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A7 ____ B7 五、發明説明（1 ) 發明背景 —_. 本發明係有關於半導體結構及製程，尤其是與雙極性 電晶體有關者。 發明領域 經濟部中央梯準局貝工消费合作社印装 雙極性電晶體一般使用於半導體装置中，尤其用於高 |速操作及高驅動電流的應用中。圖1中示一雙·多晶矽 ΒΓΓι〇。由場氧化物12隔離BJT10區。.集極Μ為一微摻雜的 導電型式外延層，且由導電性相反的摻雜16及18形成基極 區°摻雜區稱為本質基極區，且區18為外質基極區。外質 i基核區18提供一區域，以與基極區相連接。基極區2〇包含 一第一掺雜多晶矽層。.射極區22為與集極相同型式的摻雜 區’且位在本質基極區16内。射極電極24伴有第二摻雜多 晶今區。氧化物區26及基極射極間隔物28將射極電極24從 基接電極20中隔離。雙多晶矽bjt的另一項優點為比之於 單多晶矽BJT，其基極電阻較低，而外質電容亦減少。但 是，此項優點係由於其他製程上的複雜度而得到，如從主動 區域中的多晶矽蝕刻，及基極上連結摻雜區從一高度摻雜 多晶碎擴散源向外擴散。 I 圖2示另一習知技術上的雙多晶矽BJT。一基極上連結 j 區52用於連結本質基極區。基極上連結區52由從多晶矽間隔物54的

(婧先Η讀背面之注意事項再填寫本頁) 摻雜物擴散形成。一絕緣區56將基極多晶矽與集極區相隔 離。此方法的優點為消除本質電容且減低裝置區域。但 是，本方法仍存在製造上的複雜度，即必須直接從矽主動 本紙依尺度逋用中國國家榡率（CNS ) A4规格（210X297公釐） 317016 Α7 Β7 經濟部中央揉準局貝工消费合作社印It 五、發明説明（2 ) 區上直接蝕刻多晶矽。 ,雙多晶矽18玎的優點現在已與上述製程的複雜度平 衡。因此必需有一種可降低製程複雜度的BJT形成方法。 發明概述 本發明有關於雙極性電晶體及形成該雙極性電晶體之 方法。一基極電極由一絕緣層而與集極隔開。形成一與基 極電極側向相鄰的摻雜導電間隔物σ導電間隔物包含一導 電材料’其可作爲η及ρ型摻雜物的掺雜源，且可視需要 對於矽（如矽鍺）進行蚀刻程序。.基極上連結區從導電丨 間隔物向集極擴教。然後，持續處理而形成-本質基極 區，射極區，及射極電極。 ,本發明的優點為提供一形成雙極性電晶體的方法，當 ，裝置王動區直接姓刻多晶攻時，可消除過度㈣及毁 損0 、土，發明》的另一優點為提供—·形成雙極性電晶體的方 ' ’/、可^㈣造—可信賴地自動對準基極上連結區。 本發明尚有一優點，即提供-形成雙極性電晶體的方 法，其可消除大部份的外質基極電容。 万 明ρ ?於Γ熟本技術者可參考下列説明書及附圖而對本發 明上述及其他的優點更進-步地加以瞭解。 圖形簡述圖1為第一習知技術之BJT的截面圖

(請先聞讀背面之注$項再填寫本頁) 衣. 訂

A -4 本纸張尺度逍用中國國家梂率（CNS ) Α4^( 21〇χΤ^Γ^· A7 B7 317016 五、發明説明（3) 圖2為第二習知技術之BJT的截面圖。 圖3為本發明之BJT的截面圖；及 圖4-8為不同製造階段中圖3之BJT的截面圖' 若非特別説明，不然在不同圖形中相同的數字及符號 對應至同一組件。 較佳實施例之詳細説明 在下文中將以應用BiCMOS程序所形成的雙多晶矽雙 極性電晶體（BJT )説明本發明。顯然的對本技術嫻熟者 可將本發明應用於其他BiCMOS程序及裝置中，及用於雙 極性程序及裝置中。 圖3示本發明的BJT100。場隔離區104隔離BJT100與其 他裝置（圖中無示），如其他的BJT，MOS電晶體，二極 體及電阻等。區102為一集極區。多種適用的集極區為技術 上所熟知者。如集極102可包含一埋入集極及一微摻雜外延 層，可見畤美國專利案號4,958,213，1990年9月18號發表， 為德儀公司所有。 基極區〗06包含一本質基極區108及一基極上連結區112。 本質基極區108爲一射極區所在之區。基極上連結區（Hnk_ up )Π2在基極區114及本質基極區108之間提供低電阻/低_ 容上連結，且輿基極電極Π4及本質基極區1〇8呈自.動對齊^^ 形態。本質及基極上連結區（108及112 )的導電型式相 同。例如’如果集極區l〇2gn型，則基極區i〇8&112gp 本-紙張尺度逍用中國國家檁準（CNS ) A4规格（210X297公釐十 I------^I-r-------fJ-------1T (请先閱讀背面之注意事項-S·填寫本筲) 經濟部中央標準局貝工消費合作社印装

五、發明説明（4 ) 型。另外，如果集極區1〇2為p型，則基極區1〇8&U2&n 型。因為傳統的外質基極區已消除，所以外質電容幾乎也 心全消除掉。基極區1〇8與一轉小的自動對準基極上連結區 112相連結。 基極電極114包含摻雜多晶矽且經一絕緣層11〇與集極 區102分開。一導電間隔物115用於將基極電極114與基極上 連結區112相連結。調整基極區114的摻雜度以提供基極電 極所需要的導電率。比照上，習知技術中要求基極電極的 摻雜度可基於對本質基極區提供一低電阻上連結區，而可 加以調整。因為基極電極丨14並非已基極上連結區U2的摻 雜源，所以基極電極的摻雜濃度不與基極上連結區U2的電 阻率相耦合。 導電間隔物115為基極上連結區112的摻雜源。導電間 隔物U5包含一導電材料，其可作為η型及/或p型摻雜物的 梦雜源’且可對於矽選擇性地加以蝕刻。其亦可與傳統 半導體處理方法相容。例如，導電間隔物115可包含矽鍺 (SlGe)。.導電間隔物115使得自動對準基極上連結區112 經濟部中央樣準局貝工消費合作社印製 ---------《衣-- (請先閲讀背面之注ί項再填寫本頁) 、?τ- 可乂可彳。賴而且簡單地製造，且將所有的外質電容幾乎完 全消除。 基極射極間辐物12 0在射極區12 6的端部及本質基極區 1〇8的端部間提供間隔。另外，基極射極間隔物120及介質 層122隔难射極電極124及基極電極114。射極電極最好 包含摻雜多晶矽，且為用於射極區126的摻雜源。射極電極 124的導電性與基極電極114的導電性相反。 「心〜

317016 A7 B7 經濟部中央梯準局貝工消費合作社印袋 五、發明説明（5 ) 圖4示在集極區104及場絕緣區1〇 之後的半導‘ 體1〇4。集極區102可包含―埋 祖本 Q 理入層，一外延層及一深N + 集極下况部’此皆為技術上所熟知者。下文將説明依據本 .發明將BJT100形成圖4之結構的程序。 請參相5，在該結制表㈣成—厚約酬_2〇〇〇埃 的絕緣層110。絕緣層U〇可包含如熱氧化物。第—層多晶 碎113沉積在絕緣層110上，其厚度約2〇〇〇埃。在多晶石夕層 113上沉積厚約3_埃的中間介質層.m。可在該處挣雜第 一層多晶碎113’或在沉積後植人挣雜物，使得可由此形成 低電阻基極電極114。然後，如圖6所示，姓刻第—層多晶 碎in。共#介$㈣止部在多晶々上，多晶$姓刻止部在 絕緣層H0上，且絕緣層110蚀刻止部切主動區上。因為 傳統的絕緣體蝕刻對於矽具高度選擇性，可防止在主 上形成過度蝕刻及晶體破壞。比照上.，習知技術的方法要 求多晶.碎直接從碎主動區姓刻掉。因為多晶耗刻對硬主 動區幾不具選擇性，在習知技術的裝置中，可能破 區。如圖6所示，絕緣層110的姓刻可向基極電極114下的下 部切割絕緣層1 1 〇延伸。 其次，摻雜且蝕刻導電，擴散之源材料，以形成導電 間隔物115，如圖7所示。導電，擴散源材料可作為n型及^ 或P型摻雜物的摻雜源，且可視需要對矽蝕刻。且可與傳統 的半導想製程相容。例如，導電間隔物115可包含石夕錄， 聚晶SiGe可如多晶矽一般予以沉積，定址摻雜，或植入且 仕刻，只是其可視需要對於梦而加以姓刻。應用傳統的

f 娜 1TV _ '7 ~ 幸纸張尺度逍用中國國家橾率（CNS ) A4规格（21 OX297公釐） ** · ---!-------Λ·笨--------訂-------^ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央f局貝工消费合作社印簟 A7 ___^_B7__ 五、發明説明（6 ) —X動離子蚀刻或電漿蝕例如使用s 一， 2 叹得到範 圍9-18的選擇性。可用定址或沉積之後，摻雜導電間隔物 115 ’使間隔物115可對基極上連結區112提供—摻雜源。隨 後進行退火循環。退火的目的係在長成一屏蔽（ screen )氧化 物130，而同時如圖8所示，從導電間隔物115處擴散基極上 連結區U2。在介面處摻雜物的表面濃度大小有可能達到約 5E19/cm3 依傳统的方式連績處理，以完成圈3的結構。結茱屏蔽氧 化物130植入本質基極區1〇8且加以擴散。然後，形成基極 射極間隔物120以隔開隨後形成的射極區端邊輿本質基極區 端邊。基極射極間隔物120可包含如二氧化矽。然後，沉積 厚約2.5K埃的第二層多晶矽。多晶矽層132可定址摻雜，或. 在沉積之後植入摻雜。最後，對第二多晶矽層上圖樣 (pattern )且加以蝕刻，以形成射極電極124，且射極區 126從二多晶矽層/射極電極處擴散，此動作可在第二多晶 矽蝕刻之前或隨後即予進行。 已應用例證之實施例説明本發明，本説明的目的並非 在於限制本發明。對於嫻熟本技術者可參考該説明而對實 施例進行不同的修改及組合。因此下文中的中請專利範圍 涵蓋所有此類的修改及結合。

—8 — 本紙張尺度適用中囷國家橾率（CNS ) A4规格（210X297公嫠十 —l·-- ------Λ装------ 訂 -------A (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁}

Claims (1)

1. 經濟部中央揉準局月工消费合作社印裝 申請專利範圍 1. 一種用於形成一雙極性電晶體的方法，該方法包含| 下列步騾： " 形成一集極區； 形成一基極電極’其藉由一絶緣層與該集極區分隔， 應用對於矽具選擇性的蝕刻程序在該集極區上形成一與該 基極電極側向相鄰的摻雜導電間隔物； 從該捧雜導電間隔物將一基極上連結區向該集極區擴散； 將一本質基極區植入該集極區，其中該基極上連結區對該 本質基極區形成自動對準；以及 在該本質基極區内形成一射極區。 2, 如申請專利範圍第1項之方法，其中該導電間隔物包含 石夕錯（:si 1 icon-germanium)。 3·如申請專利腳第丨項之方法，其Μ·基極電極 的步驟包含下列步驟.： 在該集極區上形成該絶緣層； 在該絶緣層上沈積一第一多晶矽層；及 蝕刻該絶緣層及該第一多晶矽層，以形成謗基極電極，且-暴露該集極區之—部分。 =中請專利範圍第3項之方法，其中蚀㈣絶緣屠及該 弟一多阳石夕層的步驟更包含在該第一多晶矽層 該絶緣層的切。 ’T部㈣ -9 - 本紙張XJL逋用中ϋΗ家槺年（CNS ) A^眺（21QX297公釐） (請先聞讀背面之注$項再填寫本頁) ‘裝· 、^, 8 8 88 ABCD 3”〇16 '、申請專利範圍 間=如中請專利範圍第1項之方法，其中形成該摻雜導電 ^物的步驟包含下列步驟： 沈積一導電材料層； 捧雜該導電材料層；且 對於發選擇㈣職導f材料層，以形成該導電間隔物。； 6’如申請專利範圍第5項之方法，其中該選擇性 驟的選擇率大於9: 1。 7.如申請專利範圍第3項之方法，更包含下列步驟： 在該第一多晶矽層上形成一介質層；及 在蚀刻該第一多晶矽層的步騍之前，蝕刻該介質層。 8·如申請專利範圍第1項之方法，更包含下列步驟：： 在該植入本質基極區的步驟之後，形成一與該導電間隔 物側向相鄰的基極一射極間隔物； 在該介質層，基極一射極間隔物，及該本質基極區上沈 ;積一第二多晶矽層；以及 上爾樣（patterning)且蚀刻該第二多晶梦層以形成射 ·>··· 極電極。 9_ —種形成一雙極性電晶體的方法，包含下列步驟：； 形成一集極區； 10- 本紙張尺度逍用中國國家標準（CNS ) A4规格（210X297公釐） (請先Η讀背面之注$項再填寫本頁) 訂 鯉濟部中央梯準局—工消費合作社印策 在該集極區上形成一絶緣層； 在該絶緣層上形成第一多晶矽層； 蚀刻該第一多晶矽層及該绝緣層，以形成一基極電極 A8 B8 C8 D8 V 經濟部中央標率局WC工消費合作社印裝 中請專利範圍 且暴露該集極區的第一部位，其中該絶緣層從該基極電極進行丨 下部切割； 應用一對於矽之選擇性蝕刻，在該第一部位内之該集丨 極區的第二部位上，形成一與該基極電極側向相鄰的捧雜； 導電間隔物； 丨 i 從該接雜導電間隔物將一基極上連续區向該集極區的 第一·部位擴.散； 將—本質基極區植入該集極區的第一部位，其中該基 極上連結區與該本質基極區形成自動對準 ;以及 在該本質基極區内形成一射極區。 I 〇,如申清專利範圍第9項之方法，其中該導電間隔物' 包含矽鍺。 II 如申請專利範圍第9項之方法，其中形成該摻雜導 電間隔物的步驟包含下列步驟： 沈積一導電材料層； 摻雜該導電材料層；及 對於發選擇性蝕刻該導電材料層，以形成該導電間隔物。 u•如申請專利範圍第11項之方法，其中選擇性之蝕刻 步驟其選擇率大於9 : 1。 如申凊專利範圍第9項之方法，更包含下列步驟： 在該第一多晶矽層上形成一介質層；及 在蚀刻該第一多晶矽層的步驟之前，蝕刻該介質層。 14_如申請專利範圍第9項之方法，更包含下列步驟： ' m. 一 1 1 一' 〜 (請先W讀背面之注$項再填寫本頁) -訂 本紙張逍用中國國家棣準（CNS ) ( 210X297公釐） S^〇16 :、申請專利範固 在該植入本質基_的㈣m 物條相鄰的基極-射極_物；j • ί該”:篇基極一射極間隔物，及該本質基極區上沈 赞一第一多晶矽層；以及 上圈樣（patterning)且蝕刻該第二多晶矽層，以形成射 極電極。 15_—雙極性電晶體包含： 一集極區； 在該集極區内的一本質基極區； 結區Γ在該集極區内且與該本質基極區自動對準之基極上連 物^基極上連結區上方的導電嶋物，該導電間隔 所3的材料可被選擇性地對於發加以餘刻； -基極電極’其H由—料層 :電極經該導電間隔物及該基極上連結區而連:=本:： 極區；以及 在該本質基極區内的一射極區。 瓜如中料利範圍第15項之雙極性電晶禮，其中該導電 間丨隔物包含發録。！ 17.如申請專利範圍第15項之雙極性電晶體，其中該雙 極性電晶體包含兩廣多晶衫·。 J&如申請專利範園第15項之雙極性電晶體，其中該絶緣 層從該基極電極進行下部切割。； 本紙浪尺度適用中國國家橾準（CNS ) A4規格（210X297公釐）