[发明专利]包括应力层的横向双极结型晶体管以及方法

说明书

本发明涉及包括应力层的横向双极结型晶体管以及方法，揭示具有横向双极结型晶体管(BJT)的半导体结构。此半导体结构可很容易地集成于先进绝缘体上硅(SOI)技术平台中。而且，为保持或提升性能特性(例如，截止频率(fT)/最大振荡频率(fmax)以及贝塔截止频率)(否则这些特性将因该BJT的取向从垂直变为横向而受到负面影响)，该半导体结构还可包括部分覆盖该横向BJT以增强电荷载流子迁移率的介电应力层(例如，在NPN型晶体管的情况的拉伸应变层，或者在PNP型晶体管的情况的压缩应变层)，且该横向BJT可被配置为横向异质结双极型晶体管(HBT)。本发明还揭示形成该半导体结构的方法。

技术领域

本发明涉及半导体结构，尤其涉及包括横向双极结型晶体管(bipolar junctiontransistor；BJT)的半导体结构的实施例以及形成该半导体结构的方法的实施例。

背景技术

与利用先进绝缘体上硅(silicon-on-insulator；SOI)处理技术平台(例如，全耗尽绝缘体上硅(fully-depleted silicon-on-insulator；FDSOI)处理技术平台)制造互补金属氧化物半导体(CMOS)设计相关的优点包括例如降低功率、减少面积消耗、降低成本、高性能、多个核心阈值电压(Vt)选择等。在此类SOI晶片上制造的CMOS设计用于各种应用中，包括但不限于物联网(Internet-of-Things；IOT)装置、可穿戴装置、智能手机处理器、汽车电子装置、以及射频集成电路(radiofrequency integrated circuit；RFIC)(包括毫米波(mmWave)IC)。由于BJT往往具有较大的驱动且通常被认为比场效应晶体管(fieldeffecttransistor；FET)更适合模拟功能，因此这些相同的应用可通过包括双极结型晶体管(BJT)来获益。然而，通常将此类BJT形成为垂直装置(例如，具有衬底中的集极(collector)、在该集极上方对齐的基极(base)、以及在该基极上方对齐的发射极(emitter))，其不容易集成于先进SOI处理技术平台中。

发明内容

本文中揭示半导体结构的实施例。该半导体结构可包括横向双极结型晶体管(BJT)。该横向BJT可包括集极，发射极，以及横向位于该集极与该发射极之间的基极。该半导体结构还可包括第一介电层，尤其仅部分覆盖该横向BJT的介电应力层，其一端位于该集极与该发射极之间的该横向BJT上方。例如，该第一介电层可位于该集极上方，并且还延伸至该基极上，以使该第一介电层的一端在该基极上方对齐。

本文中揭示在先进绝缘体上硅(silicon-on-insulator；SOI)技术平台中形成的半导体结构的实施例。在这些实施例中，该半导体结构可包括半导体衬底，位于该半导体衬底上的绝缘体层，以及位于该绝缘体层上的半导体层。该半导体结构可包括横向双极结型晶体管(BJT)，尤其横向异质结双极型晶体管(heterojunction bipolartransistor；HBT)。该横向HBT可包括基极。该基极可包括位于该半导体层内的第一基极区，位于该第一基极区上的第二基极区，以及位于该第二基极区上并宽于该第二基极区的第三基极区。该横向HBT还可包括集极及发射极。该基极可横向位于该集极与该发射极之间。而且，该集极及该发射极可由第一半导体材料制成，而至少该第二基极区可由不同于该第一半导体材料的第二半导体材料制成，从而提供异质结。该半导体结构还可包括第一介电层，尤其仅部分覆盖该横向BJT的介电应力层，其一端位于该集极与该发射极之间的该横向HBT上方。例如，该第一介电层可位于该集极上方，并且还延伸至该基极上，以使该第一介电层的一端在该基极上方对齐。

本文中还揭示用于形成上述半导体结构的方法实施例。该方法实施例可包括形成横向双极结型晶体管(BJT)，该横向双极结型晶体管包括集极、发射极，以及横向位于该集极与该发射极之间的基极。该方法实施例还可包括形成第一介电层，尤其部分覆盖该横向BJT的介电应力层，其一端位于该集极与该发射极之间的该横向BJT上方。

附图说明

通过参照附图自下面的详细说明将更好地理解本发明，该些附图并不一定按比例绘制，且其中：