WO2003046947A2 - Bipolar transistor - Google Patents

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WO2003046947A2
WO2003046947A2 PCT/EP2002/013620 EP0213620W WO03046947A2 WO 2003046947 A2 WO2003046947 A2 WO 2003046947A2 EP 0213620 W EP0213620 W EP 0213620W WO 03046947 A2 WO03046947 A2 WO 03046947A2
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dopant
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Bernd Heinemann
Dieter Knoll
Karl-Ernst Ehwald
Holger RÜCKER
Dietmar KRÜGER
Bernd Tillack
Hans-Jörg OSTEN
Wolfgang Mehr
Wolfgang Winkler
Abbas Ourmazd
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Ihp Gmbh - Innovations For High Performance Microelectronics/Institut Für Innovative Mikrelektronik
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    • H01L29/7378—Vertical transistors comprising lattice mismatched active layers, e.g. SiGe strained layer transistors

Definitions

  • the invention relates to a bipolar transistor or bipolar transistor, in particular a silicon-germanium hetero-bipolar transistor, SiGe-HBT for short, and a method for its production.
  • the bipolar transistor has long been part of the prior art and is used in a variety of ways, for. B. used in analog and digital integrated circuits.
  • the components of a bipolar transistor include an emitter as a charge carrier source, a collector as a charge carrier sink (charge carrier outflow) and a base as a control device for controlling the current flow between the emitter and the collector.
  • the emitter and the collector often consist of silicon (formerly sign: Si) of a certain conductivity type, whereas the base consists of silicon of the opposite conductivity type.
  • semiconductor materials such as silicon.
  • Semiconductor materials with electrons as charge carriers are called n-conductors, those with holes as charge carriers are called p-conductors.
  • n-doping exists if the introduced dopant is an n-dopant (donor), i.e. one that leads to an increase in the concentration of electrons as charge carriers.
  • donor n-dopant
  • the material then becomes n-type.
  • P phosphorus
  • As arsenic
  • Sb antimony
  • the introduced dopant is a p-dopant (acceptor), that is to say one which leads to an increase in the concentration of holes as charge carriers.
  • the semiconductor material then becomes p-type. Boron (B), indium (In) and gallium (Ga), for example, are used as p-dopants. If the increase in the concentration of electrons / holes after the doping is very large or very small, then there is a highly doped semiconductor material (n + / p + doping) or a weakly doped semiconductor material (n " / p " doping) ,
  • the bipolar transistor described above can accordingly be, for example, an npn transistor.
  • npn transistor means that the collector and the emitter have an n-doping, where is p-doped against the base.
  • npn transistor instead of being designed as an npn transistor, one as a pnp transistor is also possible. In this case, the doping is reversed compared to the NPN transistor.
  • SiGe-HBT silicon-germanium hetero-bipolar transistor
  • SiGe-HBT silicon-germanium hetero-bipolar transistor
  • Such a SiGe HBT hereinafter abbreviated HBT, is for example in Semicond. Be. Technol. 16 (2001) R51-R65 and Semicond. Be. Technol. 16 (2001) R67-R85.
  • HBTs have improved performance compared to conventional bipolar transistors.
  • the transit frequency f ⁇ , the maximum oscillation frequency f max and the high-frequency noise behavior of the HBT are superior to that of the conventional bipolar transistor.
  • the bipolar transistor according to the invention comprises an emitter which is partially single-crystal and partially polycrystalline or amorphous (partially single-crystal emitter).
  • the base of the bipolar transistor has a carbon or oxygen concentration in the range of 2x10 19 to 2x10 21 cm "3.
  • Such a structure improves the high-frequency properties of the bipolar transistor and reduces the low-frequency and high-frequency noise.
  • the bipolar transistor is designed as SiGe-HBT, HBT for short, whose SiGe alloy has a germanium content of at least 2%, preferably from 2% to 30%, more preferably from 5% to 25%, even more preferably from 10% to 20%.
  • the carbon or oxygen concentration in the base of the HBT is in the range of 2x10 19 to 2.5x10 20 cm “3 and in particular 1x10 20 cm “ 3 .
  • the base of the bipolar transistor comprises a layer that consists only of doped silicon.
  • This layer has a carbon concentration of 2.5x10 20 cm “3 (corresponds to a carbon content of 0.5%) to 2x10 21 cm “ 3 (corresponds to a carbon content of 4%) and preferably from 5x10 20 cm “3 (corresponds to a carbon content of 1%) to 1x10 21 cm “3 (corresponds to a carbon content of 2%).
  • a cap layer is provided between the single-crystal emitter region and the base.
  • This cap layer can have a weak doping, preferably of the conductivity type of the basic doping.
  • the cap layer has an area on the emitter side with a surface dose of dopant of 1.6 x 12 to 5 x 10 12 cm 2 .
  • the partially monocrystalline emitter can also contain carbon or oxygen and / or germanium.
  • the bipolar transistor according to the invention comprises a base contact region made of polycrystalline silicon (also: polysilicon or polysilicon ly-Si) containing carbon (C) or oxygen (O).
  • a base contact region made of polycrystalline silicon (also: polysilicon or polysilicon ly-Si) containing carbon (C) or oxygen (O).
  • the base contact area is formed on an insulating base, preferably oxide. This simplifies the integration into existing manufacturing processes.
  • the bipolar transistor according to the invention comprises a first collector region and a second collector region.
  • the first collector region has a dopant profile with a zone with a high dopant concentration and a zone with a low dopant concentration.
  • the second collector region is formed in the first collector region where the zone of the dopant profile with a low dopant concentration is present and has a higher dopant concentration than this zone of the dopant profile.
  • the second collector area is surrounded laterally and on the substrate side by the first collector area.
  • the second collector area is also called selectively doped collector area.
  • the first collector region is adjacent to the part of the base which is characterized in that a laterally running insulation layer is present between the base and the emitter. This part of the base is called the outer base.
  • the insulation layer has an opening, the emitter window. Underneath this opening is an inner base called part of the base.
  • the second collector area borders on this inner base.
  • the doping of the two collector regions is selected such that the branches laterally adjacent to the second collector region sections of the first collector region have a lower, lower dopant concentration than the second collector region.
  • the capacitance between the collector and the outer base can be kept low, as a result of which the high-frequency properties of the bipolar transistor can be improved.
  • the first collector area has a maximum dopant concentration of 5x10 17 to 5x10 20 cm “3 , in particular 8x10 17 to 1.5x10 19 cm “ 3 .
  • the maximum is not in the sections of the first collector region which laterally adjoin the second collector region. In these sections, the dopant concentration of the first collector region is less than 1x10 17 cm “3 , in particular less than 1x10 16 cm “ 3 .
  • the second collector region has a dopant concentration of 1x10 16 to 5x10 18 cm “3 , in particular of 1x10 17 to 2x10 17 cm “ 3 .
  • This design of the collector can advantageously also be used in bipolar transistors according to one of Claims 1 to 22.
  • a layer comprising silicon is deposited on an area which comprises a single-crystalline silicon surface and an insulating surface, in particular an oxide surface. Carbon or oxygen is introduced into the layer comprising silicon either during the deposition of the layer in situ or after the deposition of the layer by means of implantation. A dopant is introduced into the part of the layer comprising silicon located above the insulating surface in a concentration which is selected such that this part of the layer comprising silicon receives a predetermined resistance value.
  • an SiGe layer is deposited as a layer comprising silicon.
  • the method according to the invention makes it possible to produce an improved bipolar transistor.
  • the bipolar transistor according to the invention can be integrated as a module in a technology which is used to produce MOS transistors (MOS technology).
  • MOS technology stands for metal oxide semiconductor technology; it is used to manufacture field effect transistors. If field effect transistors with an n-type channel and those with a p-type channel are integrated together in a device produced using MOS technology, this is referred to as complementary MOS technology, or CMOS technology for short.
  • CMOS technology complementary MOS technology
  • BiCMOS technology is used when a bipolar component, such as a bipolar transistor, is integrated in a semiconductor device manufactured using CMOS technology.
  • "Can be integrated in a modular manner" means that the bipolar transistor can be produced in the context of a process module which can be integrated in the MOS manufacturing process.
  • Fig. 1 shows the bipolar transistor according to the invention in a vertical section.
  • Fig. 2 shows schematically the dopant profile of the collector of the bipolar transistor according to the invention.
  • 3 schematically shows the doping profile of a part of the layer stack of the bipolar transistor according to the invention.
  • FIG 4 shows schematically the structure of the emitter of the bipolar transistor according to the invention.
  • the construction of the bipolar transistor according to the invention is now explained with reference to FIG. 1 using an SiGe HBT, hereinafter referred to as HBT.
  • the HBT 1 comprises an n-type collector 10 and a n-type emitter 20 arranged above it.
  • An n-type deep collector connection region 16 is connected to the collector via an n-type buried, preferably implanted layer 42 (buried layer) 10 connected.
  • the emitter 20 is contacted directly.
  • the emitter 20 is not directly contacted.
  • part of the emitter then extends over an isolation region.
  • This layer stack 30 comprises a SiGe layer (silicon germanium layer). Part of this SiGe layer forms the base 30b, while a part of the SiGe layer 30 which laterally adjoins the base extends through a p + -doped (ie highly doped) single-crystalline base contact region 33.
  • the base 30b is conceptually divided into an outer base and an inner base. The outer base is located in the section of the layer stack 30 in which the insulation layer 36 is present between the layer stack 30 and the emitter 20.
  • the inner base is located in the section of the layer stack 30 in which it contacts the emitter 20 and which is defined by an opening in the insulation layer 36. This opening is called the emitter window.
  • an Si layer is present instead of the SiGe layer.
  • the single crystal base contact area 33 and thus also the base 30b is connected to an external base conclusion connected.
  • a p + -doped polycrystalline base contact area 34 made of silicon germanium or silicon (polysilicon, poly-Si) the single crystal base contact area 33 and thus also the base 30b is connected to an external base conclusion connected.
  • polysilicon poly-Si
  • the silicon is not crystalline at all, one speaks of amorphous silicon ( ⁇ -silicon).
  • Both the single-crystalline base contact region 33 and the polycrystalline base contact region 34 can contain carbon.
  • the basis for the HBT 1 is formed by a substrate 40, which preferably comprises a high-impedance, single-crystal p " -conducting (ie lightly doped) silicon with an (IOO) surface.
  • the silicon is doped with boron p " and preferably has one resistivity between 10 and 1000 ⁇ cm.
  • the use of high-resistance substrates is particularly advantageous for high-frequency circuits, since it enables capacitively or inductively coupled currents to be kept low. Such currents lead to increased power consumption, to a reduction in the quality of coils or to so-called substrate noise.
  • a p + -doped substrate can also be used.
  • Highly p-doped substrates are advantageous, for example, in highly scaled digital circuits, since they have sufficient strength against the occurrence of latch-up, which is harmful to the circuit function and ignites a thyristor-like z. B. present in CMOS inverters four-layer arrangement can be achieved. For this reason, since a highly doped substrate is desirable for those areas of the substrate in which the CMOS structure is to be produced in the BiCMOS process, but a p " -doped substrate is advantageous for the bipolar transistor, there are where the CMOS Structure should arise, highly p- and n-doped wells are present in the p " substrate, which can be implanted, for example, in the substrate.
  • getter layers are preferably formed epitaxially, carbon (C), for example, being incorporated into the layers during the epitaxy (in situ).
  • the getter layers can also be produced in that, for example, carbon (C) is introduced into the substrate by means of ion implantation and the layers containing C are then covered with an epitaxial layer.
  • the carbon concentration in the getter layers is between 2x10 18 cm “3 and 3x10 20 cm “ 3 , preferably between 5x10 18 cm “3 and 5x 0 19 cm “ 3 .
  • the getter layers suppress the diffusion of the dopant in the tubs and the formation of defects when the implantation damage heals. This enables steeper doping profiles for the troughs and thus higher dopant concentrations, which increases the resistance to latch-up.
  • the substrate can also be an insulator, e.g. Sapphire or silicon dioxide, on which a single-crystalline silicon layer (Si layer) with a thickness of about 40-150 nm is applied.
  • a BiCMOS device is formed in the single-crystal silicon layer.
  • SOI Silicon on Insulator
  • the cavity created in this way is then filled with in situ doped polycrystalline silicon or a metallic layer by means of deposition from the gas phase (CVD deposition, CVD stands for chemical vapor deposition).
  • CVD deposition CVD stands for chemical vapor deposition
  • the HBT described here as an exemplary embodiment has not been produced using SOI technology.
  • An epitaxial silicon layer 46 with a thickness of 1000 to 7000 nm, preferably 3000 to 4000 nm, in particular 3500 nm is located above the substrate 40.
  • An epitaxial layer is a single-crystalline layer whose crystal structure is predetermined by its base.
  • n-conducting layer 42 which is connected to the Collector 10 as well as with the n-type collector connection region 16 is in electrically conductive contact. With their help, the resistance of the current path between the collector 10 and the collector connection area 16 can be reduced, or the electrical contact between the collector 10 and the collector connection area 16 can be established if there is a non-conductive or semiconductive area between the two.
  • the n-conducting layer 42 is buried 350 to 1500 nm, preferably 900 to 1200 nm, in particular 1000 nm deep in the silicon layer 46.
  • the buried layer 42 contains implanted phosphorus atoms as n-dopant, the collector connection region 16 implanted arsenic atoms. In order to prevent the phosphorus atoms from diffusing out of the buried layer 42, it can contain carbon or oxygen (O) introduced in situ in a concentration of 2x10 18 cm “ 3 to 3x10 20 cm “3 , preferably 5x10 18 cm “ 3 to 5x10 19 cm “3 included.
  • the buried layer 42 can then be viewed as a getter layer; it can be generated in the manufacturing process for a BiCMOS arrangement together with the getter layers described above for the CMOS structure.
  • the collector 10 is formed in the epitaxial silicon layer, which adjoins the layer stack 30 and the single-crystalline base contact region 33 and extends to the depth of the buried layer 42.
  • the collector 10 comprises a first n-type collector region 12, which determines the lateral extent of the collector 10.
  • This first collector region 12 contains an implanted phosphor profile 13 with a specific depth distribution as doping.
  • An exemplary depth distribution is shown schematically in FIG. 2; in the part of the first collector region 12 adjoining the layer stack 30, it has a low concentration value of less than 1x10 17 cm "3 , preferably less than 1x10 16 cm " 3 .
  • the concentration of the phosphor increases with increasing depth in order to have a maximum value of 5x10 17 to 5x10 20 cm '3 , preferably 8x10 17 to 1.5x10 19 cm “ 3 , in particular 1x10, in the part of the first collector region 12 facing away from the layer stack 18 cm “3 to assume. After the maximum, the concentration value drops again with increasing depth.
  • a second, likewise n-conducting collector region 14 the so-called selectively doped collector region, is formed in the first collector region 12.
  • the second collector area 14 has a significantly smaller depth expansion than the first collector area 12.
  • the depth expansion of the second collector area 14 is selected such that it does not extend beyond the emitter-side part of the phosphor profile 13 which has the low dopant concentration.
  • the lateral extent of this second collector area 14 is less than that of the first collector area 12 and corresponds to the lateral extent of the inner base. Laterally and on its side facing away from the layer stack, the second collector region 14 is therefore completely surrounded by the first collector region 12.
  • the second collector region 14 is doped with implanted phosphorus.
  • the concentration of phosphorus atoms in the second collector region 14 is higher than the phosphorus concentration of the phosphor profile 13 in its section facing the layer stack 30; it is between 1x10 16 and 5x10 18 cm “3 , preferably between 1x10 17 and 2x10 17 cm “ 3 .
  • the capacitance between the collector 10 and the base 30b can be better adapted to the respective needs and in particular minimized.
  • the capacitance between the collector 10 and the base 30b should be small outside the area defined by the emitter window, which can be achieved by a low dopant concentration of the first collector area 12 adjacent to the base 30b.
  • the collector 10 should have a moderate to high dopant concentration in its area opposite the emitter and defined by the emitter window. This area is given by the second collector area 14.
  • the BiCMOS structure is the collector 10 through field isolation areas in the form of shallow trenches filled with silicon dioxide, so-called trench isolations (in this case “shallow trenches”) 18 with a depth of 350 to 600 nm, preferably 500 nm to 600 nm, in particular 575 nm isolated.
  • trench isolations in this case “shallow trenches”
  • the isolation can also be carried out by deep trench insulation ("deep trenches") or by isolation areas which are produced by means of local oxidation (LOCOS).
  • LOCS local oxidation
  • This layer stack 30 comprises the base 30b of the bipolar transistor.
  • the layer stack extends through the single-crystal base contact region 33 to the polycrystalline base contact region 34.
  • the section in the single-crystal base contact region 33 has a different dopant profile than the section of the layer stack 30 located under the emitter 20.
  • layer stack 30 means only the section of the layer stack 30 located under the emitter, that is to say the layer stack without the part extending through the single-crystal base contact region 33, unless expressly stated otherwise.
  • the layer stack 30, the first collector region 12 and the second collector region 14 are aligned relative to one another in such a way that the first collector region 12 projects beyond the layer stack 30 and the layer stack 30 beyond the second collector region 14 in the lateral direction.
  • the thickness of the layer stack 30 is 45 to 205 nm, preferably 80 to 140 nm, in particular 105 nm. In the lateral direction, the layer stack 30 extends beyond the second collector region 14, but not to the edge of the first collector region 12, so that the layer stack 30 partially overlaps the first collector region 12.
  • layer-forming material does not only take place where the layer stack 30 is located in the finished HBT 1, but also over the entire first collector region 12 and over parts of the adjacent trench insulation 18.
  • the layer stack is therefore also there on the first collector region 12 deposited, where the single-crystalline base contact region 33 is later formed by means of a further doping.
  • the polycrystalline base contact region 34 is produced from the material located above the oxide of the trench insulation 18.
  • the material forming the layer stack grows epitaxially, that is to say single-crystal, on the first and second collector regions 12, 14, whereas it grows polycrystalline on the oxide of the trench insulation 18.
  • Such growth is called differential epitaxy.
  • polycrystalline silicon there are a large number of single-crystalline regions, each with a different crystal orientation.
  • the growth of the single-crystalline regions is influenced by the type of formation of the nuclei with different crystal orientations.
  • the nucleation can be influenced by the appropriate choice of the material to be deposited. For example, nucleation on silicon nitride differs from that on silicon oxide.
  • the different material can be applied to the trench insulation 18 as a thin layer before the differential epitaxy.
  • the application can be carried out with other process steps, e.g. with process steps in a BiCMOS process.
  • a layer of polycrystalline silicon can be used as the seed layer for the polycrystalline growth of SiGe, optionally SiGe with carbon (C).
  • the dopant in particular boron
  • the SiGe alloy in situ.
  • carbon or oxygen is also introduced into the SiGe layer in situ. The carbon or oxygen is used in later Tempering steps to suppress the diffusion of the dopant atoms out of the SiGe layer.
  • the layer stack can also be deposited in such a way that the layer stack only grows over the (single-crystalline) collector regions 12, 14. Such growth is called selective epitaxy.
  • the polycrystalline silicon is produced over the oxide of the trench insulation 18 in an additional deposition step.
  • the layer stack 30 comprises a buffer layer 30a with a thickness of 10 to 70 nm, preferably 30 to 50 nm, in particular 40 nm, and on the emitter side a cap layer 30c with a thickness of 20 to 60 nm, preferably 30 to 50 nm, in particular 40 nm.
  • the buffer layer 30a and the cap layer 30c are formed from the silicon layers of the layer stack 30.
  • the base 30b is located between the buffer layer 30a and the cap layer 30c. It is formed from the SiGe layer.
  • the base 30b has a thickness of 15 nm to 70 nm, preferably 20 to 40 nm, in particular 25 nm.
  • the base 30b is actually defined by the boron distribution and not by the SiGe layer.
  • the width of the boron distribution essentially corresponds to the thickness of the SiGe layer, the terms “base” and “SiGe layer” are used synonymously in the text.
  • the thickness of the SiGe layer small.
  • the Ge concentration can be increased and thus the band gap of the SiGe layer can be reduced.
  • the reduction in the band gap is based on two effects.
  • Ge has a smaller band gap than Si and, on the other hand, Ge (also known as substitutionally built-in Ge) induces ge in the lattice sites of the Si, which further reduce the band gap.
  • Ge proportion of the SiGe layer the higher the stresses in the lattice of the SiGe layer. From a certain Ge surface dose (Ge concentration integrated over the layer thickness), so great tensions occur that There is relaxation in the SiGe layer, which adversely affects the electrical properties of the HBT.
  • the addition of carbon in the SiGe layer has a relaxing effect on the layer, without reducing the bandgap of the SiGe layer significantly is negatively affected because carbon substitutionally incorporated also reduces the band gap of the silicon from a concentration of 0.5%) to 1%. Due to the addition of carbon, the relaxation in the SiGe layer only occurs at a higher Ge content than would be the case without the addition of carbon.
  • the SiGe layer (base 30b) has a germanium distribution (Ge distribution) with a depth profile which has a linear and a constant range (see FIG. 3).
  • the linear and constant ranges each extend approximately over half the width of the base 30b. In the exemplary embodiment, this is approximately 12.5 nm (width of the base: 25 nm).
  • the maximum of the Ge distribution (constant range) is at the collector-side boundary of the base 30b and has a concentration of at least 5x10 21 Ge atoms per cm "3 , preferably of more than 7.5x10 21 Ge atoms per cm " 3 on.
  • the Ge concentration in the linear section of the profile increases from 5x10 21 cm “3 (corresponds to 10% Ge content in the lattice) to 1x10 22 cm “ 3 (corresponds to 20% Ge content in the lattice).
  • the sloping Ge distribution provides a drift field that enables a higher transit frequency of the HBT.
  • the Ge distribution can alternatively have a rectangular profile, ie the Ge concentration is constant over the entire width of the base 30b. This distribution is particularly useful in the case of relatively thin bases, since a satisfactory transit frequency can be achieved even without a drift field. It is understood that other distributions can also be used.
  • the linear section of the profile shown in FIG. 3 can also be approximated by one or more steps, so that a step-shaped profile is created.
  • High Ge concentrations reduce the out-diffusion of boron, which contains the base 30b as a substitutional p-dopant in a concentration of at least 3x10 19 cm “3 , preferably at least 5x10 19 cm “ 3 .
  • the Bork Concentration of at least 3x10 19 cm “3 corresponds to a dopant surface dose of at least 4.5x10 13 cm “ 2 with a base thickness of 15 nm, to a dopant surface dose of at least 2.1 x10 14 cm “2 with a base thickness of 70 nm.
  • the boron concentration of at least 5x10 19 cm “3 corresponds to a dopant surface dose of at least 7.5x10 13 cm “ 2 with a base thickness of 15 nm, to a dopant surface dose of at least 3.5x10 14 cm “2 with a base thickness of 70 nm.
  • the doping with boron takes place when the base 30b is deposited.
  • the base 30b also contains, during the deposition, substantial carbon with a distribution that has a depth profile, in the maximum of which the carbon concentration is in the range from 2x10 19 cm “3 to 2.5x10 20 cm “ 3 , and preferably 1x10 20 cm " 3.
  • the carbon profile can be a profile corresponding to the Ge profile, a step-shaped profile, etc.
  • the carbon profile is preferably a rectangular profile, the width of which corresponds to the width of the Ge profile Diffusion of boron atoms is inhibited This is of great importance in the BiCMOS manufacturing process, in which, after doping, the base 30b is followed by tempering steps which would lead to the boron atoms diffusing out of the base 30b (SiGe layer) without a carbon profile.
  • Such a bipolar transistor without Ge then has a higher carbon concentration in the base than the SiGe HBT, namely a carbon concentration in the range from 2.5x10 20 cm “3 (corresponds to 0.5% carbon) to 2x10 21 cm “ 3 (corresponds to 4 % Carbon), preferably in the range from 5x10 20 cm “3 (corresponds to 1% carbon) to 1x10 21 cm “ 3 (corresponds to 2% carbon).
  • the cap layer 30c is undoped, n-doped or p-doped.
  • Various examples of the doping profile are shown schematically in FIG. 3.
  • a constant dopant concentration preferably a boron concentration, of at most 5x10 18 cm “3 , preferably 2x10 18 cm “ 3 , is present in the area facing the emitter 20 over a depth of at least 8 nm, preferably 10 nm.
  • the boron distribution corresponds to the As distribution shown in FIG. 3.
  • the boron concentration of a maximum of 5x10 18 cm “3 corresponds to a dopant area dose of a maximum of 5x10 12 cm “ 2 at a depth of 10 nm, and a dopant area dose of a maximum of 4x10 12 cm “2 at a depth of 8 nm.
  • the boron concentration of a maximum of 2x10 18 cm “3 corresponds to a depth of 10 nm from a Dotierstoff horrdosis maximum of 2x10 12 cm" 2, wherein a depth of 8 nm Dotierstoff horrdosis a maximum of 1, 6x10 12 cm “2.
  • the dopant concentration is less than 2x10 17 cm “3 , preferably less than 5x10 16 cm “ 3 . This is the doping selected in the exemplary embodiment.
  • the p-dopant boron other p- or n-dopants, e.g. B. the n-dopants arsenic and phosphorus are used.
  • the capacitance between the base 30b and the emitter 20, in particular outside the emitter window, where an oxide layer 36 and an amorphous or polycrystalline silicon layer 38 are formed over the cap layer 30c can be reduced compared to conventional arrangements.
  • Another possibility for doping consists in a triangular profile made of a p-type dopant (also shown in FIG. 3).
  • the triangular profile has its maximum on the side of the cap layer 30c facing the emitter 20 with a concentration of 1x10 18 cm "3.
  • the concentration of boron decreases linearly to a value of maximum 5x10 16 cm " 3 .
  • the doping of the cap layer 30c takes place with the deposition.
  • the entire cap layer 30c is undoped. Compared to the undoped cap layer, however, the boron-doped cap layer exhibits better base current behavior without deterioration in the high-frequency properties and better long-term stability.
  • the cap layer 30c contains no carbon, it However, it can also partially or completely contain a carbon profile which is introduced during the deposition in order to suppress the diffusion of the dopant during tempering steps to be carried out after the doping.
  • the buffer layer 30a is undoped and contains no carbon. However, it can also be partially or completely doped and / or contain carbon.
  • the layer stack 30 is adjoined in the lateral direction by a highly doped, p-conducting zone (p + zone), the single-crystalline base contact region 33, which extends to the trench insulation 18.
  • p + zone p-conducting zone
  • the single-crystalline base contact region 33 differs from the layer stack 30 located under the emitter by its on-board doping.
  • the boron is introduced in the manufacturing process by means of ion implantation of boron ions or boron fluoride ions (BF 2 ions).
  • BF 2 ions boron fluoride ions
  • a polycrystalline base contact region 34 made of polycrystalline silicon (polysilicon) runs over the trench insulation 18 and adjoins the monocrystalline base contact region 33. It also contains boron implanted in a high concentration by means of boron ions or BF 2 ions, so that it is also p + -doped. Such a polycrystalline silicon layer can be used as a high-resistance polysilicon resistor. The effect is exploited here that the addition of carbon leads to a reduction in the diffusion coefficient of boron and thus to a reduction or prevention of segregation effects at the grain boundaries or the diffusion of boron from the single-crystalline zones of the polycrystalline silicon. This stabilizes the potential barrier and thus leads to a reduction in the temperature dependence of the resistance.
  • the basic material here silicon, the geometric dimensions and the concentration of boron, carbon and Germanium influences the resistance properties, for example the temperature stability, etc., of the polycrystalline base contact region 34. Therefore, these parameters are preferably selected such that the desired resistance properties of the polycrystalline base contact region 34 result.
  • the layers for the single-crystalline base contact region 33 and the polycrystalline base contact region 34 are expediently deposited in the manufacturing process, as already described above; together with the deposition of the layer stack 30 by means of differential epitaxy.
  • the dopant is then implanted after the emitter has been structured.
  • the already structured emitter 20 which is covered by a mask, in particular a lacquer mask or a nitride layer, protects the portion of the layer stack which is located below the emitter 20, so that it remains unchanged preserved.
  • the emitter 20 of the HBT 1 is located above the layer stack 30. In its lateral extent, the emitter 20 corresponds to the layer stack 30, ie it extends laterally beyond the second collector region 14 and partially overlaps the first collector region 12. In the region of the overlap between the layer stack 30 and the emitter 20 there is an oxide layer 36 adjacent to the layer stack 30 with a thickness of 10 to 100 nm, preferably 25 to 60 nm and in particular 50 nm, as well as a layer of amorphous or polycrystalline silicon adjacent to the emitter 20 38, with a thickness of 10 to 70 nm, preferably 30 to 60 nm and in particular 50 nm, so that the emitter 20 only contacts the layer stack 30 in the emitter region opposite the second collector region 14, the emitter window.
  • Both the oxide layer 36 and the layer of amorphous or polycrystalline silicon 38 are the remains of a mask that defines the emitter window during the manufacturing process.
  • the ion implantation of phosphorus into the first collector region 12 also takes place through the emitter window during the manufacturing process, in order to to form th collector region 14.
  • the second collector region 14 is self-aligned to the section of the emitter 20 that contacts the layer stack 30.
  • the structure of the emitter 20 is shown schematically in FIG. 4.
  • the collector region 10, the base 30b, the cap layer 30c, the oxide layer 36, the layer of amorphous or polycrystalline silicon 38 and the emitter 20 are shown enlarged.
  • the buffer layer 30a and the second collector region 14 are omitted for the sake of simplicity.
  • the emitter 20 is a so-called “partially monocrystalline emitter”. Such an emitter is characterized in that a single-crystal emitter region 22 is connected to the cap layer 30c. A region 23 of the emitter 20 consisting of polycrystalline silicon (poly-Si) only begins at a distance of 20 to 50 nm from the boundary between the cap layer 30c and the single-crystal emitter region 22. Such a structure of the emitter 20 improves this Base current behavior with reduced emitter resistance and reduces noise at low frequencies. Alternatively, the non-single-crystalline region of the emitter 20 can consist of amorphous silicon instead of polycrystalline silicon.
  • the monocrystalline emitter region 22 increases by a highly doped (n + -doped) region in the cap layer 30c, the base-side boundary of which is dashed in FIG. 4 is drawn.
  • the partially monocrystalline emitter is adjoined by a lightly doped (n " -doped) emitter region 24 with a dopant concentration of less than 5x10 18 cm " 3 and a thickness of at least 8 nm to a maximum of 50 nm, preferably 10 to 30 nm and in particular 15 to 22 nm.
  • the weakly doped emitter region arises due to the diffusion of the dopant from the partially single-crystal emitter through the emitter window into the cap layer 30c.
  • the lightly doped emitter area determines the so-called inner emitter area.
  • the partial monocrystalline emitter itself is highly doped (n + - doped) with a dopant concentration of at least ⁇ xIO ⁇ cm "3 , in particular at least 1x10 20 cm " 3 .
  • Arsenic is preferably used as the n-dopant for the partially monocrystalline emitter. However, other n-dopants, such as phosphorus, can also be used.
  • the partially monocrystalline emitter can be doped either in situ during the deposition of the silicon or subsequently by ion implantation. Instead of silicon, the partially monocrystalline emitter can alternatively also be formed from a silicon germanium alloy with or without carbon.
  • the base current can be varied in a targeted manner by means of the germanium and / or carbon introduced into the emitter
  • Spacers 26 made of silicon nitride (Si 3 N 4 ) are provided on the sides of the emitter 20 as a protective layer for the emitter 20.
  • silicon oxide (SiO 2 ) can also be provided.
  • the tops of the emitter 20, the collector connection region 16, the single-crystalline base contact region 33 and the polycrystalline base contact region 34 are covered by a silicon-metal compound, the contact silicide layer 48.
  • a so-called silicide blocker layer for example a silicide blocker layer, is formed over all those regions of the surface in which no contact silicide is to be formed before the contact silicide layer 48 is formed.
  • B deposited a nitride layer.
  • the contact silicide layer 48 is formed in the manufacturing process over all silicon regions of the HBT that are exposed at the time the siliconization process is carried out. In this way, the formation of the contact silicide layer 48 takes place in a self-aligned manner.
  • a protective layer made of silicon nitride 49 extends over the entire HBT. Above this, in turn, there is a thick insulation layer, which comprises an oxide layer 50.
  • Contact holes 54 extend through the insulation layer for contacting the base, emitter and collector connections, which are filled with a metal, for example tungsten, and lead to external connections 56.
  • a metal for example tungsten
  • the use of carbon enables the manufacture of the bipolar transistor to be integrated into the CMOS process. Carbon in the substrate reduces the susceptibility to diffusion of the CMOS process and carbon in the base of the bipolar transistor that of the bipolar process. This applies to thermal diffusion as well as to Transient Enhanced Diffusion, TED. In addition to increasing the latch-up strength, the carbon can also be used in the CMOS process to suppress the diffusion of the dopant atoms from the source extension and the drain extension in a MOSFET, so as to generate shorter channels between them to enable the source extension and the drain extension.
  • a bipolar transistor that contains carbon has essentially been described.
  • the effects achieved by introducing the carbon can also be achieved by introducing oxygen instead of introducing carbon.
  • the base 30b can contain oxygen, preferably in a concentration of 2x10 19 to 2.5x10 20 cm "3
  • the emitter does not extend as far as the trench isolations 18 (field isolation regions). In an alternative embodiment, however, the emitter can also be completely or partially extended to the field isolation areas or even to the field isolation areas. Where the emitter extends to or over the field isolation areas, there is no single-crystal base contact area. The emitter can then be contacted, for example, in the areas which lie above the field insulation areas.
  • the carbon or oxygen can also be implanted.

Abstract

Gemäß Anspruch 1 umfasst der erfindungsgemäße Bipolartransistor 1 einen Emitter 20, der teilweise einkristallin und teilweise polykristallin oder amorph ausgebildet ist (partiell einkristalliner Emitter). Außerdem weist die Basis 30b des Bipolartransistors 1 eine Kohlenstoff- oder Sauerstoffkonzentration im Bereich von 2x1019 bis 2x1021 cm-3. Eine solche Struktur webessert die Hochfrequenzeigenschaften des Bipolartransistors und vermindert das Hochfrequenz-Rauschen. In einer Ausgestaltung der Erfindung liegt in der Basis 30b des Bipolartransistors eine Dotierstoffvereilung, vorzugsweise eine Borverteilung, mit einer Flächendosis von mindestens 4,5x1013 cm-2, vorzugsweise mindestens 7,5x1013 cm-2 vor. Die Basis kann darüber hinaus auch Germanium enthalten.

Description

Bipolarer Transistor
Die Erfindung betrifft einen bipolaren Transistor oder Bipolartransistor, insbesondere einen Silizium-Germanium-Hetero-Bipolartransistor, kurz SiGe-HBT, sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung.
Der Bipolartransistor gehört seit langem zum Stand der Technik und wird in vielfältiger Weise z. B. in analogen und digitalen integrierten Schaltungen eingesetzt. Zu den Bestandteilen eines Bipolartransistors zählen ein Emitter als Ladungsträgerquelle, ein Kollektor als Ladungsträgersenke (Ladungsträgerab- fluss) sowie eine Basis als Steuereinrichtung zum Steuern des Stromflusses zwischen dem Emitter und dem Kollektor. Der Emitter und der Kollektor bestehen heutzutage häufig aus Silizium (ehem. Zeichen: Si) eines bestimmten Leitfähigkeitstyps, wohingegen die Basis aus Silizium des entgegengesetzten Leitfähigkeitstyps besteht. Es existieren zwei verschiede Leitfähigkeitstypen in Halbleitermaterialien wie beispielsweise Sili- zium. Halbleitermaterialien mit Elektronen als Ladungsträgern nennt man n- leitend, solche mit Löchern als Ladungsträgern p-leitend. Im reinen Silizium liegen beide Sorten von Ladungsträgern in gleicher Konzentration vor, man spricht in diesem Fall von intrinsischem Silizium. Wird die Ladungsträgerkonzentration durch Einbringen von Fremdatomen, sog. Dotierstoffen, erhöht, spricht man von Dotierung. Eine n-Dotierung liegt vor, wenn der eingebrachte Dotierstoff ein n-Dotierstoff ist (Donator), also einer, der zu einer Zunahme der Konzentration an Elektronen als Ladungsträgern führt. Das Material wird dann n-leitend. Als n-Dotierstoff werden beispielsweise Phosphor (P), Arsen (As) und Antimon (Sb) verwendet. Andererseits liegt eine p-Dotierung vor, wenn der eingebrachte Dotierstoff ein p-Dotierstoff ist (Akzeptor), also einer, der zu einer Zunahme der Konzentration an Löchern als Ladungsträgern führt. Das Halbleitermaterial wird dann p-leitend. Als p-Dotierstoffe finden beispielsweise Bor (B), Indium (In) und Gallium (Ga) Verwendung. Ist die Zunahme der Konzentration an Elektronen/Löchern nach der Dotierung sehr groß oder sehr ge- ring, liegt ein hoch dotiertes Halbleitermaterial (n+/p+-Dotierung) bzw. ein schwach dotiertes Halbleitermaterial (n"/p"-Dotierung) vor.
Für die Dotierung eines Halbleitermaterials stehen drei Verfahren zur Verfügung: die Ionen-Implantation und die Diffusion, jeweils nach der Erzeugung der zu dotierenden Schicht, sowie das Einbringen des Dotierstoffes in situ, also beim Abscheiden der zu dotierenden Schicht. Außerdem wird unterschieden, ob der Dotierstoff einen Zwischengitterplatz einnimmt, also interstitiell vorliegt, oder einen Gitterplatz in der Schicht einnimmt, also substitutionell eingebaut ist.
Beim oben beschriebenen Bipolartransistor kann es sich demnach beispiels- weise um einen npn-Transistor handeln. Die Bezeichnung npn-Transistor bedeutet, dass der Kollektor und der Emitter eine n-Dotierung aufweisen, wohin- gegen die Basis p-dotiert ist. Statt einer Ausführung als npn-Transistor ist auch eine als pnp-Transistor möglich. In diesem Fall sind die Dotierungen im Vergleich zum npn-Transistor umgekehrt.
Neuere Entwicklungen haben zum sog. Silizium-Germanium-Hetero-Bipolar- transistor, (SiGe-HBT) geführt, einem Bipolartransistor, dessen Basis eine Silizium-Germanium-Legierung umfasst. Solch ein SiGe-HBT, im Folgenden verkürzt HBT genannt, ist zum Beispiel in Semicond. Sei. Technol. 16 (2001) R51-R65 und Semicond. Sei. Technol. 16 (2001) R67-R85 beschrieben. Solche HBTs weisen gegenüber herkömmlichen Bipolartransistoren ein verbes- sertes Leistungsvermögen auf. Insbesondere die Transitfrequenz fτ, die maximale Schwingungsfrequenz fmax sowie das Hochfrequenz-Rauschverhalten des HBT sind dem des herkömmlichen Bipolartransistors überlegen.
Die für die Zukunft absehbaren Entwicklungen in der Mikroelektronik erfordern jedoch eine weitere Verbesserung des Bipolartransistors.
Gegenüber dem beschriebenen Stand der Technik stellt sich daher die Aufgabe, einen weiter verbesserten Bipolartransistor zu schaffen.
Diese Aufgabe wird durch einen Bipolartransistor nach Anspruch 1, einen Bipolartransistor nach Anspruch 18, einen Bipolartransistor nach Anspruch 23 sowie durch ein Verfahren nach Anspruch 27 gelöst. Die abhängigen Ansprü- ehe enthalten weitere Ausgestaltungen der Erfindung.
Gemäß Anspruch 1 umfasst der erfindungsgemäße Bipolartransistor einen Emitter, der teilweise einkristallin und teilweise polykristallin oder amorph ausgebildet ist (partiell einkristalliner Emitter). Außerdem weist die Basis des Bipolartransistors eine Kohlenstoff- oder Sauerstoffkonzentration im Bereich von 2x1019 bis 2x1021 cm"3 auf. Eine solche Struktur verbessert die Hochfrequenzeigenschaften des Bipolartransistors und vermindert das Niederfrequenz- sowie das Hochfrequenz-Rauschen. In einer Ausgestaltung der Erfindung liegt in der Basis des Bipolartransistors eine Dotierstoffvereilung, vorzugsweise eine Borverteilung, mit einer Flächendosis (Dotierstoffkonzentration der dotierten Schicht integriert über ihre Dicke) von mindestens 4,5x1013 cm"2, vorzugsweise mindestens 7,5x1013 cm"2 vor.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist der Bipolartransistor als SiGe-HBT, kurz HBT, ausgebildet, dessen SiGe-Legierung einen Germaniumanteil von mindestens 2%, vorzugsweise von 2% bis 30%, weiter vorzugsweise von 5% bis 25%, noch weiter vorzugsweise von 10% bis 20% aufweist. Die Kohlenstoff- oder Sauerstoffkonzentration in der Basis des HBT liegt im Be- reich von 2x1019 bis 2,5x1020 cm"3 und insbesondere bei 1x1020 cm"3.
In noch einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung umfasst die Basis des Bipolartransistors eine Schicht, die lediglich aus dotiertem Silizium besteht. Diese Schicht weist eine Kohlenstoffkonzentration von 2,5x1020 cm"3 (entspricht einem Kohlenstoffanteil von 0,5%) bis 2x1021 cm"3 (entspricht einem Kohlenstoffanteil von 4%) und vorzugsweise von 5x1020 cm"3 (entspricht einem Kohlenstoffanteil von 1%) bis 1x1021 cm"3 (entspricht einem Kohlenstoffanteil von 2%) auf.
In einer weiteren Ausgestaltung ist zwischen dem einkristallinen Emitterbereich und der Basis eine Cap-Schicht vorgesehen. Diese Cap-Schicht kann eine schwache Dotierung aufweisen, vorzugsweise vom Leitfähigkeitstyp der Basisdotierung. In einer Ausgestaltung weist die Cap-Schicht emitterseitig einen Bereich mit einer Flächendosis an Dotierstoff von 1 ,6x1012 bis 5x1012 cm"2 auf.
Der partiell einkristalline Emitter kann außerdem gemäß einer weiteren Aus- gestaltung der Erfindung Kohlenstoff oder Sauerstoff und/oder Germanium enthalten.
Gemäß Anspruch 18 umfasst der erfindungsgemäße Bipolartransistor einen Basiskontaktbereich aus polykristallinem Silizium (auch: Polysilizium oder Po- ly-Si), der Kohlenstoff (C) oder Sauerstoff (O) enthält. Durch das Einbringen von Kohlenstoff oder Sauerstoff in den Basiskontaktbereich lässt sich eine verringerte Temperaturabhängigkeit des Widerstands erzielen, die in Analogschaltungen vorteilhaft ausgenutzt werden kann.
In einer weiteren Ausgestaltung ist der Basiskontaktbereich auf einer isolierenden Unterlage, vorzugsweise Oxid, gebildet. Damit wird die Integration in bestehende Fertigungsprozesse erleichtert.
Weitere Vorteile ergeben sich durch die Integration eines Basiskontaktbereiches nach Anspruch 18 in einen Bipolartransistor nach einem der Ansprüche 1 bis 17.
Gemäß Anspruch 23 umfasst der erfindungsgemäße Bipolartransistor einen ersten Kollektorbereich und einen zweiten Kollektorbereich.
Der erste Kollektorbereich weist ein Dotierstoffprofil mit einer Zone mit hoher Dotierstoffkonzentration und einer Zone mit geringer Dotierstoffkonzentration auf. Der zweite Kollektorbereich ist dort im ersten Kollektorbereich gebildet, wo die Zone des Dotierstoffprofils mit geringer Dotierstoffkonzentration vorliegt, und weist eine gegenüber dieser Zone des Dotierstoffprofils höhere Do- tierstoffkonzentration auf.
Lateral und substratseitig ist der zweite Kollektorbereich vom ersten Kollektor- bereich umgeben. Der zweite Kollektorbereich wird auch selektiv dotiertes Kollektorgebiet genannt. Der erste Kollektorbereich grenzt an den Teil der Basis an, der sich dadurch auszeichnet, dass zwischen der Basis und dem Emitter eine lateral verlaufende Isolationsschicht vorhanden ist. Dieser Teil der Basis wird äußere Basis genannt. Die Isolationsschicht weist eine Öff- nung, das Emitterfenster, auf. Unterhalb dieser Öffnung befindet sich ein innere Basis genannter Teil der Basis. An diese innere Basis grenzt der zweite Kollektorbereich an. Die Dotierung der beiden Kollektorbereiche ist derart gewählt, dass die lateral an den zweiten Kollektorbereich angrenzenden Ab- schnitte des ersten Kollektorbereiches eine gegenüber dem zweiten Kollektorbereich geringere, niedrige Dotierstoffkonzentration aufweisen. Aufgrund der niedrigen Dotierung dieser Abschnitte lässt sich die Kapazität zwischen dem Kollektor und der äußeren Basis niedrig halten, wodurch sich die Hochfre- quenzeigenschaften des Bipolartransistors verbessern lassen. Angrenzend an die innere Basis kann die Dotierstoffkonzentration im Kollektor, d. h. im zweiten Kollektorbereich, hingegen hoch genug gewählt werden, um eine ausreichende Leitfähigkeit des Kollektors sicherzustellen.
Der erste Kollektorbereich weist in einer Ausgestaltung der Erfindung eine maximale Dotierstoffkonzentration von 5x1017 bis 5x1020 cm"3, insbesondere von 8x1017 bis 1,5x1019 cm"3 auf. Das Maximum befindet sich jedoch nicht in den lateral an den zweiten Kollektorbereich angrenzenden Abschnitten des ersten Kollektorbereiches. In diesen Abschnitten beträgt die Dotierstoffkonzentration des ersten Kollektorbereiches weniger als 1x1017 cm"3, insbesonde- re weniger als 1x1016 cm"3. Der zweite Kollektorbereich weist eine Dotierstoffkonzentration von 1x1016 bis 5x1018 cm"3, insbesondere von 1x1017 bis 2x1017 cm"3 auf.
Diese Gestaltung des Kollektors lässt sich vorteilhaft auch in Bipolartransistoren nach einem der Ansprüche 1 bis 22 einsetzen.
Im erfindungsgemäßen Verfahren nach Anspruch 27 wird eine Silizium umfassende Schicht auf ein Gebiet abgeschieden, das eine einkristalline Siliziumoberfläche und eine isolierende Oberfläche, insbesondere eine Oxidoberfläche, umfasst. In die Silizium umfassende Schicht wird entweder während des Abscheidens der Schicht in situ oder nach dem Abscheiden der Schicht mittels Implantation Kohlenstoff oder Sauerstoff eingebracht. In den über der isolierenden Oberfläche befindlichen Teil der Silizium umfassenden Schicht wird ein Dotierstoff in einer Konzentration eingebracht, die so gewählt ist, dass dieser Teil der Silizium umfassenden Schicht einen vorbestimmten Widerstandswert erhält. In einer Ausgestaltung des Verfahrens wird als Silizium umfassende Schicht eine SiGe-Schicht abgeschieden.
Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht es, einen verbesserten Bipolartransistor herzustellen. Insbesondere ist es mit dem erfindungsgemäßen Verfahren außerdem möglich, den Dotierstoff nach dem Strukturieren des E- mitters einzubringen und so den Basiskontaktbereich selbstjustiert zum Emitter herzustellen.
Der erfindungsgemäße Bipolartransistor ist als Modul in eine Technologie integrierbar, die zur Herstellung von MOS-Transistoren dient (MOS- Technologie). MOS-Technologie steht dabei für Metal-Oxid-Semiconductor- Technologie; sie wird zur Herstellung von Feldeffekttransistoren verwendet. Sind Feldeffekttransistoren mit einem n-leitenden Kanal und solche mit einem p-leitenden Kanal gemeinsam in einer in MOS-Technologie hergestellten Vorrichtung integriert, spricht man von Complementary MOS-Technologie, kurz CMOS-Technologie. Von BiCMOS-Technologie ist die Rede, wenn ein bipolares Bauelement, wie etwa ein bipolarer Transistor, in eine in CMOS- Technologie hergestellte Halbleitervorrichtung integriert ist. "Modulartig integrierbar" bedeutet hierbei, dass der Bipolartransistor im Rahmen eines Prozessmoduls hergestellt werden kann, welches in den MOS- Herstellungsprozess integrierbar ist.
Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen anhand eines Ausführungsbeispiels detailliert beschrieben.
Fig. 1 zeigt den erfindungsgemäßen Bipolartransistor in einem vertikalen Schnitt.
Fig. 2 zeigt schematisch das Dotierstoffprofil des Kollektors des erfindungsgemäßen Bipolartransistors. Fig. 3 zeigt schematisch das Dotierungsprofil eines Teiles des Schichtstapels des erfindungsgemäßen Bipolartransistors.
Fig.4 zeigt schematisch die Struktur des Emitters des erfindungsgemäßen Bipolartransistors.
Es wird nun mit Bezug auf Figur 1 der Aufbau des erfindungsgemäßen Bipolartransistors anhand eines SiGe-HBT, nachfolgend HBT genannt, erläutert. Der HBT 1 umfasst einen n-leitenden Kollektor 10 und einen darüber angeordneten, ebenfalls n-leitenden Emitter 20. Ein n-leitender tiefer Kollektoranschlussbereich 16 ist über eine n-leitende vergrabene, vorzugsweise implan- tierte Schicht 42 (buried layer) mit dem Kollektor 10 verbunden. Der Emitter 20 ist dagegen direkt kontaktiert. Alternativ besteht die Möglichkeit, dass der E- mitter 20 nicht direkt kontaktiert ist. Insbesondere erstreckt sich dann ein Teil des Emitters über ein Isolationsgebiet. Zwischen Emitter 20 und Kollektor 10 befindet sich ein Schichtstapel 30, der einen Bereich aufweist, in dem er den Emitter 20 kontaktiert sowie einen, in dem er vom Emitter 20 durch eine Isolation 36 getrennt ist. Dieser Schichtstapel 30 umfasst eine SiGe-Schicht (Silizium-Germanium-Schicht). Ein Teil dieser SiGe-Schicht bildet die Basis 30b, während ein sich lateral an die Basis anschließender Teil der SiGe-Schicht 30 durch einen p+-dotierten (d.h. hoch dotierten) einkristallinen Basiskontaktbe- reich 33 verläuft. Die Basis 30b ist begrifflich in eine äußere Basis und eine innere Basis unterteilt. Die äußere Basis befindet sich in dem Abschnitt des Schichtstapels 30, in dem die Isolationsschicht 36 zwischen dem Schichtstapel 30 und dem Emitter 20 vorhanden ist. Die innere Basis befindet sich hingegen in dem Abschnitt des Schichtstapels 30, in dem dieser den Emitter 20 kontaktiert und der durch eine Öffnung in der Isolationsschicht 36 definiert ist. Diese Öffnung wird Emitterfenster genannt. In einem Bipolartransistor, der kein HBT ist, ist statt der SiGe-Schicht eine Si-Schicht vorhanden.
Über einen p+-dotierten polykristaliinen Basiskontaktbereich 34 aus Silizium- Germanium oder Silizium (Polysilizium, Poly-Si), ist der einkristalline Basis- kontaktbereich 33 und damit auch die Basis 30b mit einem externen Basisan- schluss verbunden. Im Gegensatz zu einkristallinem Silizium, bei dem die gesamte Schicht dieselbe kristallographische Orientierung aufweist, liegen in poiykristallinem Silizium eine Vielzahl kleiner, jeweils für sich einkristalliner Zonen vor, die jedoch in ihrer kristallographischen Orientierung ungeordnet sind. Ist das Silizium dagegen überhaupt nicht kristallin, spricht man von a- morphem Silizium (σ-Silizium). Sowohl der einkristalline Basiskontaktbereich 33 als auch der polykristalline Basiskontaktbereich 34 können Kohlenstoff enthalten.
Die Grundlage für den HBT 1 bildet ein Substrat 40, das vorzugsweise ein möglichst hochohmiges, einkristallines p"-leitendes (d. h. gering dotiertes) Silizium mit einer (IOO)-Oberfläche umfasst. Das Silizium ist mit Bor p"-dotiert und hat vorzugsweise einen spezifischen Widerstand zwischen 10 und 1000 Ω cm. Insbesondere für Hochfrequenzschaltungen ist der Einsatz von hochohmigen Substraten vorteilhaft, da dadurch kapazitiv oder induktiv in das Substrat ein- gekoppelte Ströme klein gehalten werden können. Solche Ströme führen zu einem erhöhten Leistungsverbrauch, zu einer Güteminderung bei Spulen oder zu sog. Substratrauschen. Alternativ kann jedoch auch ein p+-dotiertes Substrat Verwendung finden. Hoch p-dotierte Substrate sind beispielsweise in stark skalierten Digitalschaltungen vorteilhaft, da durch sie eine ausreichende Festigkeit gegen das Auftreten von Latch-up, das für die Schaltungsfunktion schädliche, thyristorähniiche Zünden einer z. B. bei CMOS-Invertern vorliegenden Vierschichtanordnung, erzielbar ist. Da aus diesem Grund für diejenigen Bereiche des Substrats, in denen im BiCMOS-Prozess die CMOS- Struktur entstehen soll, ein hoch dotiertes Substrat wünschenswert ist, für den Bipolartransistor jedoch ein p"-dotiertes Substrat vorteilhaft ist, sind dort, wo die CMOS-Struktur entstehen soll, hoch p- und n-dotierte Wannen im p"- Substrat vorhanden, die beispielsweise in das Substrat implantiert werden können.
Vorteilhaferweise können dort, wo sich die Wannen befinden, auch eine oder mehrere Schichten, welche die Diffusion der Dotierstoffe aus den hoch dotierten Bereichen verhindern, sogenannte Getterschichten, vorgesehen sein. Die Getterschichten werden vorzugsweise epitaktisch gebildet, wobei während der Epitaxie (in situ) beispielsweise Kohlenstoff (C) in die Schichten mit eingebaut wird. Alternativ können die Getterschichten auch dadurch erzeugt werden, dass beispielsweise Kohlenstoff (C) mittels Ionenimplantation in das Substarat eingebracht wird und die C enthaltenden Schichten anschließend mit einer epitaktischen Schicht bedeckt werden. Die Kohlenstoffkonzentration in den Getterschichten beträgt zwischen 2x1018 cm"3 und 3x1020 cm"3, vorzugsweise zwischen 5x1018 cm"3 und 5x 019 cm"3. Durch die Getterschichten wird die Diffusion des Dotierstoffes der Wannen sowie die Defektbildung beim Ausheilen von Implantationsschäden unterdrückt. Dadurch sind steilere Dotierungsprofile für die Wannen und somit höhere Dotierstoffkonzentrationen möglich, was die Festigkeit gegen Latch-up erhöht.
Alternativ kann das Substrat auch einen Isolator, wie z.B. Saphir oder Siliziumdioxid, umfassen, auf dem eine einkristalline Siliziumschicht (Si-Schicht) mit einer Dicke von ca. 40 - 150 nm aufgebracht ist. Beispielsweise eine BiCMOS-Anordnung wird in der einkristaliinen Siliziumschicht gebildet. Man spricht dann von einer SOI-Technologie (SOI: Silicon on Insulator). Da die Dicke der Siliziumschicht für den Kollektorbereich eines vertikalen Bipolartransistors nicht ausreicht, sind bei der Herstellung der BiCMOS-Anordnung zu- sätzliche Verfahrensschritte im Fertigungsprozess nötig, z.B. ein Ätz-Schritt, in dem die Siliziumschicht unterätzt wird, um einen Teil des Kollektors des Bipolartransistors aufzunehmen. Der so geschaffene Hohlraum wird dann mittels Abscheidung aus der Gasphase (CVD-Abscheidung, CVD steht für Chemmi- cal Vapor Deposition) mit in situ dotiertem polykristallinem Silizium oder einer metallischen Schicht gefüllt. Der hier als Ausführungsbeispiel beschriebene HBT ist jedoch nicht mit der SOI-Technologie hergestellt worden.
Über dem Substrat 40 befindet sich eine epitaktische Siliziumschicht 46 mit einer Dicke von 1000 bis 7000 nm, vorzugsweise 3000 bis 4000 nm, insbesondere 3500 nm. Eine epitaktische Schicht ist eine einkristalline Schicht, de- ren Kristallstruktur durch ihre Unterlage vorgegeben ist. In der Siliziumschicht 46 befindet sich eine vergrabene, n-leitende Schicht 42, die sowohl mit dem Kollektor 10 als auch mit dem n-leitenden Kollektoranschlussbereich 16 in elektrisch leitendem Kontakt steht. Mit ihrer Hilfe lässt sich der Widerstand des Strompfades zwischen dem Kollektor 10 und dem Kollektoranschlussbereich 16 verringern, bzw. der elektrische Kontakt zwischen dem Kollektor 10 und dem Kollektoranschlussbereich 16 herstellen, falls zwischen den beiden ein nichtleitender oder halbleitender Bereich vorhanden ist. Die n-leitende Schicht 42 ist 350 bis 1500 nm, vorzugsweise 900 bis 1200 nm, insbesondere 1000 nm tief in der Siliziumschicht 46 vergraben. Die vergrabene Schicht 42 enthält implantierte Phosphoratome als n-Dotierstoff, der Kollektoranschlussbereich 16 implantierte Arsenatome, Um die Ausdiffusion der Phosphoratome aus der vergrabenen Schicht 42 zu unterbinden, kann sie in situ eingebrachten Kohlenstoff oder Sauerstoff (O) in einer Konzentration von 2x1018 cm"3 bis 3x1020 cm"3, vorzugsweise 5x1018 cm"3 bis 5x1019 cm"3 enthalten. Die vergrabene Schicht 42 kann dann als eine Getterschicht angesehen werden; sie kann im Fertigungsprozess für eine BiCMOS-Anordnung zusammen mit den oben beschriebenen Getterschichten für die CMOS-Struktur erzeugt werden.
In der epitaktischen Siliziumschicht ist der Kollektor 10 gebildet, der an den Schichtstapel 30 und den einkristallinen Basiskontaktbereich 33 angrenzt und sich bis zur vergrabenen Schicht 42 in die Tiefe erstreckt. Der Kollektor 10 umfasst einen ersten n-leitenden Kollektorbereich 12, der die laterale Ausdehnung des Kollektors 10 bestimmt. Als Dotierung enthält dieser erste Kollektorbereich 12 ein implantiertes Phosphorprofil 13 mit einer bestimmten Tiefenverteilung. Eine beispielhafte Tiefenverteilung ist schematisch in Fig. 2 dargestellt; sie weist im an den Schichtstapel 30 angrenzenden Teil des ersten Kol- lektorbereiches 12 einen geringen Konzentrationswert von weniger als 1x1017 cm"3, vorzugsweise weniger als 1x1016 cm"3 auf. Von diesem Wert ausgehend steigt die Konzentration des Phosphors mit zunehmender Tiefe an, um im dem Schichtstapel abgewandten Teil des ersten Kollektorbereiches 12 einen Maximalwert von 5x1017 bis 5x1020 cm'3, vorzugsweise 8x1017 bis 1,5x1019cm" 3, insbesondere 1x1018 cm"3 anzunehmen. Nach dem Maximum fällt der Konzentrationswert mit zunehmender Tiefe wieder ab. Im ersten Kollektorbereich 12 ist, an den Schichtstapel angrenzend, ein zweiter, ebenfalls n-Ieitender Kollektorbereich 14, das sog. selektiv dotierte Kollektorgebiet gebildet. Der zweite Kollektorbereich 14 weist eine deutlich geringere Tiefenausdehnung auf, als der erste Kollektorbereich 12. Die Tiefenausdeh- nung des zweiten Kollektorbereiches 14 ist so gewählt, dass er sich nicht über den emitterseitigen Teil des Phosphorprofils 13 hinaus erstreckt, der die geringe Dotierstoffkonzentration aufweist. Die laterale Ausdehnung dieses zweiten Kollektorbereiches 14 ist geringer als die des ersten Kollektorbereiches 12 und entspricht der lateralen Ausdehnung der inneren Basis. Lateral und an seiner dem Schichtstapel abgewandten Seite ist der zweite Kollektorbereich 14 daher vollständig vom ersten Kollektorbereich 12 umgeben.
Der zweite Kollektorbereich 14 ist wie der erste Kollektorbereich 12 mit implantiertem Phosphor dotiert. Die Konzentration an Phosphoratomen im zweiten Kollektorbereich 14 ist höher als die Phosphorkonzentration des Phos- phorprofils 13 in dessen dem Schichtstapel 30 zugewandten Abschnitt; sie beträgt zwischen 1x1016 und 5x1018 cm"3, vorzugsweise zwischen 1x1017 und 2x1017 cm"3.
Durch diese Gestaltung des Kollektors 10 kann die Kapazität zwischen dem Kollektor 10 und der Basis 30b besser an die jeweiligen Bedürfnisse ange- passt und insbesondere minimiert werden. Die Kapazität zwischen dem Kollektor 10 und der Basis 30b soll außerhalb des durch das Emitterfenster definierten Bereiches gering sein, was durch eine an die Basis 30b angrenzende geringe Dotierstoffkonzentration des ersten Kollektorbereichs 12 zu erreichen ist. Andererseits soll der Kollektor 10 in seinem dem Emitter gegenüberliegen- den, durch das Emitterfenster definierten Bereich eine moderate bis hohe Dotierstoffkonzentration aufweisen. Dieser Bereich ist durch den zweiten Kollektorbereich 14 gegeben. Durch die Gestaltung des Kollektors 10 mit erstem und zweiten Kollektorbereich 12, 14 können somit die beiden Anforderungen gleichzeitig erfüllt werden.
Vom Kollektoranschlussbereich 16 sowie von den übrigen aktiven Bereichen der BiCMOS-Struktur ist der Kollektor 10 durch Feldisolationsgebiete in Form von flachen, mit Siliziumdioxid gefüllten Gräben, sogenannten Trench- isolierungen (in diesem Fall "shallow trenches") 18 mit einer Tiefe von 350 bis 600 nm, vorzugsweise 500 nm bis 600 nm, insbesondere 575 nm isoliert. Al- temativ kann die Isolation auch durch tiefe Trench-Isolierungen ("deep trenches") oder durch Isolationsbereiche erfolgen, die mittels lokaler Oxidation (LOCOS) hergestellt sind. Die weiter oben beschriebene n-leitende Schicht 42 kann sich direkt an die Trench-Isolierungen anschließen.
Zwischen dem Kollektor 10 und dem Emitter 20 befindet sich ein epitaktischer Schichtstapel 30 mit einer Schichtfolge Siliziumschicht / Legierungsschicht (SiGe-Schicht) aus Silizium (Si) und Germanium (Ge) / Siliziumschicht (im Folgenden Si/SiGe/Si-Schichtstapel oder kurz Schichtstapel genannt). Dieser Schichtstapel 30 umfasst die Basis 30b des Bipolartransistors. Außerdem erstreckt sich der Schichtstapel durch den einkristaliinen Basiskontaktbereich 33 bis zum polykristallinen Basiskontaktbereich 34. Gegenüber dem unter dem Emitter 20 gelegenen Abschnitt des Schichtstapels 30 weist der Abschnitt im einkristallinen Basiskontaktbereich 33 ein anderes Dotierstoffprofil auf. Im Folgenden ist mit der Bezeichnung Schichtstapel 30 nur der unter dem Emitter gelegene Abschnitt des Schichtstapels 30, also der Schichtstapel ohne den sich durch den einkristallinen Basiskontaktbereich 33 erstreckenden Teil, gemeint, sofern nicht ausdrücklich etwas anderes erwähnt ist.
Der Schichtstapel 30, der erste Kollektorbereich 12 und der zweite Kollektorbereich 14 sind derart relativ zueinander ausgerichtet, dass der erste Kollektorbereich 12 den Schichtstapel 30 und der Schichtstapel 30 den zweiten Kol- lektorbereich 14 in lateraler Richtung überragt.
Die Dicke des Schichtstapels 30 beträgt 45 bis 205 nm, vorzugsweise 80 bis 140 nm, insbesondere 105 nm. In lateraler Richtung erstreckt sich der Schichtstapel 30 über den zweiten Kollektorbereich 14 hinaus, jedoch nicht bis zum Rand des ersten Kollektorbereichs 12, sodass der Schichtstapel 30 den ersten Kollektorbereich 12 teilweise überlappt. Die Abscheidung des den Schichtstapel bildenden Materials erfolgt im Fertigungsprozess jedoch nicht nur dort, wo sich im fertigen HBT 1 der Schichtstapel 30 befindet, sondern über dem gesamten ersten Kollektorbereich 12 und über Teilen der angrenzenden Trench-Isolierungen 18. Der Schichtstapel wird also auch dort auf den ersten Kollektorbereich 12 abgeschieden, wo später mittels einer weiteren Dotierung der einkristalline Basiskontaktbereich 33 gebildet wird. Aus dem über dem Oxid der Trench-Isolierungen 18 befindlichen Material wird der polykristalline Basiskontaktbereich 34 gefertigt.
Beim Abscheiden des Schichtstapels wächst das den Schichtstapel bildende Material auf dem ersten und dem zweiten Kollektorbereich 12, 14 jeweils epitaktisch, also einkristallin, wohingegen es auf dem Oxid der Trench- Isolierungen 18 polykristallin wächst. Bei einem solchen Wachstum spricht man von differentieller Epitaxie. In polykristallinem Silizium liegt eine Vielzahl einkristalliner Bereiche mit jeweils unterschiedlicher Kristallorientierung vor. Das Wachstum der einkristallinen Bereiche wird von der Art der Bildung der Keime mit unterschiedlicher Kristallorientierung beeinflusst. Auf die Keimbildung kann durch die geeignete Wahl des Materials, auf das abgeschieden wird, Einfluss genommen werden. So unterscheidet sich die Keimbildung auf Siliziumnitrid beispielsweise von der auf Siliziumoxid. Das unterschiedliche Material kann dabei vor der differentiellen Epitaxie als dünne Schicht auf die Trench-Isolierungen 18 aufgebracht werden. Gegebenenfalls kann das Aufbringen mit anderen Prozessschritten, z.B. mit Prozessschritten in einem BiCMOS-Verfahren, verbunden werden. Sollen die Widerstandseigenschaften des polykristallinen Basiskontaktbereiches 34 durch Ge und/oder C beein- flusst werden, so kann beispielsweise eine Schicht aus polykristallinem Silizium als Keimschicht für das polykristalline Wachstum des SiGe, ggf. SiGe mit Kohlenstoff (C), verwendet werden.
Während des Abscheidens der SiGe-Legierung des Schichtstapels 30 wird der Dotierstoff, insbesondere Bor, in situ in die SiGe-Legierung mit einge- bracht. Außerdem wird auch Kohlenstoff oder Sauerstoff in situ in die SiGe- Schicht eingebracht. Der Kohlenstoff bzw. Sauerstoff dient dazu, in späteren Temperschritten die Diffusion der Dotierstoffatome aus der SiGe-Schicht hinaus zu unterdrücken.
Anstatt mittels eines auf differenzieller Epitaxie basierenden Abscheideprozesses kann das Abscheiden des Schichtstapels auch derart erfolgen, dass der Schichtstapel nur über den (einkristallinen) Kollektorbereichen 12, 14 wächst. Bei einem derartigen Wachstum spricht man von selektiver Epitaxie. In diesem Fall wird das polykristalline Silizium über dem Oxid der Trench- Isolierungen 18 in einem zusätzlichen Abscheideschritt erzeugt.
Kollektorseitig umfasst der Schichtstapel 30 eine Pufferschicht 30a mit einer Dicke von 10 bis 70 nm, vorzugsweise 30 bis 50 nm, insbesondere 40 nm und emitterseitig eine Cap-Schicht 30c mit einer Dicke von 20 bis 60 nm, vorzugsweise 30 bis 50 nm, insbesondere 40 nm. Die Pufferschicht 30a und die Cap- Schicht 30c sind aus den Siliziumschichten des Schichtstapels 30 gebildet. Zwischen der Pufferschicht 30a und der Cap-Schicht 30c befindet sich die Basiss 30b. Sie ist aus der SiGe-Schicht gebildet. Die Basis 30b hat eine Dicke von 15 nm bis 70 nm, vorzugsweise 20 bis 40 nm, insbesondere 25 nm. Hierbei ist zu erwähnen, dass die Basis 30b eigentlich durch die Borverteilung und nicht durch die SiGe-Schicht definiert ist. Da die Weite der Borverteilung jedoch im Wesentlichen mit der Dicke der SiGe-Schicht übereinstimmt, wer- den im Text die Begriffe „Basis" und „SiGe-Schicht" synonym verwendet.
Es ist wünschenswert, die Dicke der SiGe-Schicht gering zu halten. Mit abnehmender Dicke der SiGe-Schicht kann nämlich die Ge-Konzentration erhöht und somit die Bandlücke der SiGe-Schicht verringert werden. Die Verringerung der Bandlücke beruht dabei auf zwei Effekten. Zum einen hat Ge an sich eine geringere Bandlücke als Si und zum anderen induziert an Gitterplätzen des Si eingebautes Ge (auch substitutioneil eingebautes Ge genannt) Spannungen im Gitter, welche die Bandlücke weiter verringern. Je höher der GeAnteil der SiGe-Schicht ist, desto höher sind auch die Spannungen im Gitter der SiGe-Schicht. Ab einer bestimmten Ge-Flächendosis (Ge-Konnzentration integriert über die Schichtdicke) treten dabei so große Spannungen auf, dass es zu einer Relaxation in der SiGe-Schicht kommt, die sich nachteilig auf die elektrischen Eigenschaften des HBT auswirken.Die Zugabe von Kohlenstoff in die SiGe-Schicht hat eine entspannende Wirkung auf die Schicht, ohne dass die Verringerung der Bandlücke der SiGe-Schicht wesentlich negativ beein- flusst wird, weil auch substitutioneil eingebauter Kohlenstoff ab einer Konzentration von 0,5%) bis 1% die Bandlücke des Siliziums verringert. Durch die Zugabe des Kohlenstoffs tritt die Relaxation in der SiGe-Schicht erst bei einem höheren Ge-Gehalt auf, als dies ohne Zugabe von Kohlenstoff der Fall wäre.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel weist die SiGe-Schicht (Basis 30b) eine Germaniumverteilung (Ge-Verteilung) mit einem Tiefenprofil auf, das einen linearen und einen konstanten Bereich besitzt (siehe Fig. 3). Der lineare und der konstante Bereich erstrecken sich jeweils etwa über die halbe Weite der Basis 30b. Im Ausführungsbeispiel sind dies ca. 12,5 nm (Weite der Basis: 25 nm). Das Maximum der Ge-Verteilung (konstanter Bereich) befindet sich an der kollektorseitigen Grenze der Basis 30b und weist eine Konzentration von mindestens 5x1021 Ge-Atomen pro cm"3, vorzugsweise von mehr als 7,5x1021 Ge-Atomen pro cm"3 auf. Im Ausführungsbeispiel steigt die Ge-Konzentration im linearen Abschnitt des Profils von 5x1021 cm"3 (entspricht 10 % Ge-Anteil im Gitter) auf 1x1022 cm"3 (entspricht 20 % Ge-Anteil im Gitter) an. Die schräge Ge-Verteilung liefert ein Driftfeld, das eine höhere Transitfrequenz des HBT ermöglicht. Die Ge-Verteilung kann alternativ ein rechteckförmiges Profil aufweisen, d. h. die Ge-Konzentration ist über die gesamte Weite der Basis 30b konstant. Diese Verteilung bietet sich insbesondere bei relativ dünnen Basen an, da damit auch ohne Driftfeld eine befriedigende Transitfrequenz erreicht werden kann. Es versteht sich, dass auch andere Verteilungen Verwendung finden können. Beispielsweise kann der lineare Abschnitt des in Fig. 3 dargestellten Profils auch durch eine oder mehrere Stufen angenähert werden, so dass ein stufenförmiges Profil entsteht.
Hohe Ge-Konzentrationen reduzieren die Ausdiffusion von Bor, welches die Basis 30b als substitutioneilen p-Dotierstoff in einer Konzentration von mindestens 3x1019 cm"3, vorzugsweise mindestens 5x1019 cm"3 enthält. Die Bork- onzentration von mindestens 3x1019 cm"3 entspricht bei einer Basisdicke von 15 nm einer Dotierstoffflächendosis von mindestens 4,5x1013 cm"2, bei einer Basisdicke von 70 nm einer Dotierstoffflächendosis von mindestens 2,1 x1014 cm"2. Die Borkonzentration von mindestens 5x1019 cm"3 entspricht bei einer Basisdicke von 15 nm einer Dotierstoffflächendosis von mindestens 7,5x1013 cm"2, bei einer Basisdicke von 70 nm einer Dotierstoffflächendosis von mindestens 3,5x1014 cm"2. Die Dotierung mit Bor erfolgt beim Abscheiden der Basis 30b. Die Basis 30b enthält außerdem während der Abscheidung eingebrachten, substitionellen Kohlenstoff mit einer Verteilung, die ein Tiefenprofil aufweist, in dessen Maximum die Kohlenstoffkonzentration im Bereich von 2x1019 cm"3 bis 2,5x1020 cm"3 liegt, und vorzugsweise 1x1020 cm"3 beträgt. Das Kohlenstoff-Profil kann ein dem Ge-Profil entsprechendes Profil, ein stufenförmiges Profil u.s.w. sein. Vorzugsweise ist das Kohlenstoffprofil ein rechteckförmiges Profil, dessen Weite der Weite des Ge-Profils entspricht. Durch das Einbauen des Kohlenstoffs in das Kristallgitter wird die Diffusion der Boratome gehemmt. Dies ist von großer Bedeutung im BiCMOS- Fertigungsprozess, in dem nach der Dotierung der Basis 30b Temperschritte folgen, die ohne Kohlenstoff-Profil zum Ausdiffundieren der Boratome aus der Basis 30b (SiGe-Schicht) führen würden.
Es ist anzumerken, dass in Bipolartransistoren ohne germaniumhaltige Basis Kohlenstoff, der Substitutionen in die Basis eingebaut ist, ab einer Kohlenstoffkonzentration von 0,5% bis 1 % zu einer Verringerung der Bandlücke führt und daher nicht nur das Ausdiffundieren des Dotierstoffes verhindert sondern auch die elektrischen Eigenschaften des Bipolartransistors vorteilhaft beeinflußt. Es muß daher nicht zwingend Ge in der Basis des Bipolartransistors vorhanden sein. Ein solcher Bipolartransistor ohne Ge weist dann im Vergleich zum SiGe-HBT in der Basis eine höhere Kohlenstoffkonzentration, nämlich eine Kohlenstoffkonzentration im Bereich von 2,5x1020 cm"3 (entspricht 0,5% Kohlenstoff) bis 2x1021 cm"3 (entspricht 4% Kohlenstoff), vorzugsweise im Bereich von 5x1020 cm"3 (entspricht 1% Kohlenstoff) bis 1x1021 cm"3 (entspricht 2% Kohlenstoff), auf. Die Cap-Schicht 30c ist undotiert, n-dotiert oder p-dotiert. Verschiedene Beispiele für das Dotierungsprofil sind schematisch in Fig. 3 dargestellt. Im ersten Beispiel liegt im dem Emitter 20 zugewandten Bereich über eine Tiefe von mindestens 8 nm, vorzugsweise 10 nm, eine konstante Dotierstoffkonzentrati- on, vorzugsweise eine Borkonzentration, von maximal 5x1018 cm"3, vorzugsweise 2x1018 cm"3 vor. Die Bor-Verteilung entspricht dabei der in Fig. 3 dargestellten As-Verteilung. Die Borkonzentration von maximal 5x1018 cm"3 entspricht bei einer Tiefe von 10 nm einer Dotierstoffflächendosis von maximal 5x1012 cm"2, bei einer Tiefe von 8 nm einer Dotierstoffflächendosis von maxi- mal 4x1012 cm"2. Die Borkonzentration von maximal 2x1018 cm"3 entspricht bei einer Tiefe von 10 nm einer Dotierstoffflächendosis von maximal 2x1012 cm"2, bei einer Tiefe von 8 nm einer Dotierstoffflächendosis von maximal 1 ,6x1012 cm"2. Im restlichen, der Basis 30b zugewandten Bereich beträgt die Dotierstoffkonzentration weniger als 2x1017 cm"3, vorzugsweise weniger als 5x1016 cm"3. Dies ist die im Ausführungsbeispiel gewählte Dotierung. Statt dem p- Dotierstoff Bor können auch andere p- oder n-Dotierstoffe, z. B. die n- Dotierstoffe Arsen und Phosphor, Verwendung finden. Mit solchen Dotierungsprofilen kann die Kapazität zwischen der Basis 30b und dem Emitter 20, insbesondere außerhalb des Emitterfensters, wo über der Cap-Schicht 30c eine Oxidschicht 36 sowie eine amorphe oder polykristalline Siliziumschicht 38 gebildet sind, im Vergleich zu herkömmlichen Anordnungen verringert werden. Eine weitere Möglichkeit der Dotierung besteht in einem dreieckförmigen Profil aus einem p-Dotierstoff (ebenfalls in Fig. 3 dargestellt). Das dreieckförmige Profil hat sein Maximum an der dem Emitter 20 zugewandten Seite der Cap- Schicht 30c mit einer Konzentration von 1x1018 cm"3. Zur Basis 30b hin nimmt die Konzentration an Bor linear auf einen Wert von maximal 5x1016 cm"3 ab, Die Dotierung der Cap-Schicht 30c erfolgt mit der Abscheidung. In einerweiteren Alternative ist die gesamte Cap-Schicht 30c undotiert. Gegenüber der undotierten Cap-Schicht zeigt die Bor-dotierte Cap-Schicht jedoch ein besseres Basisstromverhalten ohne Verschlechterung der Hochfrequenzeigenschaften und eine bessere Langzeitstabilität.
Im Ausführungsbeispiel enthält die Cap-Schicht 30c keinen Kohlenstoff, sie kann jedoch auch teilweise oder vollständig ein Kohlenstoffprofil enthalten, das während der Abscheidung eingebracht wird, um die Diffusion des Dotierstoffes bei nach der Dotierung vorzunehmenden Temperschritten zu unterdrücken. Die Pufferschicht 30a ist im Ausführungsbeispiel undotiert und enthält keinen Kohlenstoff. Jedoch kann sie auch in Teilbereichen oder vollständig dotiert sein und/oder Kohlenstoff enthalten.
An den Schichtstapel 30 schließt sich in lateraler Richtung eine hoch dotierte, p-leitende Zone (p+-Zone), der einkristalline Basiskontaktbereich 33 an, der sich bis zur Trench-Isolation 18 erstreckt. Es sei an dieser Stelle noch einmal erwähnt, dass sich der Schichtstapel auch durch den einkristallinen Basiskontaktbereich 33 hindurch erstreckt, hier jedoch nur der sich unter dem Emitter 20 befindliche Teil des Schichtstapels als Schichtstapel 30 bezeichnet wird. Vom unter dem Emitter gelegenen Schichtstapel 30 unterscheidet sich der einkristalline Basiskontaktbereich 33 durch seine Bordotierung. Das Bor wird im Fertigungsprozess mittels Ionen-Implantation von Bor-Ionen oder Borfluo- rid-lonen (BF2-lonen) eingebracht. Die im Vergleich zum Schichtstapel 30 größere Tiefe des einkristallinen Basiskontaktbereichs 33 ist eine Folge der Implantation und nachfolgender Temperschritte.
Über der Trench-Isolation 18 verläuft ein polykristalliner Basiskontaktbereich 34 aus polykristallinem Silizium (Polysilizium), der sich an den einkristallinen Basiskontaktbereich 33 anschließt. Er enthält ebenfalls mittels Bor-Ionen bzw. BF2-lonen implantiertes Bor in einer hohen Konzentration, sodass er ebenfalls p+-dotiert ist. Eine derartige polykristalline Siliziumschicht kann als hochohmi- ger Polysiliziumwiderstand genutzt werden. Dabei wird der Effekt ausgenutzt, dass eine Kohlenstoffbeigabe zu einer Reduzierung des Diffusionskoeffizien- ten von Bor und damit zu einer Reduzierung bzw. Verhinderung von Segrega- tionseffekten an den Korngrenzen bzw. der Diffusion von Bor aus den einkristallinen Zonen des polykristallinen Siliziums führt. Dies bewirkt eine Stabilisierung der Potenzialbarriere und führte damit zu einer Reduzierung der Tem- peraturabhängigkeit des Widerstands. Das Grundmaterial, hier Silizium, die geometrischen Abmessungen und die Konzentration von Bor, Kohlenstoff und Germanium beeinflussen die Widerstandseigenschaften, beispielsweise die Temperaturstabilität etc. des polykristallinen Basiskontaktbereichs 34. Daher werden diese Parameter vorzugsweise so gewählt dass sich die gewünschten Widerstandseigenschaften des polykristallinen Basiskontaktbereichs 34 erge- ben.
Zweckmäßigerweise erfolgt die Abscheidung der Schichten für den einkristallinen Basiskontaktbereich 33 und den polykristallinen Basiskontaktbereich 34 im Fertigungsprozess, wie bereits weiter oben beschrieben; zusammen mit der Abscheidung des Schichtstapels 30 mittels differenzieller Epitaxie. Die Implantation des Dotierstoffes erfolgt dann nach dem Strukturieren des Emitters. Während der Implantation der Bor-Ionen bzw. BF2-lonen schützt daher der bereits strukturierte und durch eine Maske, insbesondere eine Lackmaske oder eine Nitridschicht, bedeckte Emitter 20 den Abschnitt des Schichtstapels, der sich unterhalb des Emitters 20 befindet, so dass dieser unverändert erhal- ten bleibt.
Über dem Schichtstapel 30 befindet sich der Emitter 20 des HBT 1. In seiner lateralen Ausdehnung entspricht der Emitter 20 dem Schichtstapel 30, d. h. er erstreckt sich lateral über den zweiten Kollektorbereich 14 hinaus und überlappt partiell den ersten Kollektorbereich 12. Im Bereich des Überlapps befin- det sich zwischen dem Schichtstapel 30 und dem Emitter 20 eine an den Schichtstapel 30 angrenzende Oxidschicht 36 mit einer Dicke von 10 bis 100 nm, vorzugsweise 25 bis 60 nm und insbesondere 50 nm, sowie eine an den Emitter 20 angrenzende Schicht aus amorphem oder polykristallinem Silizium 38, mit einer Dicke von 10 bis 70 nm, vorzugsweise 30 bis 60 nm und insbe- sondere 50 nm, sodass der Emitter 20 nur im dem zweiten Kollektorbereich 14 gegenüberliegenden Emitterbereich, dem Emitterfenster, den Schichtstapel 30 kontaktiert. Sowohl die Oxidschicht 36 als auch die Schicht aus amorphem oder polykristallinem Silizium 38 sind die Reste einer Maske, die während des Fertigungsprozesses das Emitterfenster definiert. Durch das Emitterfenster hindurch erfolgt während des Fertigungsprozesses auch die Ionen- Implantation von Phosphor in den ersten Kollektorbereich 12, um so den zwei- ten Kollektorbereich 14 zu bilden. Auf diese Weise ist der zweite Kollektorbereich 14 zum Abschnitt des Emitters 20, der den Schichtstapel 30 kontaktiert, selbstjustiert.
Die Struktur des Emitters 20 ist schematisch in Fig. 4 dargestellt. In der Figur sind das Kollektorgebiet 10, die Basis 30b, die Cap-Schicht 30c, die Oxidschicht 36, die Schicht aus amorphem oder polykristallinem Silizium 38 sowie der Emitter 20 vergrößert dargestellt. Die Pufferschicht 30a sowie der zweite Kollektorbereich 14 sind der Einfachheit halber weggelassen.
Der Emitter 20 ist ein so genannter "partiell-einkristalliner Emitter". Ein solcher Emitter zeichnet sich dadurch aus, dass sich an die Cap-Schicht 30c ein einkristalliner Emitterbereich 22 anschließt. Erst in einer Entfernung von 20 bis 50 nm von der Grenze zwischen der Cap-Schicht 30c und dem einkristallinen Emitterbereich 22 beginnt ein aus polykristallinem Silizium (Poly-Si) bestehender Bereich 23 des Emitters 20. Eine solche Struktur des Emitters 20 ver- bessert das Basisstromverhalten bei verringertem Emitterwiderstand und reduziert das Rauschen bei niedrigen Frequenzen. Alternativ kann der nicht einkristalline Bereich des Emitters 20 anstatt aus polykristallinem Silizium aus amorphem Silizium bestehen.
Durch Ausdiffusion von Dotierstoff aus dem partiell-einkristallinen Emitter durch das Emitterfenster in die Cap-Schicht 30c vergrößert sich der einkristalline Emitterbereiches 22 um einen hochdotierten (n+-dotiert) Bereich in der Cap-Schicht 30c, dessen basisseitige Berandung in Fig. 4 gestrichelt gezeichnet ist. Unterhalb des einkristallinen Emitterbereichs 22 schließt sich an den partiell-einkristallinen Emitter ein gering dotierter (n"-dotierter) Emitterbereich 24 mit einer Dotierstoffkonzentration von weniger als 5x1018 cm"3 und einer Dicke von mindestens 8 nm bis maximal 50 nm, vorzugsweise 10 bis 30 nm und insbesondere 15 bis 22 nm an. Der schwach dotierte Emitterbereich entsteht aufgrund der Diffusion des Dotierstoffes aus dem partiell einkristallinen Emitter durch das Emitterfenster in die Cap-Schicht 30c. Der gering dotierte Emitterbereich bestimmt das sog. innere Emittergebiet. Der partiell- einkristalline Emitter selbst ist mit einer Dotierstoffkonzentration von mindestens δxIO^cm"3, insbesondere mindestens 1x1020 cm"3, hoch dotiert (n+- dotiert). Als n-Dotierstoff für den partiell einkristallinen Emitter wird vorzugsweise Arsen verwendet. Es können jedoch auch andere n-Dotierstoffe, wie zum Beispiel Phosphor, Verwendung finden. Die Dotierung des partiell- einkristallinen Emitters kann wahlweise in situ während der Abscheidung des Siliziums erfolgen oder nachträglich durch Ionen-Implantation. Anstatt aus Silizium kann der partiell einkristalline Emitter alternativ auch aus einer Silizium-Germanium-Legierung mit oder ohne Kohlenstoff ausgebildet sein. Mittels des in den Emitter 20 eingebrachten Germaniums und/oder Kohlenstoffes kann der Basisstrom gezielt variiert werden.
An den Seiten des Emitters 20 sind als Schutzschicht für den Emitter 20 Abstandshalter (englisch: spacer) 26 aus Siliziumnitrid (Si3N4) vorgesehen. Alternativ kann auch Siliziumoxid (SiO2) vorgesehen sein. Es ist jedoch auch mög- lieh, auf die Abstandshalter 26 zu verzichten und die Oxidschicht 36 für die elektrische Isolation von Basis und Emitter zu nutzen. Die Oberseiten des E- mitters 20, des Kollektor-Anschlussbereiches 16, des einkristallinen Basiskontaktbereichs 33 sowie des polykristallinen Basiskontaktbereiches 34 sind von einer Silizium-Metall-Verbindung, der Kontakt-Silizidschicht 48 bedeckt. Über all denjenigen Bereichen der Oberfläche, in denen kein Kontakt-Silizid gebildet werden soll, wird vor dem Bilden der Kontakt-Silizidschicht 48 eine sog. Sili- zidblockerschicht, z. B. eine Nitridschicht, abgeschieden. Die Kontakt- Silizidschicht 48 wird im Fertigungsprozess über allen zur Zeit der Durchführung des Silizierungsprozesses freiliegenden Siliziumbereichen des HBT ge- bildet. Auf diese Weise erfolgt die Bildung der Kontakt-Silizidschicht 48 selbstjustiert. Über dem gesamten HBT erstreckt sich mit Ausnahme der Kontaktfenster für Basis, Emitter und Kollektor eine Schutzschicht aus Siliziumnitrid 49. Darüber befindet sich wiederum eine dicke Isolationsschicht, die eine O- xidschicht 50 umfasst. Durch die Isolationsschicht erstrecken sich Kontaktlö- eher 54 zur Kontaktierung der Basis-, Emitter- und Kollektoranschlüsse, welche mit einem Metall, beispielsweise Wolfram, gefüllt sind und zu externen Anschlüssen 56 führen. Die Verwendung von Kohlenstoff ermöglicht es, die Herstellung des Bipolartransistors in den CMOS-Prozess zu integrieren. Dabei verringert Kohlenstoff im Substrat die Diffusionsanfälligkeit des CMOS-Prozesses und Kohlenstoff in der Basis des Bipolartransistors die des Bipolar-Prozess. Dies gilt so- wohl für thermische Diffusion als auch für Transient Enhanced Diffusion, TED. Im CMOS-Prozess kann der Kohlenstoff außer zur Erhöhung der Latch-up- Festigkeit auch dazu verwendet werden, in einem MOSFET das Ausdiffundie- ren der Dotierstoffatome aus der Source-Extention und der Drain-Extention zu unterdrücken, um so das Erzeugen kürzerer Kanäle zwischen der Source- Extention und der Drain-Extention zu ermöglichen.
Im Ausführungsbeispiel ist im Wesentlichen ein Bipolartransistor beschrieben worden, der Kohlenstoff enthält. Die durch das Einbringen des Kohlenstoffs erzielten Wirkungen können anstatt durch das Einbringen von Kohlenstoff a- ber auch durch das Einbringen von Sauerstoff erzielt werden. Die dazu nöti- gen Sauerstoffkonzentrationen und -dosen entsprechen im Wesentlichen denen von Kohlenstoff. Beispielsweise kann die Basis 30b Sauerstoff, vorzugsweise in einer Konzentration von 2x1019 bis 2,5x1020 cm"3, enthalten
Außerdem erstreckt sich der Emitter im beschriebenen Ausführungsbeispiel nicht bis zu den Trench-Isolierungen 18 (Feldisolationsgebiete). In einer alter- nativen Ausgestaltung kann der Emitter jedoch auch ganz oder teilweise bis zu den Feldisolationsgebieten oder sogar bis auf die Feldisolationsgebiete ausgedehnt sein. Wo sich der Emitter bis zu den oder über den Feldisolationsgebieten erstreckt, ist kein einkristalliner Basiskontaktbereich vorhanden. Die Kontaktierung des Emitters kann dann beispielsweise auch in den Berei- chen erfolgen, die über den Feldisolationsgebieten liegen.
Anstatt den Kohlenstoff oder Sauerstoff epitaktisch einzubringen, beispielsweise in die Basis, kann der Kohlenstoff oder Sauerstoff auch implantiert werden.

Claims

Patentansprüche
1. Bipolartransistor mit einem Kollektor (10) und einem Emitter (20) eines ersten Leitfähigkeitstyps sowie einer Basis (30b) eines zweiten, dem ersten entgegengesetzten Leitfähigkeitstyps, wobei die Basis (30b) Koh- lenstoff oder Sauerstoff in einer Verteilung aufweist, in der die maximale
Konzentration im Bereich von 2x1019 bis 2x1021 cm"3 liegt, und wobei der Emitter (20) basisseitig einen einkristallinen Emitterbereich (22) umfasst und in den übrigen Bereichen polykristallin oder amorph ausgebildet ist.
2. Bipolartransistor nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Basis (30b) einen Dotierstoff mit einer Flächendosis von mindestens
4,5x1013 cm"2 enthält.
3. Bipolartransistor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Flächendosis mindestens 7,5x1013 cm"2 beträgt.
4. Bipolartransistor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Basis (30b) eine SiGe-Schicht umfasst, bei der die Germaniumkonzentration mindestens 2% beträgt und die Kohlenstoff oder Sauerstoff in einer Verteilung enthält, in der die maximale Konzentration im Bereich von 2x1019 bis 2,5x1020 cm"3 liegt
5. Bipolartransistor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Germaniumkonzentration 5% bis 25 % beträgt.
6. Bipolartransistor nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Germaniumkonzentration 10% bis 20 % beträgt.
7. Bipolartransistor nach einem Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Basis (30b) eine Siliziumschicht umfasst, die Kohlenstoff oder Sauerstoff in einer Verteilung mit einer maximalen Konzentration von 2,5x1020 cm"3 bis 2x1021 cm"3 enthält.
8. Bipolartransistor nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem einkristallinen Emitterbereich (22) und der Basis (30b) eine Cap-Schicht (30c) vorhanden ist.
9. Bipolartransistor nach Anspruch 8 dadurch gekennzeichnet, dass die Cap-Schicht (30c) schwach dotiert ist.
10. Bipolartransistor nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Cap-Schicht (30c) emitterseitig einen Bereich umfasst, in dem die Dotierstoffflächendosis zwischen 1 ,6x1012 cm"2 und 5x1012 cm"2 beträgt.
11. Bipolartransistor nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Cap-Schicht (30c) den gleichen Dotierstoff wie die Basis (30b) enthält.
12. Bipolartransistor nach einem der Ansprüche 1 bis 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Emitter (20) eine Dotierstoffkonzentration von mindestens 5x1019 cm"3 aufweist.
13. Bipolartransistor nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Emitter (20) eine Dotierstoffkonzentration von mindestens 1x1020 cm"3 aufweist.
14. Bipolartransistor nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Emitter (20) Kohlenstoff oder Sauerstoff und/oder Germanium enthält.
15. Bipolartransistor nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Kollektor (10) einen ersten dotierten Kollektorbereich (12) und einen zweiten dotierten Kollektorbereich (14) aufweist, wobei der zweite Kollektorbereich (14) in einem Abschnitt des ersten Kollektor- bereiches (12) gebildet ist, der eine Dotierstoffkonzentration aufweist, die niedriger ist als die Dotierstoffkonzentration des zweiten Kollektorbereiches (14).
16. Bipolartransistor nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Kollektorbereich (12) ein Dotierstoffprofil (13) mit einem Maximum aufweist, in dem die Dotierstoffkonzentration im Bereich von 5x1017 bis
5x1020 cm"3 liegt, wobei die Dotierstoffkonzentration des Dotierstoffprofils (13) dort, wo sich der zweite Kollektorbereich (14) befindet, weniger als 1x1017 cm"3 beträgt.
17. Bipolartransistor nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Dotierstoffkonzentration im zweiten Kollektorbereich (14) einen
Wert zwischen 1x1016 und 1x1018 cm"3 besitzt.
18. Bipolartransistor mit einem Kollektor (10) und einem Emitter (20) eines ersten Leitfähigkeitstyps, einer Basis (30b) eines zweiten, dem ersten Leitfähigkeitstyp entgegengesetzten Leitfähigkeitstyps sowie einem Ba- siskontaktbereich (33, 34), wobei der Basiskontaktbereich (33, 34) einen polykristallinen Basiskontaktbereich (34) umfasst, der Kohlenstoff oder Sauerstoff enthält und dessen Dotierstoff-Konzentration derart gewählt ist, dass er einen vorgegebenen Widerstandswert aufweist.
19. Bipolartransistor nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass der polykristalline Basiskontaktbereich (34) einen hochohmigen Widerstand darstellt.
20. Bipolartransistor nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, dass der polykristalline Basiskontaktbereich (34) auf einer isolierenden Unterlage (18) gebildet ist.
21. Bipolartransistor nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die isolierende Unterlage das Oxid einer Trench-Isolierung (18) umfasst.
22. Bipolartransistor nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass er einen polykristallinen Basiskontaktbereich (34) nach einem der Ansprüche 18 bis 21 umfasst.
23. Bipolartransistor mit einem Kollektor (10) und einem Emitter (20) eines ersten Leitfähigkeitstyps sowie einer Basis (30b) eines zweiten, dem ersten Leitfähigkeitstyp entgegengesetzten Leitfähigkeitstyps, bei dem der Kollektor (10) einen ersten Kollektorbereich (12) und einen zweiten Kollektorbereich (14) aufweist, wobei der erste Kollektorbereich (12) ein Dotierstoffprofil (13) mit einer Zone hoher Dotierstoffkonzentration und einer Zone geringer Dotierstoffkonzentration aufweist und wobei der zweite Kollektorbereich (14) dort im ersten Kollektorbereich (12) gebildet ist, wo die Zone geringer Dotierstoffkonzentration des Dotierstoffprofils (13) vorliegt, und der zweite Kollektorbereich (14) eine gegenüber dieser Zone des Dotierstoffprofils (13) höhere Dotierstoffkonzentration aufweist.
24. Bipolartransistor nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass das Dotierstoffprofil (13) in der Zone hoher Dotierstoffkonzentration eine Dotierstoffkonzentration von 5x1017 bis 5x1020 cm"3 und in der Zone geringer Dotierstoffkonzentration eine Dotierstoffkonzentration von weniger als 1x1017 cm"3 aufweist.
25. Bipolartransistor nach Anspruch 23 oder 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Dotierstoffkonzentration des zweiten Kollektorbereiches (14) im Bereich zwischen 1x1016 und 5x1018 cm"3 liegt.
26. Bipolartransistor nach einem der Ansprüche 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass er einen Kollektor (10) nach einem der Ansprüche 23 bis 25 umfasst.
27. Verfahren zum Herstellen eines Bipolartransistors umfassend die Schritte: Abscheiden einer Silizium umfassenden Schicht auf ein Gebiet, das eine einkristaliine Siliziumoberfläche und eine isolierende O- berfläche umfasst, so dass ein auf die isolierende Oberfläche abgeschiedener Abschnitt der Silizium umfassenden Schicht ent- steht,
Einbringen von Kohlenstoff oder Sauerstoff in die Silizium umfassende Schicht (30),
Einbringen eines Dotierstoffes in den auf die isolierende Oberfläche abgeschiedenen Abschnitt der Silizium umfassenden Schicht in einer Konzentration, die so gewählt ist, dass dieser Abschnitt der Silizium umfassenden Schicht einen vorbestimmten Widerstandswert erhält.
28. Verfahren nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, dass der Kohlenstoff während des Abscheidens der Silizium umfassenden Schicht eingebracht wird.
29. Verfahren nach Anspruch 27 oder 28, dadurch gekennzeichnet, dass der Dotierstoff mittels Ionen-Implantation in den auf die isolierende Oberfläche abgeschiedenen Abschnitt der Silizium umfassenden Schicht eingebracht wird.
30. Verfahren nach einem der Ansprüche 27 bis 29, dadurch gekennzeichnet, dass als die isolierende Oberfläche eine Oxidoberfläche verwendet wird.
31. Verfahren nach einem der Ansprüche 27 bis 30, dadurch gekennzeichnet, dass als Silizium umfassende Schicht eine SiGe-Schicht abge- schieden wird.
2. Verfahren nach einem der Ansprüche 27 bis 31 , dadurch gekennzeichnet, dass es einen Schritt des Bildens eines Emitters umfasst und das Einbringen des Dotierstoffes nach dem Bilden des Emitters erfolgt.
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