JP2005244224A - 薄い埋め込み酸化膜(box)上に反転コレクタを備える、低基板バイアス動作用極薄soiバイポーラ・トランジスタおよびその方法 - Google Patents
薄い埋め込み酸化膜(box)上に反転コレクタを備える、低基板バイアス動作用極薄soiバイポーラ・トランジスタおよびその方法 Download PDFInfo
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Abstract
【解決手段】本発明のバイポーラ・トランジスタは、バイアス電圧を受ける導電性裏側電極と、この導電性裏側電極の上に位置する絶縁層と、第1導電型のドーパントを含有するベース、およびこのベースに隣接し第2導電型のドーパントを含有する外因性コレクタを備え、さらに絶縁層の上に位置する第1半導体層と、ベースの一部分の上に位置し第2導電型のドーパントを含有する第2半導体層を備えるエミッタとを備える。この導電性裏側電極にバイアスがかけられて、ベース中に第1半導体層と絶縁層の界面で反転電荷層が形成される。
【選択図】図3
Description
12 SOI基板(第1絶縁層の上の第1半導体層)
14 Si含有基板層
16 厚いBOX
18 第1半導体層
20 アンダーカット
22 薄いBOX
22u 薄いBOXの上側
22l 薄いBOXの下側
24 導電性裏側電極
26 トレンチ
28 トレンチ分離領域
30 スリーン酸化膜
32 ダミー・エミッタ
34 窒化物含有層
36 窒化膜スペーサ
38 パターン付きマスク
40 n型ドーパント・イオン
41 外因性コレクタ
41’ 盛上った外因性コレクタ
42 別のパターン付きマスク
44 p型ドーパント・イオン
45 外因性ベース
45’ 盛上った外因性ベース
46 エッチ・ストップ層
48 平坦化材料
50 エミッタ開口
52 エミッタ(・フィンガ)
54 ハードマスク
56 金属シリサイド
58 相互接続誘電体
60 コンタクト開口を有する金属コンタクト
62 反転電荷層
100 ベース
102 活性区域
106 金属パッド
Claims (30)
- バイアス電圧を受ける導電性裏側電極と、
前記導電性裏側電極の上に位置する絶縁層と、
前記絶縁層の上に位置する第1半導体層であって、第1導電型のドーパントを含むベースと第2導電型のドーパントを含む外因性コレクタとを備え、前記外因性コレクタが前記ベースに隣接する第1半導体層と、
前記ベースの一部分の上に位置する、第2導電型のドーパントの第2半導体層からなるエミッタとを備え、
前記導電性裏側電極は、前記ベース領域中の前記第1半導体層と前記絶縁層の界面に反転電荷層を形成するようにバイアスされることを含む、バイポーラ・トランジスタ。 - 前記ベースの一部分をドープして外因性ベースを形成する、請求項1に記載のバイポーラ・トランジスタ。
- 前記外因性ベースと、前記エミッタと、前記外因性コレクタと、前記導電性裏側電極の露出表面のそれぞれがシリサイドを含む、請求項2に記載のバイポーラ・トランジスタ。
- 前記シリサイドが、相互接続絶縁膜中に形成されたコンタクト開口内のシリサイドの上に位置する金属シリサイドと接触している、請求項3に記載のバイポーラ・トランジスタ。
- 前記エミッタが単一のフィンガを備える、請求項1に記載のバイポーラ・トランジスタ。
- 前記エミッタが複数のフィンガを備える、請求項1に記載のバイポーラ・トランジスタ。
- 前記外因性コレクタおよび前記外因性ベースが盛上った領域である、請求項2に記載のバイポーラ・トランジスタ。
- スペーサが前記エミッタの側壁上に位置する、請求項1に記載のバイポーラ・トランジスタ。
- 前記絶縁層が1〜15nmの厚さの薄い絶縁層である、請求項1に記載のバイポーラ・トランジスタ。
- 前記薄い絶縁層より厚い別の絶縁層が前記薄い絶縁層に隣接して位置し、前記別の絶縁層がシリコン・オン・インシュレータの埋め込み酸化膜である、請求項9に記載のバイポーラ・トランジスタ。
- 前記ベースがp型ドーパントを含み、前記エミッタがn型ドーパントを含み、前記外因性コレクタがn型ドーパントを含み、前記外因性ベースがp型ドーパントを含む、請求項2に記載のバイポーラ・トランジスタ。
- 前記外因性ベースが、下地の絶縁層と接触しないように前記ベース内に最小限に拡散する、請求項2に記載のバイポーラ・トランジスタ。
- バイアス電圧を受ける導電性裏側電極と、前記導電性裏側電極の上に位置する絶縁層と、第1導電型のドーパントを含むベースと、第2導電型のドーパントを含み前記ベースに隣接する外因性コレクタとを備え、さらに前記絶縁層の上に位置する第1半導体層と、前記ベース領域の一部分の上に位置する、第2導電型のドーパントの第2半導体層からなるエミッタとを備え、前記導電性裏側電極は、前記ベース領域中の前記第1半導体層と前記絶縁層の界面に反転電荷層が形成されるようにバイアスされることを含む、バイポーラ・トランジスタと、
少なくとも1つの隣接する相補形金属酸化膜半導体デバイスとを備え、前記バイポーラ・トランジスタと前記少なくとも1つの隣接する相補形金属酸化膜半導体デバイスとが分離領域で分離されている、半導体構造。 - 前記相補形金属酸化膜半導体デバイスが電界効果トランジスタである、請求項13に記載の半導体構造。
- 第1絶縁層の上に位置する第1半導体層を含むシリコン・オン・インシュレータ(SOI)基板を準備するステップであって、前記第1半導体層の下の前記第1絶縁層の一部分を除去してアンダーカット領域を設けるステップと、
前記第1絶縁層の露出表面上に前記第1絶縁層より薄い第2絶縁層を形成するステップと、
前記第1半導体層の前記アンダーカット領域と前記除去部分を導電性裏側電極材料で充填するステップと、
前記第1半導体層の一部分中に、第1導電型ドーパントを含む外因性ベースと第2導電型ドーパントを含む外因性コレクタを形成するステップと、
前記第1半導体層の一部分の上に、前記第2導電型ドーパントを含む第2半導体層を含むエミッタを形成するステップとを備える、バイポーラ・トランジスタの製作方法。 - 前記SOI基板を準備するステップが、前記第1半導体層内にトレンチを形成するステップと、等方性エッチング法を実施して前記アンダーカット領域を形成するステップとを含む、請求項15に記載の方法。
- 前記第2絶縁層を形成する前記ステップが加熱成長法を含む、請求項15に記載の方法。
- 前記アンダーカット領域を充填する前記ステップがドープ・ポリシリコン層を堆積させるステップを含む、請求項15に記載の方法。
- 前記外因性コレクタが、前記第1半導体層の少なくとも一部分上にパターン付きマスクを形成するステップと前記第1半導体層の露出部分内にイオンを注入するステップによって形成され、前記外因性ベースが、前記第1半導体層の少なくとも一部分上にパターン付きマスクを形成するステップと前記第1半導体層の露出部分内にイオンを注入するステップによって形成される、請求項15に記載の方法。
- 前記外因性ベースがp型ドーパントを含有し、前記外因性コレクタがn型ドーパントを含有し、前記ドーパンドは別々のイオン注入プロセスで導入される、請求項15に記載の方法。
- 前記エミッタを形成する前記ステップが、前記第1半導体層上にダミー・エミッタを形成するステップと、前記ダミー・エミッタの周りにスペーサを形成するステップと、エッチ・ストップ層および平坦化材料を形成するステップと、前記平坦化材料を平坦化して前記ダミー・エミッタの上の前記エッチ・ストップ層の表面を露出させるステップと、前記露出したエッチ・ストップ層を除去するステップと、少なくとも前記ダミー・エミッタを除去して前記第1半導体を露出させるエミッタ開口を設けるステップと、前記第2半導体層を堆積させて前記エミッタ開口を充填するステップとを含む、請求項15に記載の方法。
- 前記第2半導体層上にハードマスクを形成するステップと前記ハードマスクおよび前記第2半導体層をパターン形成するステップをさらに含む、請求項21に記載の方法。
- 少なくとも、前記平坦化材料と前記ハードマスクと前記エッチ・ストップ層をエッチング・バックして、前記エミッタと前記外因性コレクタおよび前記外因性ベースがその内部に位置する前記第1半導体層の表面とを露出させるステップをさらに含む、請求項22に記載の方法。
- 少なくとも、前記エミッタ上と前記外因性コレクタ上と前記外因性ベース上にシリサイドを形成するステップをさらに含む、請求項23に記載の方法。
- 前記シリサイドを露出させるコンタクト開口を有する相互接続絶縁膜を形成するステップと前記コンタクト開口をコンタクト金属で充填するステップをさらに含む、請求項24に記載の方法。
- エミッタ形成の前にダミー・エミッタ法を使用して形成されるスペーサを前記エミッタの周囲に形成するステップをさらに含む、請求項15に記載の方法。
- 前記第1絶縁層の一部分の上面上にトレンチ分離領域を形成するステップをさらに含む、請求項15に記載の方法。
- 前記外因性ベースが前記ドーパントの拡散で形成され、それによって前記外因性ベースが前記第2絶縁層と接触しないようになる、請求項15に記載の方法。
- 盛上がった外因性コレクタ領域および盛上がった外因性ベース領域を形成するステップをさらに含む、請求項15に記載の方法。
- 前記第1半導体層上にパッド層がない前記アンダーカット領域が、等方性エッチィング法によって設けられる、請求項15に記載の方法。
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