具有到掺杂半导体阱的发射极/集电极接触的双极型晶体管结构和相关方法技术

本公开的实施例提供了一种具有到掺杂半导体阱的发射极/集电极(E/C)接触的横向双极型晶体管结构和相关方法。根据本公开的双极型晶体管结构可以包括位于半导体衬底上方的掺杂半导体阱。绝缘区位于掺杂半导体阱上。基极层位于绝缘区上，以及发射极/集电极(E/C)层位于绝缘区上并且与基极层的第一侧壁相邻。到掺杂半导体阱的E/C接触包括与绝缘区相邻的下部和与E/C层相邻并电耦合的上部。和与E/C层相邻并电耦合的上部。和与E/C层相邻并电耦合的上部。

【技术实现步骤摘要】
具有到掺杂半导体阱的发射极/集电极接触的双极型晶体管结构和相关方法


[0001]本公开涉及双极型晶体管。

技术介绍

[0002]本公开涉及双极型晶体管。目前的技术是诸如逻辑门、双极型晶体管、场效应晶体管(FET)和电容器的某些微型器件的原子级缩放。具有数百万个此类器件的电路芯片很常见。双极型晶体管的结构限定了它在工作期间的若干特性。传统集成电路可以采用竖直(vertical)双极型晶体管或其他类型的双极型晶体管，但是这些类型的器件可能具有较高的成本和/或不满足某些要求的操作参数。双极型晶体管，特别是横向双极型晶体管的各种替代配置为各种操作提供足够的电性能，但以牺牲其他物理特性为代价。在一些器件或操作环境中，某些双极型晶体管结构会带来工作温度升高的风险。

技术实现思路

[0003]本公开的说明性方面被设计为解决本文描述的问题和/或未讨论的其他问题。
[0004]本公开的实施例提供了一种双极型晶体管结构，其包括：位于半导体衬底上方的掺杂半导体阱；位于所述掺杂半导体阱上的绝缘区；位于所述绝缘区上的基极层；位于所述绝缘区上并且与所述基极层的第一侧壁相邻的发射极/集电极(E/C)层；以及到所述掺杂半导体阱的E/C接触，所述E/C接触包括与所述绝缘区相邻的下部和与所述E/C层相邻并电耦合的上部。
[0005]本公开的其他实施例提供了一种双极型晶体管结构，其包括：位于半导体衬底上方的掺杂半导体阱；位于所述掺杂半导体阱上的绝缘区；位于所述绝缘区上的基极层；位于所述绝缘区上并且与所述基极层的第一侧壁相邻的第一发射极/集电极(E/C)层；到所述掺杂半导体阱的第一E/C接触，所述第一E/C接触包括与所述绝缘区相邻的下部和与所述第一E/C层相邻并电耦合的上部；位于所述绝缘区上并且与所述基极层的跟所述第一侧壁相对的第二侧壁相邻的第二E/C层；以及到所述第二E/C层的第二E/C接触，其中，所述第二E/C接触的下表面位于所述第二E/C层的上表面上，并且位于所述绝缘区上方。
[0006]本公开的附加实施例提供了一种形成双极型晶体管结构的方法，其包括：在半导体衬底上方形成掺杂半导体阱；在所述掺杂半导体阱上方的绝缘层上形成基极层；在绝缘区上并且与所述基极层的第一侧壁相邻地形成发射极/集电极(E/C)层；以及形成到所述掺杂半导体阱的E/C接触，所述E/C接触包括与所述绝缘区邻近的下部和与所述E/C层相邻并电耦合的上部。
附图说明
[0007]通过以下结合描绘本公开各种实施例的附图进行的对本公开各方面的详细描述时，将更容易理解本公开的这些和其他特征，其中：
[0008]图1提供了根据本公开的实施例的待处理初始结构的截面图。
[0009]图2提供了根据本公开的实施例的形成第一接触开口的截面图。
[0010]图3提供了根据本公开的实施例的形成第二接触开口的截面图。
[0011]图4提供了根据本公开的实施例的在接触开口中形成发射极/集电极(E/C)接触的截面图。
[0012]图5提供了根据本公开的实施例的形成基极接触以形成双极型晶体管结构的截面图。
[0013]图6提供了根据本公开的其他实施例的双极型晶体管结构的截面图。
[0014]图7提供了根据本公开的实施例的双极型晶体管结构的平面图。
[0015]请注意，本公开的附图不一定按比例绘制。附图仅旨在描绘本公开的典型方面，因此不应视为限制本公开的范围。在附图中，相似的标号表示附图之间的相似元素。
具体实施方式
[0016]在下面的描述中，参考了形成本专利技术一部分的附图，并且其中以图示的方式示出了可以实践本教导的特定示例性实施例。这些实施例的描述足够详细以使本领域技术人员能够实践本教导，应当理解，在不脱离本教导的范围的情况下，可以使用其他实施例并且可以进行更改。因此，以下描述仅是说明性的。
[0017]将理解，当诸如层、区域或衬底的元素被称为位于另一元素“上”或“上方”时，它可以直接地位于另一元素上、或者也可以存在中间元素。与此形成对比，当元素被称为“直接位于另一元素上”或“直接位于另一元素上方”时，不存在任何中间元素。还应当理解，当一个元素被称为“被连接”或“被耦接”到另一元素时，它可以被直接地连接或耦接到另一元素、或者可以存在中间元素。与此形成对比，当一个元素被称为“被直接连接”或“被直接耦接”到另一元素时，不存在任何中间元素。
[0018]说明书中对本公开的“一个实施例”或“实施例”及其的其他变型的提及意味着结合该实施例描述的特定特征、结构、特性等被包括在本公开的至少一个实施例中。因此，短语“在一个实施例中”或“在实施例中”以及出现在说明书各处的任何其他变型不一定都指同一实施例。应当理解，例如在“A/B”、“A和/或B”以及“A和B中的至少一者”的情况下使用“/”、“和/或”和“至少一者”中的任一者旨在包含仅选择第一个列出的选项(a)、或仅选择第二个列出的选项(B)、或同时选择这两个选项(A和B)。作为其他示例，在“A、B和/或C”和“A、B和C中的至少一者”的情况下，这些短语旨在包含仅选择第一个列出的选项(A)、或仅选择第二个列出的选项(B)、或仅选择第三个列出的选项(C)、或仅选择第一个和第二个列出的选项(A和B)、或仅选择第一个和第三个列出的选项(A和C)、或仅选择第二个和第三个列出的选项(B和C)、或选择所有这三个选项(A和B和C)。如本领域普通技术人员显而易见的，该情况可扩展用于所列出的许多项。
[0019]本公开的实施例提供了一种双极型晶体管结构，其中，到晶体管的发射极或集电极端子的发射极/集电极接触延伸(例如，穿过掩埋绝缘体层)到位于双极型晶体管结构下方的掺杂半导体阱。掺杂半导体阱可以位于半导体衬底上方并且在其上方可以具有绝缘区。基极层可以位于绝缘区上，例如，以使得绝缘区将掺杂半导体阱与基极层竖直分隔。由掺杂半导体材料形成的E/C层也可以位于绝缘区上并且与基极层的侧壁相邻。双极型晶体
管结构包括到掺杂半导体阱的E/C接触，即，该E/C接触可以具有与掺杂半导体阱热连通的下表面或侧壁。E/C接触的下部与绝缘区相邻，以及E/C接触的上部与E/C层相邻并电耦合。
[0020]诸如本公开的实施例中的那些的双极结型晶体管(BJT)结构使用多个“P
‑
N结”来操作。术语“P
‑
N”是指具有不同导电类型(即，P型和N型)的两种相邻材料，导电类型可以通过相邻材料内的掺杂剂引发。当在器件中形成时，P
‑
N结可以用作二极管。二极管是一种双端子元件，其行为不同于两个电接触点之间的导电或绝缘材料。具体而言，二极管在一个电压偏置方向(即，“正向”方向)上提供从一个接触到另一接触的高导电性，但在相反方向(即，“反向”方向)上几乎不提供导电性。在P
‑
N结的情况下，二极管的正向和反向方向的取向取决于施加到一个或全部两个端子的材料组成上的偏置的类型和大小，这会影响势垒的大小。在两种半导体材料之间的结的情况下，势垒将沿着本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种双极型晶体管结构，包括：位于半导体衬底上方的掺杂半导体阱；位于所述掺杂半导体阱上的绝缘区；位于所述绝缘区上的基极层；位于所述绝缘区上并且与所述基极层的第一侧壁相邻的发射极/集电极E/C层；以及到所述掺杂半导体阱的E/C接触，所述E/C接触包括与所述绝缘区相邻的下部和与所述E/C层相邻并电耦合的上部。2.根据权利要求1所述的双极型晶体管结构，还包括：附加E/C层，其位于所述绝缘区上并且与所述基极层的跟所述第一侧壁相对的第二侧壁相邻；以及到所述附加E/C层的附加E/C接触，其中，所述附加E/C接触位于所述绝缘区上方并且不包括与所述掺杂半导体阱的界面。3.根据权利要求1所述的双极型晶体管结构，还包括：栅极结构，其位于所述绝缘区上并且水平地远离所述E/C层，其中，所述E/C接触的一部分位于所述栅极结构的上表面上。4.根据权利要求1所述的双极型晶体管结构，其中，所述E/C层和所述掺杂半导体阱具有相同的掺杂类型。5.根据权利要求1所述的双极型晶体管结构，还包括：间隔物，其位于所述E/C层上并且与所述基极层的侧壁相邻，其中，所述间隔物水平地位于所述E/C接触和所述基极层之间。6.根据权利要求5所述的双极型晶体管结构，其中，所述E/C层包括：第一E/C材料，其位于所述绝缘区上并且与所述基极层的所述第一侧壁相邻；以及第二E/C材料，其位于所述第一E/C材料上，所述第二E/C材料包括与所述间隔物相邻的第一侧壁和与所述E/C接触相邻的第二侧壁。7.根据权利要求6所述的双极型晶体管结构，其中，所述E/C层还包括：E/C硅化物，其位于所述第二E/C材料上，所述E/C硅化物包括与所述间隔物相邻的第一侧壁和与所述E/C接触相邻的第二侧壁，其中，所述E/C接触的一部分位于所述E/C硅化物上。8.一种双极型晶体管结构，包括：位于半导体衬底上方的掺杂半导体阱；位于所述掺杂半导体阱上的绝缘区；位于所述绝缘区上的基极层；位于所述绝缘区上并且与所述基极层的第一侧壁相邻的第一发射极/集电极E/C层；到所述掺杂半导体阱的第一E/C接触，所述第一E/C接触包括与所述绝缘区相邻的下部和与所述第一E/C层相邻并电耦合的上部；位于所述绝缘区上并且与所述基极层的跟所述第一侧壁相对的第二侧壁相邻的第二E/C层；以及到所述第二E/C层的第二E/C接触，其中，所述第二E/C接触的下表面位于所述第二E/C层的上表面上，并且位于所述绝缘区上方。9.根据权利要求8所述的双极型晶体管结构，还包括：栅极结构，其位于所述绝缘区上并且水平地远离所述第一E/C层，其中，所述第一E/C接触的一部分位于所述栅极结构的上表面上。
10.根据权利要求8所述的双极型晶体管结构，其中，所述第一E/...

【专利技术属性】
技术研发人员：余鸿，V，
申请(专利权)人：格芯美国集成电路科技有限公司，
类型：发明
国别省市：