JP2009541979A - デュアル・シャロー・トレンチ分離及び低いベース抵抗を有するバイポーラ・トランジスタ - Google Patents
デュアル・シャロー・トレンチ分離及び低いベース抵抗を有するバイポーラ・トランジスタ Download PDFInfo
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Abstract
【解決手段】 ベース・コレクタ容量Ccb及びベース抵抗Rbの寄生成分を減少するための、デュアル・シャロー・トレンチ分離を有する改善されたバイポーラ・トランジスタが提供される。この構造体は、少なくとも1対の隣接する第1のシャロー・トレンチ分離(STI)領域が内部に配置された半導体基板を含む。隣接する第1のSTI領域の対は、基板内に活性領域を定める。この構造体は、半導体基板の活性領域内に配置されたコレクタ、活性領域内の半導体基板の表面の上に配置されたベース層、及びベース層上に配置された隆起型外因性ベースをも含む。本発明によると、隆起型外因性ベースは、ベース層の部分への開口部を有する。エミッタは、この開口部内に配置され、パターン形成された隆起型外因性ベースの部分上に延びており、かつ、隆起型外因性ベースから離間配置され、これから分離される。さらに、第1のSTI領域に加えて、第1のシャロー・トレンチ分離領域の各対からコレクタに向けて内方に延びる第2のシャロー・トレンチ分離(STI)領域が、半導体基板内に存在する。第2のSTI領域は、傾斜した内部側壁面を有する。幾つかの実施形態において、ベースは完全に単結晶である。
【選択図】 図1
Description
少なくとも1対の隣接する第1のシャロー・トレンチ分離(STI)領域が内部に配置された半導体基板であって、隣接する第1のシャロー・トレンチ分離(STI)領域の対は、基板内に活性領域を定める、半導体基板と、
基板の活性領域内の埋込み領域に配置されたコレクタであって、埋込み領域は傾斜したドーパント・プロファイルを有する、コレクタと、
活性領域内の半導体基板の表面の上に配置されたベース層と、
ベース層上に配置され、ベース層の部分への開口部を有する隆起型外因性ベースと、
開口部内に配置され、隆起型外因性ベースの部分の上に延びるエミッタであって、隆起型外因性ベースから離間配置され、これから分離される、エミッタと、
第1のシャロー・トレンチ分離領域の各対からコレクタに向けて内方に延びる、半導体基板内の第2のシャロー・トレンチ分離(STI)領域であって、第2のSTI領域は傾斜したコレクタに近接して内部側壁面を有し、半導体基板の上部はベース層の下に残る、第2のシャロー・トレンチ分離(STI)領域と
を含む半導体構造体を提供する。
少なくとも1対の隣接する第1のシャロー・トレンチ分離(STI)領域が内部に配置された半導体基板を準備するステップであって、隣接する第1のシャロー・トレンチ分離(STI)領域の対は、基板内に活性領域を定める、ステップと、
半導体基板の活性領域内に傾斜したドーパント・プロファイルを有する埋込み領域を形成するステップと、
埋込み領域を含む半導体基板の活性領域内にコレクタを形成するステップと、
活性領域内の半導体基板の表面の上にベース層を形成するステップと、
第1のシャロー・トレンチ分離領域の各対からコレクタに向けて内方に延びる、半導体基板内にアンダーカットを形成するステップであって、アンダーカットは、傾斜したコレクタに近接して内部側壁面を有する、ステップと、
アンダーカット内に少なくとも部分的に酸化物を形成するステップと、
ベース層上に隆起型外因性ベースを形成するステップであって、隆起型外因性ベースは、ベース層の部分への開口部を有する、ステップと、
開口部内にあり、隆起型外因性ベースの部分の上に延びるエミッタを形成するステップであって、該エミッタは、隆起型外因性ベースから離間配置され、これから分離される、ステップと、
アンダーカット内に少なくとも部分的に酸化物を残しながら、半導体基板の上に延びる酸化物を剥離し、第1のSTI領域の各対からコレクタに向けて内方に延びる第2のシャロー・トレンチ分離が形成されるステップと
を含む。
14:第1のシャロー・トレンチ分離領域
15:ハード・マスク
16:活性領域
18:埋込み領域
20:パターン形成されたフォトレジスト
24:コレクタ
26:ベース層
26a:単結晶領域
26b:多結晶領域
28:ベース・キャップ
30:誘電体スタック
30’:パターン形成された誘電体スタック
32:酸化物層
32’:パターン形成された酸化物層
34:窒化物層
34’、46:パターン形成された窒化物層
36:第2のパターン形成されたフォトレジスト
38:スペーサ
40:アンダーカット領域
42:酸化物
42’:第2のシャロー・トレンチ分離領域
44:ボイド
45:内部側壁面
46a:エミッタ・マンドレル
48:隆起型外因性ベース
50:分離酸化物
52:窒化物スペーサ
54:エミッタ
60:シリサイド領域
70:応力材料
72:層内誘電体
Claims (28)
- 少なくとも1対の隣接する第1のシャロー・トレンチ分離(STI)領域が内部に配置された半導体基板であって、前記隣接する第1のシャロー・トレンチ分離(STI)領域の対は前記基板内に活性領域を定める、半導体基板と、
前記基板の前記活性領域内の埋込み領域に配置されたコレクタであって、前記埋込み領域は傾斜したドーパント・プロファイルを有する、コレクタと、
前記活性領域内の前記半導体基板の表面の上に配置されたベース層と、
前記ベース層上に配置され、前記ベース層の部分への開口部を有する隆起型外因性ベースと、
前記開口部内に配置され、前記隆起型外因性ベースの部分の上に延びるエミッタであって、前記隆起型外因性ベースから離間配置され、これから分離される、エミッタと、
前記第1のシャロー・トレンチ分離領域の各対から前記コレクタに向けて内方に延びる、前記半導体基板内の第2のシャロー・トレンチ分離(STI)領域であって、前記第2のSTI領域は傾斜した前記コレクタに近接して内部側壁面を有し、前記半導体基板の上部は前記ベース層の下に残る、第2のシャロー・トレンチ分離(STI)領域と
を備える半導体構造体。 - 前記第2のSTI領域は、酸化物で完全に充填される、請求項1に記載の半導体構造体。
- 前記第2のSTI領域は、酸化物で部分的に充填され、かつ、ボイドを部分的に含み、前記ボイドは、テーパー状である前記内部側壁面に隣接して配置される、請求項1に記載の半導体構造体。
- 前記第2のSTI領域は、半導体層が間に配置された状態で前記ベース層の下に配置される、請求項1に記載の半導体構造体。
- 前記第2のSTI領域は、前記隆起型外因性ベースの領域全体の下方に配置される、請求項1に記載の半導体構造体。
- 前記ベース層は、Si、SiGe及びこれらの組み合わせを含む、請求項1に記載の半導体構造体。
- 前記隆起型外因性ベースは多結晶半導体材料を含む、請求項1に記載の半導体構造体。
- 前記隆起型外因性ベースは結晶半導体材料を含む、請求項1に記載の半導体構造体。
- 前記結晶半導体材料内のキャリア移動度を高めるために、前記半導体構造体上に圧縮又は引張応力材料をさらに含む、請求項8に記載の半導体構造体。
- 前記隆起型外因性ベース及び前記半導体基板の表面部分内に配置されたシリサイド領域をさらに備える、請求項1に記載の半導体構造体。
- 前記活性領域内の前記ベース層は完全に単結晶である、請求項1に記載の半導体構造体。
- 少なくとも1対の隣接する第1のシャロー・トレンチ分離(STI)領域が内部に配置された半導体基板であって、前記隣接する第1のSTI領域の対は、前記基板内に活性領域を定める、半導体基板と、
前記基板の前記活性領域内の埋込み領域に配置されたコレクタであって、前記埋込み領域は傾斜したドーパント・プロファイルを有する、コレクタと、
前記活性領域内の前記半導体基板の表面の上に配置された完全に単結晶のベース層と、
前記ベース層上に配置された、前記ベース層の部分への開口部を有する隆起型外因性ベースと、
前記開口部内に配置され、前記隆起型外因性ベースの部分の上に延びるエミッタであって、前記隆起型外因性ベースから離間配置され、これから分離される、エミッタと、
前記第1のシャロー・トレンチ分離領域の各対から前記コレクタに向けて内方に延びる、前記半導体基板内の第2のシャロー・トレンチ分離(STI)領域であって、前記第2のSTI領域は傾斜した前記コレクタに近接して内部側壁面を有し、前記半導体基板の上部は前記ベース層の下に残る、第2のシャロー・トレンチ分離(STI)領域と
を備える半導体構造体。 - 前記第2のSTI領域は酸化物で完全に充填される、請求項12に記載の半導体構造体。
- 前記第2のSTI領域は、酸化物で部分的に充填され、かつ、ボイドを部分的に含み、前記ボイドは、テーパー状である前記内部側壁面に隣接して配置される、請求項12に記載の半導体構造体。
- 前記第2のSTI領域は、半導体層が間に配置された状態で前記ベース層の下に配置される、請求項12に記載の半導体構造体。
- 前記第2のSTI領域は、前記隆起型外因性ベースの領域全体の下方に配置される、請求項12に記載の半導体構造体。
- 前記ベース層は、Si、SiGe及びこれらの組み合わせを含む、請求項12に記載の半導体構造体。
- 前記隆起型外因性ベースは結晶半導体材料を含む、請求項12に記載の半導体構造体。
- 前記結晶半導体材料内のキャリア移動度を高めるために、前記半導体構造体上に圧縮又は引張応力材料をさらに含む、請求項18に記載の半導体構造体。
- 前記隆起型外因性ベース及び前記半導体基板の表面部分内に配置されたシリサイド領域をさらに備える、請求項12に記載の半導体構造体。
- 半導体構造体を製造する方法であって、
少なくとも1対の隣接する第1のシャロー・トレンチ分離(STI)領域が内部に配置された半導体基板を準備するステップであって、前記隣接する第1のシャロー・トレンチ分離(STI)領域の対は、前記基板内に活性領域を定める、ステップと、
前記半導体基板の前記活性領域内に傾斜したドーパント・プロファイルを有する埋込み領域を形成するステップと、
前記埋込み領域を含む前記半導体基板の前記活性領域内にコレクタを形成するステップと、
前記活性領域内の前記半導体基板の表面の上にベース層を形成するステップと、
前記第1のシャロー・トレンチ分離領域の各対から前記コレクタに向けて内方に延びる、前記半導体基板内にアンダーカットを形成するステップであって、前記アンダーカットは、傾斜した前記コレクタに近接して内部側壁面を有する、ステップと、
前記アンダーカット内に少なくとも部分的に酸化物を形成するステップと、
前記ベース層上に隆起型外因性ベースを形成するステップであって、前記隆起型外因性ベースは、前記ベース層の部分への開口部を有する、ステップと、
前記開口部内にあり、前記隆起型外因性ベースの部分の上に延びるエミッタを形成するステップであって、前記エミッタは、前記隆起型外因性ベースから離間配置され、これから分離される、ステップと、
前記アンダーカット内に少なくとも部分的に前記酸化物を残しながら、前記半導体基板の上に延びる前記酸化物を剥離し、前記第1のSTI領域の各対から前記コレクタに向けて内方に延びる第2のシャロー・トレンチ分離が形成されるステップと
を含む方法。 - 前記酸化物を形成するステップは、前記アンダーカットを前記酸化物で完全に充填するステップを含む、請求項21に記載の方法
- 前記酸化物を形成するステップは、前記アンダーカットを酸化物で部分的に充填し、ボイドを内部に残すステップを含み、前記ボイドは、傾斜した前記内部側壁面に隣接して配置される、請求項21に記載の方法。
- 前記アンダーカットを形成するステップは、前記埋込み領域の下部より速い速度で前記埋込み領域の上部をエッチングするエッチング・プロセスを含む、請求項21に記載の方法。
- 前記酸化物を剥離した後、自己整合されたシリサイド化を行なうステップをさらに含む、請求項21に記載の方法。
- 前記隆起型外因性ベースを形成するステップは、多結晶半導体材料を堆積させるステップを含む、請求項21に記載の方法。
- 前記隆起型外因性ベースを形成するステップは、結晶半導体材料の選択的エピタキシャル成長を含む、請求項21に記載の方法。
- 前記構造体の上に応力がかけられた材料を形成するステップをさらに含む、請求項27に記載の方法。
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