小来缩小半导体器件尺寸。存在多种电路应用,其中要处理在不断增大的频率下的不断增大 的驱动电流。在此类应用中,双极晶体管的电流处理容量是所期望的, 虽然其尺寸是个缺点。另外,双极晶体管可能并非对于特定电路的所 有工作约束都是最佳解决方案。
技术实现思路
本专利技术涉及一种i殳备,包括 覆盖在衬底上的至少一个CMOS晶体管;以及 覆盖在所述衬底上的至少 一个鳍式双极晶体管。本专利技术涉及一种晶体管,包括在沿衬底表面上支撑的鳍片结构的轴的一个位置处的发射极区;在沿所述鳍片结构的轴末端的另 一位置处的集电极区;在所述发射极与集电极区之间的基极区;以及覆盖在所述衬底的表面上的接触线,所述接触线耦合到所述鳍片 结构的所述集电极与发射极区之间的所述鳍片结构的所述基极区,并 在所述衬底的表面上提供横向双极晶体管基电极。本专利技术涉及一种方法,包括在衬底表面上形成植入物;选择性蚀刻晶圓表面以形成包括部分所述植入物的拉长鳍片;形成与所述鳍片的相对末端相邻的集电极/发射极区;形成在所述集电极/发射极区中间的基极区。所述植入物是集电极植入物。所述方法还包括在所述鳍片上形成 牺牲栅极层叠;以及通过倾斜施加所述集电极/发射极植入物以将所述 鳍片的轻掺杂集电极区遮蔽在所述牺牲栅极层叠之后,将所述轻掺杂 集电极区形成为所述集电4^l/发射极区之一的一部分。本专利技术涉及一种方法,包括在晶圆表面上形成至少一个集电极植入物;选择性地蚀刻所述晶圆表面以形成具有集电极区的至少 一个拉 长双极鳍片和具有源^L/漏极区的至少一个拉长CMOS鳍片,所述集 电极区包括部分所述集电极植入物;在与所述集电极区相邻的至少一个双极鳍片上形成基极并与所 述至少一个双极鳍片接触,并且在至少一个CMOS鳍片上形成栅极并 与所述至少一个CMOS鳍片绝缘;以及形成与所述至少 一个双极鳍片的末端相邻的发射极/集电极接触植入区,并形成与所述至少一个CMOS鳍片的末端相邻的源才X/漏极接触区。本专利技术涉及一种方法,包括在晶圆表面上形成至少 一 个集电极植入物;选择性地蚀刻所述晶圆表面以形成具有集电极区的至少 一个拉 长双极鳍片和具有源极/漏极区的至少一个拉长CMOS鳍片,所述集 电极区包括部分所述集电极植入物;在与所述集电极区相邻的至少一个双极鳍片上形成牺牲栅极 结构并与所述至少一个双极鳍片接触,并且在至少一个CMOS鳍片上形成牺牲栅极结构并与所述至少一个CMOS鳍片绝缘;在双极和CMOS中形成侧壁隔离物并对FinFET施加延伸植入物 掺杂;在发射极/集电极区与基极区之间形成氮化物隔离物; 定义所述双极中要容纳发射极和重集电极掺杂的区,并将集电极 /发射纟及植入物施加到所述双极,将源漏极植入物施加到所述FinFET; 通过沉积平坦化材料而进行平坦处理;蚀刻栅极层叠材料到所述平坦化材料和隔离物的表面,在所述鳍 片上的牺牲电介质上停止; 形成内部隔离物; 施加基极植入物掺杂; 蚀刻栅极区以移除牺牲电介质; 沉积棚-极介电层;以光刻方式选择所述FinFET中的双极区; 移除所述栅极氧化层;在所述栅极层叠中沉积基电极和栅电极材料;以及形成与所述至少 一个双极鳍片的末端相邻的发射极/集电极接触 植入物区,并形成与所述至少一个CMOS鳍片的末端相邻的源术l/漏 极接触区。附图说明图1以透视方式示出根据本专利技术至少一个实施例的双极晶体管;图2A-2D是沿图1的剖面线2-2'得到的,在制造过程的各阶段中 图1的双极晶体管的制造中间物的详细剖视图3A-3D是沿图1剖面线3-3得到的,在制造过程的各阶段中使 用图5过程制造的图1双极晶体管的制造中间物的详细剖视图4A和4B是^f吏用图6过程制造的图2B和3B中所示的双^f及晶 体管的制造中间物的另 一实施例剖视图5是在同一衬底上制造鳍式双极和FinFET晶体管中的一些过 程步骤的实施例的流程图6是在同一衬底上制造鳍式双极和FinFET晶体管中的一些过 程步骤的实施例的流程图7是在同一衬底上制造鳍式双极和FinFET晶体管中的一些过 程步骤的实施例的流程图;以及图8A-8B和9A-9B是使用图7过程制造的图2B和3B中所示的 双极晶体管的制造中间物的另 一实施例剖视图。具体实施例方式为获得双极晶体管和CMOS器件提供的有利工作特征,存在需要 在单个电路中使用双极晶体管和CMOS晶体管的情况。由于在下面论 述中将更明显的原因,制造双极器件和CMOS器件都在同 一芯片上的 集成电路需要不仅仅是将CMOS和双极晶体管制造中使用的制造步 骤简单组合的解决方案。BiCMOS电路中的双极晶体管一般形成为垂直双极晶体管。缩小 此类器件的尺寸经常通过具有陡而窄的基极掺杂剖面的垂直比例布 置(vertical scaling)而实现。 一些集成BiCMOS结构4吏用了珪锗双^L 晶体管。此类器件中器件速度的提高通过缩小基极宽度来实现。但此 类器件中的平面集成的实现经常要以性能级别大大降低为代价,这是 因为使用垂直双极晶体管和平面CMOS集成时,可用的半导体特性尺 寸已太大。 双极晶体管和CMOS器件的制造过程根本上是不同的。为此,运 用普通技术实现具有双极和CMOS器件两者的电路可通过在不同芯 片上形成双极和CMOS器件而解决。但由于器件和用于互连它们的电 路的物理尺寸的原因,将此类混合电路互连的困难导致了性能级别降 低。为克服这些困难,已提议了各种双极和CMOS技术解决方案。迄 今为止,在单个芯片上提供BiCMOS的尝试已十分复杂,这至少部分 是因为在将BiCMOS和双极制造操作进行组合的情况下制造过程步 骤的不可预测性所致。那些集成工作一般将目标定位于将双极器件形 成为大多数双极器件典型的垂直层叠区。随着工艺发展到使CMOS器件越来越小,此类比例布置工作的尺 寸限制超过了使用常规光刻技术可实现的程度。为解决此需要,设想 了 FinFET器件以便允许制造比使用平面CMOS器件制造过程可实现 的尺寸小几个数量级的CMOS器件。通过使用对以前用于形成FinFET器件的鳍片(fin)形成技术的修 改,在包括FinFET CMOS器件和鳍式(finned)双极晶体管两者的单个 晶圆衬底上形成混合电路是可能的。本专利技术主题的实施例允许在单个 芯片衬底上形成FinFET和鳍式双极器件两者。通过使用我们修改的 制造过程的实施例,尺寸极小的FinFET和鳍式双极晶体管均可在单 个芯片上形成的混合集成电路中产生。在图1中,示出了混合集成电路的鳍式双极晶体管1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种设备,包括: 覆盖在衬底上的至少一个CMOS晶体管;以及 覆盖在所述衬底上的至少一个鳍式双极晶体管。

【技术特征摘要】
US 2007-8-13 11/8379721.一种设备,包括覆盖在衬底上的至少一个CMOS晶体管;以及覆盖在所述衬底上的至少一个鳍式双极晶体管。2. 如权利要求l所述的设备,其中所述至少一个CMOS晶体管 至少之一是FinFET晶体管。3. 如权利要求1所述的设备,其中所述CMOS晶体管在操作上 耦合到所述鳍式双极晶体管。4. 一种晶体管,包括在沿村底表面上支撑的鳍片结构的轴的一个位置处的发射极区;在沿所述鳍片结构的轴末端的另一位置处的集电极区;在所述发射极与集电极区之间的基极区;以及覆盖在所述衬底的表面上的接触线,所述接触线耦合到所述鳍片 结构的所述集电极与发射极区之间的所述鳍片结构的所述基极区,并 在所述衬底的表面上提供横向双极晶体管基电极。5. 如权利要求4所述的晶体管,其中所迷接触线栅极结构是导电 材料。6. 如权利要求5所述的晶体管,其中所迷导电材料是含金属材料 或者是一种金属。7. 如权利要求5所述的晶体管,其中所述导电材料是多晶硅。8. 如权利要求4所述的晶体管,其中所述发射极区、所述集电极 区以及所述基极区由从硅、锗、碳化硅、砷化镓及磷化铟组成的一组 半导体材料中选择的 一种或多种半导体材料制成。9. 如权利要求4所述的晶体管,其中所述发射极包括重掺杂区。10. 如权利要求4所述的晶体管,其中所述集电极包括重掺杂子 区和在所述基极与所述重掺杂子区之间的轻掺杂子区。11. 如权利要求4所述的晶体管,其中所述衬底是埋氧(BOX)层。12. 如权利要求4所述的晶体管,其中在所述村底、所述发射极、 所述集电极、所述基极与所述基^ l接触结构之间的空间填充有 BPSG(掺杂硼磷的硅玻璃)或Si02(二氧化硅)。13. —种方法,包括 在衬底表面上形成植入物;选择性蚀刻晶圆表面以形成包括部分所述植入物的拉长鳍片; 形成与所述鳍片的相对末端相邻的集电+及/发射极区; 形成在所述集电极/发射极区中间的基极区。14. 如权利要求13所述的方法,其中所述植入物是集电极植入物。15. 如权利要求13所述的方法,还包括 在所述鳍片上形成抗蚀剂^r;f莫;以及通过利用在所述鳍片的轻掺杂集电极区上的所述抗蚀剂掩模阻 止所述集电极/发射极植入物的施加,将所述轻掺杂集电极区形成为所 述集电极/发射极区之一的一部分。16. 如权利要求13所述的方法,还包括 在所述鳍片上形成牺牲栅极层叠;以及通过倾斜所述集电极/发射极植入物的施加以将所述鳍片的轻掺 杂集电极区遮蔽在所述牺牲栅极层叠之后,将所述轻掺杂集电极区形 成...

【专利技术属性】
技术研发人员:R卡科施克K施吕菲尔
申请(专利权)人:英飞凌科技股份公司
类型:发明
国别省市:DE[德国]

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