專利名稱：用于雙極晶體管中改善的對(duì)準(zhǔn)容限的方法和有關(guān)結(jié)構(gòu)的制作方法
背景技術(shù)：
發(fā)明領(lǐng)域本發(fā)明涉及半導(dǎo)體器件的制造領(lǐng)域。本發(fā)明尤其涉及雙極晶體管的制造。
背景技術(shù)：
在一種雙極晶體管中，尤其本申請(qǐng)中用作實(shí)例的異質(zhì)結(jié)雙極晶體管(HBT)，薄硅鍺(SiGe)層生長(zhǎng)作為硅晶片上的雙極晶體管的基極。與常規(guī)的硅雙極晶體管相比，SiGe HBT具有速度、頻率響應(yīng)和增益方面的顯著優(yōu)點(diǎn)。可以通過截止頻率比較速度和頻率響應(yīng)，簡(jiǎn)單地說，該截止頻率就是晶體管的增益顯著降低時(shí)的頻率。已為SiGe HBT實(shí)現(xiàn)了超過100GHz的截止頻率，這可以與更昂貴的GaAs相比。以前，只含硅的器件對(duì)于需要非常高的速度和頻率響應(yīng)的使用已沒有競(jìng)爭(zhēng)力。
由于硅鍺的特殊優(yōu)點(diǎn)，諸如更窄的帶隙和更小的電阻率，SiGe HBT的更高的增益、速度和頻率響應(yīng)是可能的。在需要高速度和高頻率響應(yīng)的技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)，這些優(yōu)點(diǎn)使得硅鍺器件比只含硅的器件更有競(jìng)爭(zhēng)力。上述高速度和高頻率響應(yīng)的優(yōu)點(diǎn)尤其需要SiGe HBT發(fā)射極窗開口的合適對(duì)準(zhǔn)以及最小的SiGe基極電阻。
在SiGe HBT中形成發(fā)射極窗開口的常規(guī)方法中，在單晶SiGe基極的頂面上的基極氧化層上形成兩個(gè)二氧化硅(氧化物)間隔物。犧牲柱形成于這兩個(gè)氧化物間隔物之間，接著基極離子植入未由犧牲柱和氧化物間隔物保護(hù)的SiGe基極的區(qū)域中。隨后，例如，犧牲柱和氧化物間隔物由非晶硅的共形層覆蓋。接著，諸如光阻材料的一層掩模材料沉積于非晶硅的共形層上。隨后，通過在掩模材料層中形成圖案和蝕刻開口來形成發(fā)射極窗清除開口，以便露出非晶硅的共形層。接著，通過蝕刻共形的非晶硅層和犧牲柱形成發(fā)射極窗開口。隨后，蝕刻發(fā)射極窗開口中的基極氧化物層以露出基極的頂面。隨后，例如，通過在基極頂面上的兩個(gè)氧化物間隔物之間沉積多晶硅來形成SiGe HBT的發(fā)射極。所形成的發(fā)射極的寬度與犧牲柱的寬度大致相等。
理想地，發(fā)射極窗口清除開口的寬度等于犧牲柱的寬度。但是，由于用來使發(fā)射極窗清除開口形成圖案的每個(gè)光刻工具都經(jīng)受某種程度的失配，所以必須考慮對(duì)準(zhǔn)容限。例如，如果發(fā)射極窗清除開口與200.0納米(nm)寬的犧牲柱對(duì)準(zhǔn)，則正負(fù)85.0的光刻對(duì)準(zhǔn)容限需要在掩模材料中被蝕刻的發(fā)射極窗清除開口具有至少370.0nm的寬度。但是，隨著發(fā)射極窗清除開口的寬度的增加，露出超出間隔物外邊的區(qū)域以及蝕刻入SiGe基極的風(fēng)險(xiǎn)就會(huì)增加。蝕刻入SiGe基極所引起的破壞不利地影響SiGe HBT的性能。
在沒有損失SiGe HBT的性能的情況下，SiGe HBT的制造中采用的常規(guī)方法不能提供合適的光刻對(duì)準(zhǔn)邊緣。例如，為了避免以上蝕刻入SiGe基極的風(fēng)險(xiǎn)，在使發(fā)射極窗清除開口形成圖案時(shí)，常規(guī)方法通常增加間隔物的寬度來完全包含光刻工具的對(duì)準(zhǔn)容限范圍。但是，通過增加間隔物的寬度，下面的SiGe基極的大部分被屏蔽不受后續(xù)的基極離子植入步驟，因此保持未摻雜。這增加了SiGe基極的電阻并負(fù)面影響了SiGe HBT的性能。因此，在SiGe HBT的制造中，控制光刻對(duì)準(zhǔn)邊緣的常規(guī)方法通常犧牲SiGe基極電阻，以避免破壞SiGe基極的風(fēng)險(xiǎn)。
因此，本技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)需要一種雙極晶體管，諸如SiGe HBT，它能提供改善了的對(duì)準(zhǔn)容限而不不期望地降低性能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)一種用于改善雙極晶體管中的對(duì)準(zhǔn)容限的方法以及有關(guān)結(jié)構(gòu)。本發(fā)明涉及并解決了本技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的需要，即改善諸如SiGe HBT的雙極晶體管中的對(duì)準(zhǔn)容限而不會(huì)不期望地降低性能。
根據(jù)一個(gè)實(shí)例性實(shí)施例，一種雙極晶體管包括含頂面的基極。例如，這種雙極晶體管可以是NPN硅鍺異質(zhì)結(jié)雙極晶體管。該異質(zhì)結(jié)雙極晶體管進(jìn)一步包括第一內(nèi)間隔物和第二內(nèi)間隔物，它們位于基極的頂面上。例如，該第一和第二內(nèi)間隔物可以是氧化硅。異質(zhì)結(jié)雙極晶體管進(jìn)一步包括基極頂面上的鄰近于第一內(nèi)間隔物的第一外間隔物和鄰近于第二內(nèi)間隔物的第二外間隔物。例如，第一和第二外間隔物可以位于基極的植入摻雜物區(qū)上并可以包括氧化硅。例如，植入的摻雜物可以是硼。
根據(jù)該實(shí)例性實(shí)施例，異質(zhì)結(jié)雙極晶體管進(jìn)一步包括位于第一和第二內(nèi)間隔物之間的發(fā)射極。該發(fā)射極例如可以包括多晶硅。異質(zhì)結(jié)雙極晶體管可以進(jìn)一步包括位于第一和第二外間隔物之間的中間氧化物層。該中間氧化物層例如可以包括氧化硅。異質(zhì)結(jié)雙極晶體管可以進(jìn)一步包括所述中間氧化物層上的非晶層。非晶層例如可以包括非晶硅。異質(zhì)結(jié)雙極晶體管可以進(jìn)一步包括非晶層上的抗反射涂覆層。該抗反射涂覆層例如可以包括氮氧化硅。在另一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明是實(shí)現(xiàn)上述雙極晶體管的方法。通過以下的詳細(xì)描述和附圖，本發(fā)明的其它特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)將使本技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的普通技術(shù)人員顯而易見。
附圖概述

圖1說明了在采用實(shí)施本發(fā)明實(shí)施例的步驟之前的實(shí)例性NPN HBT的某些零件的剖視圖。
圖2示出用來實(shí)施本發(fā)明實(shí)施例的步驟的流程圖。
圖3A說明了對(duì)應(yīng)于圖2中的特定步驟的剖視圖，它們包括根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例處理的硅晶片的一些部分。
圖3B說明了對(duì)應(yīng)于圖2中的特定步驟的剖視圖，它們包括根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例處理的硅晶片的一些部分。
圖3C說明了對(duì)應(yīng)于圖2中的特定步驟的剖視圖，它們包括根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例處理的硅晶片的一些部分。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明針對(duì)用于雙極晶體管中改善的對(duì)準(zhǔn)容限的方法和有關(guān)結(jié)構(gòu)。以下的描述包含涉及本發(fā)明的實(shí)施的說明性信息。本技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的熟練技術(shù)人員將理解，可以按與本申請(qǐng)中具體討論的方式不同的方式實(shí)施本發(fā)明。此外，為了使本發(fā)明更加清楚，沒有討論本發(fā)明的某些具體細(xì)節(jié)。本申請(qǐng)中未描述的具體細(xì)節(jié)包含于本技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的普通技術(shù)人員的知識(shí)范圍內(nèi)。
本申請(qǐng)中的附圖和它們的詳細(xì)描述僅僅針對(duì)本發(fā)明的實(shí)例性實(shí)施例。為保持簡(jiǎn)潔，本申請(qǐng)中沒有特別描述且附圖中也沒有特別示出利用本發(fā)明原理的本發(fā)明的其它實(shí)施例。
圖1示出了實(shí)例性結(jié)構(gòu)100，它被用來描述本發(fā)明。圖1中省去的特定細(xì)節(jié)和零件，它們是本技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的普通技術(shù)人員所顯見的。結(jié)構(gòu)100包括SiGe異質(zhì)結(jié)雙極晶體管(HBT)的集電極102和基極127。本實(shí)施例中，集電極102是N型單晶硅，它可以按本技術(shù)領(lǐng)域中已知的方式使用摻雜物擴(kuò)散工藝形成。在本實(shí)施例中，基極127是可以通過LPCVD工藝外延地沉積的P型SiGe單晶?；鶚O127可以用硼離子植入以實(shí)現(xiàn)上述P型摻雜。如圖1所示，基極127位于集電極102上并與其形成接合區(qū)。在本實(shí)施例中，基極接觸件122是可以通過低壓化學(xué)汽相沉積(LPCVD)工藝外延地沉積的多晶SiGe?；鶚O127和基極接觸件122在接觸件多晶材料和基極單晶材料之間的界面123處相互連接。基極127具有上表面124。
如圖1所示，由N+型材料(即相對(duì)較重地?fù)诫s了N型材料)構(gòu)成的埋入層106按本技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)已知的方式形成于硅襯底107中。同樣由N+型材料構(gòu)成的集電極沉塊(sinker)108通過較高濃度的摻雜物從集電極沉塊108的表面向下到埋入層106的擴(kuò)散而形成。與集電極沉塊108一起的埋入層106提供從集電極102起通過埋入層106和集電極沉塊108到集電極接觸件(在所有的圖中都沒有示出集電極接觸件)的低電阻電通路。深槽112和場(chǎng)氧化物絕緣區(qū)114、115和116可以由二氧化硅(SiO2)材料構(gòu)成并可按本技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)已知的方式形成。深槽112和場(chǎng)氧化物絕緣區(qū)114、115和116按本技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的已知方式提供與硅襯底107上的其它器件的電絕緣。因此，圖1示出，結(jié)構(gòu)100包括用于在基底127上由N型多晶硅構(gòu)成的發(fā)射極形成之前的階段形成HBT的幾個(gè)零件和部件。
圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的流程圖200，它描述了包含圖1的結(jié)構(gòu)100的晶片的處理過程中的一些步驟。流程圖200中省去了特定的細(xì)節(jié)和零件，它們是本技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的普通技術(shù)人員顯見的。例如，步驟可以由一個(gè)或多個(gè)子步驟構(gòu)成或者可以涉及特定設(shè)備或材料，如本技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)已知的。
流程圖200中指出的步驟210到250足夠用來描述本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，本發(fā)明的其它實(shí)施例可以采用與流程圖200中所示的不同的步驟。應(yīng)注意，流程圖200中示出的處理步驟在晶片上進(jìn)行，在步驟210之前，該晶片包括圖1所示的結(jié)構(gòu)100。特別是，晶片包括基極127的頂面124，在該頂面上在“發(fā)射極窗開口”中形成由N型多晶硅構(gòu)成的發(fā)射極。
現(xiàn)在參考圖3A，圖3A的結(jié)構(gòu)300示出圖1的結(jié)構(gòu)100的一部分。結(jié)構(gòu)100的基極127和頂面124在結(jié)構(gòu)300中分別示作基極327和頂面324。簡(jiǎn)便起見，諸如基極接觸件122、界面123、集電極102、埋入層106、硅襯底107、集電極沉塊108、深槽112以及場(chǎng)氧化物區(qū)114、115和116等其它構(gòu)件都未在結(jié)構(gòu)300中示出。因此，結(jié)構(gòu)300示出了包含基極327的頂面324的一部分晶片，在根據(jù)圖2的流程圖200中示出的本發(fā)明實(shí)施例處理晶片之前，在該頂面上在發(fā)射極窗開口中進(jìn)行由N型多晶硅構(gòu)成的發(fā)射極的形成。特別是，結(jié)構(gòu)300示出了在流程圖200的處理步驟210之前的一部分晶片。
此外，圖3A、3B和3C中的結(jié)構(gòu)310、315、320、325、330、335、340、345和350分別示出了在結(jié)構(gòu)300上執(zhí)行圖2中流程圖200的步驟210、215、220、225、230、235、240、245和250的結(jié)果。例如，結(jié)構(gòu)310示出處理步驟210之后的結(jié)構(gòu)300，結(jié)構(gòu)315示出執(zhí)行步驟215之后的結(jié)構(gòu)310，結(jié)構(gòu)320示出執(zhí)行步驟220之后的結(jié)構(gòu)315，等等。
繼續(xù)圖2中的步驟210和圖3A中的結(jié)構(gòu)310，流程圖200的步驟210包括結(jié)構(gòu)300的頂面324上的氧化硅(或“氧化物”)層(即基極氧化物層312)上自對(duì)準(zhǔn)的犧牲柱(sacrificial post)(即犧牲柱314)的形成。犧牲柱314用作犧牲發(fā)射極柱，它在后續(xù)步驟中真實(shí)發(fā)射極的沉積之前被除去。此外，犧牲柱314可以通過圖案形成和蝕刻一層多晶硅而形成，該層多晶硅可以通過本技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)已知的化學(xué)汽相沉積(CVD)在基極氧化物層312上沉積。應(yīng)注意，氧化硅在本申請(qǐng)中也稱作“氧化物”?；鶚O氧化物層312可以通過圖案形成和蝕刻一層氧化硅形成，該層氧化物例如可在約650.0到700.0℃的溫度下通過LPCVD工藝沉積。在一個(gè)實(shí)施例中，基極氧化物層312具有約100.0埃的厚度，并用作提供對(duì)后續(xù)蝕刻步驟的控制的蝕刻中止層。通過圖3A中結(jié)構(gòu)310說明流程圖200的步驟210的結(jié)果。
參考圖2中的步驟215和圖3A中的結(jié)構(gòu)315，在流程圖200的步驟215處在犧牲柱314上沉積氧化硅的共形層。所沉積的氧化硅的共形層被深蝕刻以形成一對(duì)氧化物間隔物，即內(nèi)間隔物317和318。例如，內(nèi)間隔物317和318可以通過使用基于氯的蝕刻劑(例如CF4/CHF3)各向異性地蝕刻氧化硅的共形層而形成。例如，內(nèi)間隔物317和318的高度和寬度可以分別通過犧牲柱314的高度和所沉積的氧化硅層的厚度進(jìn)行控制。
用于形成內(nèi)間隔物317和318的各向異性蝕刻對(duì)于犧牲柱314是有選擇的。換句話說，各向異性蝕刻將不會(huì)侵蝕犧牲柱314。但是，各向異性蝕刻沒有高氧化物-對(duì)-硅的蝕刻選擇性，這引起超出內(nèi)間隔物317和318外邊的區(qū)域中基極327的蝕刻。例如，從SiGe基極327的頂面上蝕刻掉約75.0到100.0埃的硅。由于SiGe基極327包含P型摻雜物，例如硼，在步驟215中內(nèi)間隔物317和318的深蝕刻期間，會(huì)損失硼離子。在本實(shí)施例中，內(nèi)間隔物317和318可以由一層氧化硅形成，它在約450.0℃下通過等離子體增強(qiáng)的化學(xué)汽相沉積(PECVD)工藝進(jìn)行沉積。參考圖3A，流程圖200的步驟215的結(jié)果由結(jié)構(gòu)315示出。
繼續(xù)圖2中的步驟220和圖3B中的結(jié)構(gòu)320，在流程圖200的步驟220處，進(jìn)行自對(duì)準(zhǔn)的基極植入，即第一基極植入332。例如，第一基極植入332可以通過將摻雜物離子植入基極327的頂面324上的植入?yún)^(qū)342和343(它們是“非本征基極區(qū)”)進(jìn)行。植入?yún)^(qū)342和343分別從內(nèi)間隔物317和318的外側(cè)邊向外延伸，并指定暴露給第一基極植入332的基極327的這部分頂面324。但是，在內(nèi)間隔物317和318以及犧牲柱314下面的這部分基極327被保護(hù)不受第一基極植入332。通過在基極327中植入摻雜物離子，第一基極植入332減小了基極327的電阻，從而改善了基極327的電性能。此外，第一基極植入332將上述步驟215中內(nèi)間隔物317和318形成期間所損失的摻雜物離子重新引入基極327。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，第一基極植入332可以是較淺的P型硼植入。參考圖3B，流程圖200的步驟220的結(jié)果由結(jié)構(gòu)320示出。
參考圖2中的步驟225和圖3B中的結(jié)構(gòu)325，在流程圖200的步驟225處，氧化硅的共形層沉積于犧牲柱314以及內(nèi)間隔物317和318上。將所沉積的氧化硅的共形層深蝕刻以形成第二對(duì)氧化物間隔物，即外間隔物327和328。外間隔物327和328分別與內(nèi)間隔物317和318鄰接。通過形成一組更寬的間隔物，外間隔物327和328的形成有效地增加了內(nèi)間隔物317和318的寬度。換句話說，內(nèi)間隔物317和外間隔物327有效地形成一個(gè)較寬的間隔物，而內(nèi)間隔物318和外間隔物328有效地形成另一個(gè)較寬的間隔物。沿基極327的頂面324測(cè)量的外間隔物327和328的寬度分別由外間隔物寬度348和349表示。在后續(xù)步驟中對(duì)發(fā)射極窗清除層352的開口的處理步驟期間，外間隔物327和328提供對(duì)基極327的附加保護(hù)。換句話說，外間隔物327和328有利地向發(fā)射極窗清除層的開口提供附加的光刻對(duì)準(zhǔn)邊緣。
外間隔物327和328例如可以通過用基于氯的蝕刻劑(例如，CF4/CHF3)各向異性地蝕刻氧化硅的共形層而形成。用來形成外間隔物327和328的各向異性蝕刻對(duì)犧牲柱314是有選擇的。換句話說，各向異性蝕刻將不會(huì)侵蝕犧牲柱314。但是，如同在步驟215中，步驟225中的蝕刻沒有高氧化物-對(duì)-硅的蝕刻選擇性，這引起基極327的頂面324的某些蝕刻。例如，從SiGe基極327的頂面324上蝕刻掉約75.0到100.0埃的硅。在本實(shí)施例中，外間隔物327和328可以由一層氧化硅形成，它通過PECVD工藝進(jìn)行沉積。參考圖3B，流程圖200的步驟225的結(jié)果由結(jié)構(gòu)325示出。
繼續(xù)圖2中的步驟230和圖3B中的結(jié)構(gòu)330，在流程圖200的步驟230處，進(jìn)行第二自對(duì)準(zhǔn)的基極植入，即第二基極植入334。第二基極植入334可以按與上述第一基極植入332相類似的方式進(jìn)行，例如具有相同類型的植入離子和基本相同的能量水平。將摻雜物離子植入基極327的頂面324的植入?yún)^(qū)346和347，它們是“非本征基極區(qū)”。植入?yún)^(qū)346和347從外間隔物327和328的外側(cè)邊向外延伸，并指定暴露給第二基極植入334的這部分基極327的頂面324。但是，內(nèi)間隔物317和318、外間隔物327和328以及犧牲柱314之下的那部分SiGe基極327被保護(hù)不受第二基極植入。應(yīng)注意，在步驟225中，由外間隔物寬度348和349表示的這部分基極327經(jīng)受第一基極植入332，因此已經(jīng)被摻雜了。作為第二基極植入334中摻雜物離子植入的結(jié)果，進(jìn)一步降低了基極327的電阻。此外，第二基極植入334將在步驟225中外間隔物327和328形成期間損失的摻雜物離子重新引入基極327。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，第二基極植入334可以是較淺的P型硼植入。
在本實(shí)施例中，如上所述，在步驟215中形成第一對(duì)間隔物(內(nèi)間隔物317和318)，接著在步驟220中進(jìn)行第一基極摻雜332，并步驟225中形成第二對(duì)間隔物(外間隔物327和328)，接著在步驟230中進(jìn)行第二基極植入334。在另一個(gè)實(shí)施例中，繼之以離子植入的前述間隔物形成的順序可以按需要重復(fù)許多次以實(shí)現(xiàn)所需的間隔物寬度。因此，本發(fā)明有利地實(shí)現(xiàn)了光刻對(duì)準(zhǔn)邊緣的增加而不損害基極327的摻雜，即不增加基極327的電阻和負(fù)面影響SiGe HBT器件的性能。結(jié)果，本發(fā)明有利地實(shí)現(xiàn)了對(duì)基極327的摻雜和電阻的更好的控制，同時(shí)通過增加光刻對(duì)準(zhǔn)邊緣改善SiGe HBT的可制造性。參考圖3B，流程圖200的步驟230的結(jié)果通過結(jié)構(gòu)330示出。
繼續(xù)圖2中的步驟235和圖3B中的結(jié)構(gòu)335，在流程圖200的步驟235處，在犧牲柱314、內(nèi)間隔物317和318、外間隔物327和328以及基極327的頂面324的暴露區(qū)域上共形地沉積氧化硅的薄層，即中間氧化物層316。中間氧化物層316用作絕緣層以提供對(duì)基極327的保護(hù)。在一個(gè)實(shí)施例中，中間氧化物層316的厚度可以是約300.0到400.0埃。接著，非晶層321共形地沉積在中間氧化物層316上。非晶層321可以包括非晶硅。在另一個(gè)實(shí)施例中，非晶層321可以由非晶SiGe或非晶碳化硅構(gòu)成的層代替。隨后，抗反射涂覆(ARC)層322共形地沉積在非晶層321上。ARC層322可以包括無機(jī)材料，諸如氮氧化硅。ARC層322的添加提供了許多功能，諸如減少了“面下反射”，它會(huì)通過將不期望曝光的那部分光阻材料曝光而劣化光阻材料的圖像限定。圖像限定的劣化是光刻期間零件的尺度控制損失的因素。更特別地，在后續(xù)步驟中的發(fā)射極窗開口的印刷上，ARC層322提供增強(qiáng)的光刻控制。參考圖3B，流程圖200的步驟235的結(jié)果通過結(jié)構(gòu)335示出。
參考圖2中的步驟240和圖3中的結(jié)構(gòu)340，在步驟240處，將一層掩模材料(即發(fā)射極窗清除層352)沉積于結(jié)構(gòu)335的表面上。發(fā)射極窗清除層352可以包含諸如光阻材料的掩模材料。隨后，在發(fā)射極窗清除層352中，將發(fā)射極窗清除開口353對(duì)準(zhǔn)、形成圖案和蝕刻。在本實(shí)施例中，光刻工藝可用于在發(fā)射極窗清除層352上對(duì)準(zhǔn)發(fā)射極窗清除開口353并將其形成圖案。發(fā)射極窗清除寬度354表示發(fā)射極窗清除層352中開口353的寬度。在本發(fā)明中，發(fā)射極窗清除寬度354被設(shè)計(jì)成足夠?qū)捯源_保解決光刻的對(duì)準(zhǔn)容限后犧牲柱314的曝光。例如，如果犧牲柱314是200.0nm寬且光刻的對(duì)準(zhǔn)容限是正負(fù)85.0nm，則發(fā)射極窗清除寬度354應(yīng)至少為370.0nm。因此，犧牲柱314的每側(cè)上，間隔物寬度必須是至少85.0nm以保護(hù)基極327不受失配引起的破壞。換句話說，內(nèi)間隔物317和外間隔物327的組合寬度必須是至少85.0nm，且內(nèi)間隔物318和外間隔物328的組合寬度必須是至少85.0nm以保護(hù)基極327不受由于失配引起的破壞?；鶚O氧化物312的選擇性蝕刻完成了發(fā)射極窗開口368的形成。參考圖3C，流程圖200的步驟240的結(jié)果通過結(jié)構(gòu)340示出。
繼續(xù)圖2中的步驟245和圖3B中的結(jié)構(gòu)345，在流程圖200的步驟245處，通過一系列的增加、選擇的蝕刻步驟形成發(fā)射極窗開口368，其最終終止于基極327的頂面324處。步驟245開始于ARC層322中目標(biāo)區(qū)域的圖案形成和蝕刻以露出非晶層314。通過采用本技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)已知的選擇性蝕刻工藝，僅蝕刻ARC層235，且非晶層321用作選擇性蝕刻工藝的蝕刻中止層。接著，發(fā)射極窗開口368通過非晶層321的選擇性蝕刻延伸。在非晶層321的選擇性蝕刻期間，中間氧化物層316用作蝕刻中止層。隨后，按本技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)已知的方式選擇性地蝕刻中間氧化物層316以露出犧牲柱314，進(jìn)一步延伸發(fā)射極窗開口368。在中間氧化物層316的選擇性蝕刻期間，犧牲柱314用作蝕刻中止層。接著，按本技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)已知的方式選擇性地蝕刻犧牲柱314，露出基極氧化物層312，并進(jìn)一步延伸發(fā)射極窗開口368。在犧牲柱314的選擇性蝕刻期間，內(nèi)間隔物317和318的垂直側(cè)壁會(huì)經(jīng)受某些側(cè)向蝕刻。在本實(shí)施例中，例如可以使用HF濕蝕刻來蝕刻基極氧化物層312。在基極氧化物層312的選擇性蝕刻期間，基極327的頂面324提供蝕刻中止。參考圖3C，流程圖200的步驟245的結(jié)果在結(jié)構(gòu)345中示出。
繼續(xù)圖2中的步驟250和圖3C中的結(jié)構(gòu)350，在步驟250中，通過在基極327的頂面324上的內(nèi)間隔物317和318之間的發(fā)射極窗開口368中沉積多晶材料來形成發(fā)射極326。在一個(gè)實(shí)施例中，發(fā)射極326可以包括N型多晶硅并可以具有基本等于發(fā)射極窗開口368的寬度。參考圖3C，流程圖200的步驟250的結(jié)果通過結(jié)構(gòu)350示出。
在上述方式中，本發(fā)明提供了改善了的光刻對(duì)準(zhǔn)邊緣而不損害基極電阻。與不期望地犧牲基極電阻來實(shí)現(xiàn)合適的光刻對(duì)準(zhǔn)邊緣的常規(guī)方法相比，本發(fā)明有利地實(shí)現(xiàn)了合適的光刻對(duì)準(zhǔn)邊緣而不會(huì)不期望地減小基極電阻。本發(fā)明采用內(nèi)間隔物317和318以及外間隔物327和328來實(shí)現(xiàn)兩個(gè)自對(duì)準(zhǔn)基極植入(即，第一基極植入332和第二基極植入334)的獨(dú)立控制。這樣，本發(fā)明提供了改善的器件可制造性和諸如SiGe HBT的雙極晶體管中非本征基極區(qū)的更好的控制。
通過以上的詳細(xì)揭示可以理解，本發(fā)明提供了用于諸如SiGe HBT的雙極晶體管中改善了的對(duì)準(zhǔn)容限的方法。雖然將本發(fā)明描述為應(yīng)用于異質(zhì)結(jié)雙極晶體管的制造，但本技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的普通技術(shù)人員可方便地了解如何將本發(fā)明應(yīng)用于需要改善的對(duì)準(zhǔn)容限的類似情況中。
通過以上本發(fā)明的描述，明顯的是，各種技術(shù)都可以用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的概念而不背離其范圍和精神。此外，雖然已參考特定實(shí)施例描述了本發(fā)明，但本技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的普通技術(shù)人員可以理解，可以在形式上和細(xì)節(jié)上進(jìn)行變化而不背離本發(fā)明的精神和范圍。例如，如上所述，層321可以由非晶SiGe、非晶碳化硅構(gòu)成的可選層或甚至諸如包含多晶硅或多晶碳化硅的層的非非晶層代替，而不背離本發(fā)明的范圍。
所述實(shí)施例在所有方面都被認(rèn)為是說明性而非限制性的。例如，雖然在上述本發(fā)明的具體實(shí)施例中，發(fā)射極326被描述為多晶發(fā)射極，但它也可以使用非晶硅發(fā)射極，它被重新結(jié)晶以形成多晶硅發(fā)射極，或者甚至使用例如通過MBE(分子束外延)或MOCVD(金屬有機(jī)化學(xué)汽相沉積)技術(shù)制成的單晶硅發(fā)射極。因此，應(yīng)理解，本發(fā)明不限于這里描述的特殊實(shí)施例，而是能重新排列、修改和替換而不背離本發(fā)明的范圍。
因此，已描述了雙極晶體管中改善的對(duì)準(zhǔn)容限的方法和有關(guān)結(jié)構(gòu)。
權(quán)利要求
1.一種雙極晶體管，其特征在于，包括基極，它具有頂面；第一內(nèi)間隔物和第二內(nèi)間隔物，位于所述基極的所述頂面上；第一外間隔物和第二外間隔物，它們位于所述基極的所述頂面上，所述第一外間隔物鄰近于所述第一內(nèi)間隔物且所述第二外間隔物鄰近于所述第二內(nèi)間隔物；發(fā)射極，它位于所述第一內(nèi)間隔物和所述第二內(nèi)間隔物之間。
2.如權(quán)利要求1所述的雙極晶體管，其特征在于，所述第一和所述第二外間隔物位于所述基極的被植入的摻雜物區(qū)上。
3.如權(quán)利要求2所述的雙極晶體管，其特征在于，所述被植入的摻雜物是硼。
4.如權(quán)利要求1所述的雙極晶體管，其特征在于，所述第一和所述第二內(nèi)間隔物包括氧化硅。
5.如權(quán)利要求1所述的雙極晶體管，其特征在于，所述第一和所述第二外間隔物包括氧化硅。
6.如權(quán)利要求1所述的雙極晶體管，其特征在于，進(jìn)一步包括中間氧化物層，它位于所述第一和所述第二外間隔物上。
7.如權(quán)利要求6所述的雙極晶體管，其特征在于，所述中間氧化物層包括氧化硅。
8.如權(quán)利要求6所述的雙極晶體管，其特征在于，進(jìn)一步包括非晶層，它位于所述中間氧化物層上。
9.如權(quán)利要求8所述的雙極晶體管，其特征在于，所述非晶層包括非晶硅。
10.如權(quán)利要求8所述的雙極晶體管，其特征在于，進(jìn)一步包括抗反射涂覆層，它位于所述非晶層上。
11.如權(quán)利要求10所述的雙極晶體管，其特征在于，所述抗反射涂覆層包括氮氧化硅。
12.如權(quán)利要求1所述的雙極晶體管，其特征在于，所述發(fā)射極包括多晶硅。
13.如權(quán)利要求1所述的異質(zhì)結(jié)雙極晶體管，其特征在于，所述雙極晶體管是NPN硅鍺異質(zhì)結(jié)雙極晶體管。
14.一種用于制造雙極晶體管的方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟在基極的頂面上制造第一內(nèi)間隔物和第二內(nèi)間隔物；形成鄰近于所述第一內(nèi)間隔物的第一外間隔物和鄰近于所述第二內(nèi)間隔物的所述第二外間隔物；在所述基極的所述頂面上所述第一內(nèi)間隔物和所述第二內(nèi)間隔物之間沉積發(fā)射極。
15.如權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，進(jìn)一步包括在所述制造步驟之后和在所述形成步驟之前在所述基極中植入摻雜物的步驟。
16.如權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于，所述摻雜物是硼。
17.如權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，所述第一和所述第二內(nèi)間隔物包括氧化硅。
18.如權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，所述第一和所述第二外間隔物包括氧化硅。
19.如權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，進(jìn)一步包括在所述形成步驟之后在所述第一和所述第二外間隔物上沉積中間氧化物層的步驟。
20.如權(quán)利要求19所述的方法，其特征在于，所述中間氧化物層包括氧化硅。
21.如權(quán)利要求19所述的方法，其特征在于，進(jìn)一步包括在所述中間氧化物層上沉積非晶層的步驟。
22.如權(quán)利要求21所述的方法，其特征在于，所述非晶層包括非晶硅。
23.如權(quán)利要求21所述的方法，其特征在于，進(jìn)一步包括在所述非晶層上沉積抗反射涂覆層的步驟。
24.如權(quán)利要求23所述的方法，其特征在于，所述抗反射涂覆層包括氮氧化硅。
25.如權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，所述發(fā)射極包括多晶硅。
26.如權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，所述雙極晶體管是NPN硅鍺異質(zhì)結(jié)雙極晶體管。
全文摘要
根據(jù)一個(gè)實(shí)例性實(shí)施例，諸如異質(zhì)結(jié)雙極晶體管(HBT)的雙極晶體管包括具有頂面(324)的基極(327)。HBT進(jìn)一步包括第一內(nèi)間隔物(317)和第二內(nèi)間隔物(318)，它們位于基極的頂面上。HBT進(jìn)一步包括鄰近于第一內(nèi)間隔物(317)的第一外間隔物(327)和鄰近于基極(327)的頂面(324)上的第二內(nèi)間隔物(318)的第二外間隔物(328)。根據(jù)該實(shí)例性實(shí)施例，HBT進(jìn)一步包括位于第一和第二內(nèi)間隔物(317，318)之間的發(fā)射極(326)。HBT可以進(jìn)一步包括位于第一和第二外間隔物(327，328)上的中間氧化物層(316)。HBT可以進(jìn)一步包括位于所述中間氧化物層(316)上的非晶層(321)。HBT還可以包括非晶層(321)上的抗反射涂覆層(322)。
文檔編號(hào)H01L29/788GK101048859SQ03813127
公開日2007年10月3日 申請(qǐng)日期2003年5月8日 優(yōu)先權(quán)日2002年6月4日
發(fā)明者K·F·蘇伊格拉弗 申請(qǐng)人:以爵士半導(dǎo)體公司營業(yè)的紐波特有限公司