[发明专利]使用选择性介质淀积的双极晶体管及其制造方法

说明书

技术领域

本发明通常涉及双极晶体管。更具体而言，本发明涉及具有增强的性能的双极晶体管。

背景技术

除了场效应晶体管、电阻、二极管、电容器之外，通常半导体电路还包括双极晶体管。由于常常需要制造双极晶体管以提供具有更快速度的半导体电路，因此在半导体电路领域双极晶体管是需要的。

虽然在半导体电路中，双极晶体管提供了性能上的有益效果，但其并不是完全没有问题。双极晶体管通常更难于制造，因此与场效应晶体管相比，典型地，双极晶体管需要更复杂的制造工艺。给定这样的制造工艺的复杂性，与场效应晶体管制造工艺相比，双极晶体管需要较高的热预算。较高的热预算增加了有害的效应例如不希望的掺杂剂扩散效应的可能性。

在用于制造双极晶体管的可能的方法中，通常自对准方法是希望的。通常，用于制造双极晶体管的自对准方法的特征在于不使用会带来光刻偏差的光刻方法将发射极区域对准到基极区域。与使用非自对准方法制造的双极晶体管相比，自对准双极晶体管具有性能优势。具体而言，典型地，与使用非自对准方法制造的双极晶体相比，自对准的双极晶体管具有更高的震荡频率、减小的寄生基极电阻以及减小的噪声。

在半导体制造领域中公知自对准的双极晶体管结构及其制造方法。

例如，Okita在美国专利NO.5,234,844中，教导了用于超高速集成电路的自对准的双极晶体管结构及其制造方法。在所参考的该现有技术中，自对准的双极晶体管结构具有基本上同轴对称的结构。

此外，Inoue等在“Self-Aligned Complementary Bipolar TransistorsFabricated with a Selective-Oxidation Mask”，IEEE Trans.on ElectronDevices，Vol.34(10)，1987，pp.2146-52中教导了使用了2μm外延层和非LOCOS沟槽隔离的自对准的双极晶体管。在所参考的该现有技术中，通过穿过氮化硅层的离子注入形成有源基极和发射极区域。

需要另外的自对准的双极晶体管结构及其制造方法，该另外的自对准双极晶体管结构具有增强的性能并易于制造。

发明内容

本发明提供了一种包括自对准双极晶体管的半导体结构，以及用于制造所述半导体结构的方法。

根据本发明的半导体结构包括半导体衬底，所述半导体衬底包括集电极区域和位于所述集电极区域之上并接触所述集电极区域的内部基极表面区域。所述半导体结构还包括位于所述半导体衬底之上的垂直间隔物层。所述垂直间隔物层具有对准所述内部基极表面区域的孔。所述孔具有嵌入到所述孔的侧壁内并对准所述孔的侧壁的水平间隔物层。所述半导体结构还包括位于所述孔内并接触所述内部基极表面区域的发射极层。

一种用于制造根据本发明的半导体结构的方法，包括：注入横向连接至半导体衬底内的内部基极表面区域的外部基极区域。使用在屏蔽介质层上设置的离子注入掩模层进行所述注入。所述半导体衬底包括位于所述离子注入掩模层之下的所述内部基极表面区域和位于所述内部基极表面区域之下的集电极区域。所述方法还包括在注入所述外部基极区域之后，在邻近所述离子注入掩模层的所述屏蔽介质层上选择性地淀积垂直间隔物层。所述方法还包括从所述屏蔽介质层剥离所述离子注入掩模层以在所述垂直间隔物层内产生孔。在所述孔的基底处暴露所述屏蔽介质层。所述方法还包括去除在所述孔的所述基底处的所述屏蔽介质层。最后，所述方法包括将发射极层形成到所述孔内并使所述发射极层接触所述内部基极表面区域。

另一用于制造半导体结构的方法包括：使用在半导体衬底上的屏蔽介质层上设置的离子注入掩模层注入横向连接至内部基极表面区域的外部基极区域，所述半导体衬底具有位于所述离子注入掩模层之下的所述内部基极表面区域和在所述内部基极表面区域之下设置的集电极区域。所述另一方法还包括在注入所述外部基极区域之后，在所述屏蔽介质层之上选择性地生长垂直间隔物层并使所述垂直间隔物层侵占邻近的所述离子注入掩模层的顶表面。所述另一方法还包括从所述屏蔽介质层蚀刻掉所述离子注入掩模层以在所述垂直间隔物层内产生孔。在所述孔的基底处暴露所述屏蔽介质层，并在所述孔的侧壁内嵌入水平间隔物层并使所述水平间隔物层与所述孔的侧壁对准。所述另一方法还包括去除在所述孔的所述基底处的所述屏蔽介质层。所述另一方法还包括将发射极层形成到所述孔中并使所述发射极层接触所述内部基极表面区域。

附图说明