[go: up one dir, main page]

SE522891C2 - En kisel-germanium mesa transistor, en metod för dess framställning och en integrerad krets innefattande en sådan transistor - Google Patents

En kisel-germanium mesa transistor, en metod för dess framställning och en integrerad krets innefattande en sådan transistor

Info

Publication number
SE522891C2
SE522891C2 SE0103726A SE0103726A SE522891C2 SE 522891 C2 SE522891 C2 SE 522891C2 SE 0103726 A SE0103726 A SE 0103726A SE 0103726 A SE0103726 A SE 0103726A SE 522891 C2 SE522891 C2 SE 522891C2
Authority
SE
Sweden
Prior art keywords
doped
collector
silicon layer
silicon
germanium
Prior art date
Application number
SE0103726A
Other languages
English (en)
Other versions
SE0103726D0 (sv
SE0103726L (sv
Inventor
Hans Norstroem
Ted Johansson
Original Assignee
Ericsson Telefon Ab L M
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ericsson Telefon Ab L M filed Critical Ericsson Telefon Ab L M
Priority to SE0103726A priority Critical patent/SE522891C2/sv
Publication of SE0103726D0 publication Critical patent/SE0103726D0/sv
Priority to TW090129304A priority patent/TW512441B/zh
Priority to PCT/SE2002/001875 priority patent/WO2003041152A1/en
Publication of SE0103726L publication Critical patent/SE0103726L/sv
Publication of SE522891C2 publication Critical patent/SE522891C2/sv
Priority to US10/828,712 priority patent/US7008851B2/en

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10DINORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
    • H10D10/00Bipolar junction transistors [BJT]
    • H10D10/01Manufacture or treatment
    • H10D10/021Manufacture or treatment of heterojunction BJTs [HBT]
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10DINORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
    • H10D10/00Bipolar junction transistors [BJT]
    • H10D10/80Heterojunction BJTs
    • H10D10/821Vertical heterojunction BJTs
    • H10D10/891Vertical heterojunction BJTs comprising lattice-mismatched active layers, e.g. SiGe strained-layer transistors
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10DINORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
    • H10D84/00Integrated devices formed in or on semiconductor substrates that comprise only semiconducting layers, e.g. on Si wafers or on GaAs-on-Si wafers
    • H10D84/01Manufacture or treatment
    • H10D84/0107Integrating at least one component covered by H10D12/00 or H10D30/00 with at least one component covered by H10D8/00, H10D10/00 or H10D18/00, e.g. integrating IGFETs with BJTs
    • H10D84/0109Integrating at least one component covered by H10D12/00 or H10D30/00 with at least one component covered by H10D8/00, H10D10/00 or H10D18/00, e.g. integrating IGFETs with BJTs the at least one component covered by H10D12/00 or H10D30/00 being a MOS device
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10DINORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
    • H10D84/00Integrated devices formed in or on semiconductor substrates that comprise only semiconducting layers, e.g. on Si wafers or on GaAs-on-Si wafers
    • H10D84/01Manufacture or treatment
    • H10D84/02Manufacture or treatment characterised by using material-based technologies
    • H10D84/03Manufacture or treatment characterised by using material-based technologies using Group IV technology, e.g. silicon technology or silicon-carbide [SiC] technology
    • H10D84/038Manufacture or treatment characterised by using material-based technologies using Group IV technology, e.g. silicon technology or silicon-carbide [SiC] technology using silicon technology, e.g. SiGe

Landscapes

  • Bipolar Transistors (AREA)

Description

25 30 nu | ø o o o | ø ø nu senaste åren har SiGe-baserade transistorer visat rekordmässiga ._ högfrekvensprestanda vad beträffar ff och fmax (maximal svängningsfrekvens), se "Enhanced SiGe Heterojunction Bipolar Transistors with 160 GHz-fmax" av A.
Schüppen et al., IEEE IEDM Tech Dig., p. 743, 1995. SiGe-HBT:n kan användas för att öka prestandan hos befintliga dubbelpolykisel-RF-IC:er och BiCMOS- teknologier för högfrekvenstillämpningar, t.ex. trådlös kommunikation. En utförlig översikt av SiGe-epitaxielll basteknologi ges i "SiGe HBT Technology: A New Contender for Si-based RF and Microwave Circuit Applications" av J .D. Cressler, IEEE TED-46, p. 572, May 1998.
SiGe kan på olika sätt tillföras i befintliga IC-processflöden. Några typiska exempel för utvidgning av en BiCMOS-process med SiGe-bastransistorer hittas i "BiCMOSóGz A high performance 0.35 um SiGe BiCMOS technology for wireless applications" av A. Monroy et al., IEEE BCTM 1999, p. 121 och i "A 0.24 um SiGe BiCMOS Mixed-Signal RF Production Technology Featuring a 47 GHz F, HBT and 0.18 um Lcff CMOS" av S.A. St. Onge et al, IEEE BCTM99, p. 117, 1999.
En enklare men ändå tillämpbar metod för tillverkning av högprestanda-SiGe-HBT- transistorer är att epitaxiellt deponera skikten och sedan formera strukturen genom mesatransistoretsning liknande framställningen av halvledaranordningar (t.ex.
GaAlAs HBTzer) av kompoundtyp. Mesastrukturer har tack vare att de är enkla och lätta att tillverka ofta använts för att snabbt verifiera koncept och utforska anordningskarakteristika., se "Si/SiGe HBTs for Applications in Lower Power Ics" av D. Behammer et al., Solid-State Electronics, Vol. 39, No. 4, p. 471, 1996, Kretsar av IC-typ kräver i allmänhet mer komplicerade strukturer än några transistorer och mcsakonceptet som diskuterats ovan är i allmänhet inte lämpligt för detta. Några av nackdelarna kan kringgås med förfinade tillverkningsmetoder såsom beskrivs i US 5,587,327 och i US 5,821,149. Några kritiska processteg kvarstår dock, såsom exempelvis den differentiella epitaxin (simultan epitaxiell odling på 10 15 20 25 s22 s91 3 :oo u: kiselsubstratöppningar och deponering av icke-epitaxiellt material på faltområden och andra strukturer) och det kritiska avlägsnandet av emitterskiktdelen på de extrinsiska basområdena, vilket gör konceptet mindre lämpligt för halvledarproduktion i stora volymer.
Därför behövs en enklare metod för att realisera och integrera en SiGe-HBT- transistor av mesatyp in i ett halvledarprocessflöde som lämpar sig för produktion av stora volymer.
REDOGÖRELSE FÖR UPPFINNINGEN Ett ändamål med föreliggande uppfinning är följaktligen att åstadkomma ett förfarande för integrering av en SiGe-transistorstruktur av mesatyp in i ett konventionellt processflöde, såsom exempelvis ett bipolärt dubbelpolykiselprocessflöde.
Ett ytterligare syfte med uppfinningen är att åstadkomma ett dylikt förfarande, där den epitaxiella odlingen av mesaskiktet är enkel och lätt.
Ett ytterligare ändamål med uppfinningen är att åstadkomma ett dylikt förfarande, vilket kräver ett minimum av processteg.
För att åstadkomma detta innefattar föreliggande uppfinning enligt en första aspekt ett förfarande för framställningen av en kisel-germanium-mesatransistor i ett halvledarprocessflöde, särskilt i ett processflöde avsett för en bipolär integrerad krets för radiofrekvenstillämpningar, innefattande stegen: -att på ett p-dopat kiselsubstrat med ett nli-dopat subkollektorområde för mesatransistom i en yta därpå, deponeras epitaxiellt ett n-dopat kiselskikt -att på detta deponeras epitaxiellt ett p-dopat kiselskikt innefattande, 10 15 20 25 30 522 891 i -š , -1 4 .I. -att fältisolationsområden, företrädesvis grunda diken, forrneras i de epitaxiella- skikten , , i ett horisontellt plan runt omkring del av de epitaxiella skikten för att samtidigt definiera, företrädesvis genom etsning, ett n-dopat kollektorområde på subkollektorn, ett p-dopat mesabasområde på kollektorområdet och en n-dopad kollektorplugg på subkollektorn men skild från det n-dopade kollektorområdet och det p-dopade basområdet och -att ett n-dopat emitterområde för mesatransistom formeras i det p-dopade basområdet.
Det p-dopade kiselskiktet innefattande germanium åstadkoms företrädesvis i form av en flerskiktstruktur inkluderande ett flertal skikt i en stapel. Några av skikten kan utgöras av endast intrinsiskt kisel.
För att bromsa diffusionen av p-dopmedel kan kol tillföras till det p-dopade kiselskiktet innefattande gerrnanium.
Under framställningen av kisel-germanium-mesatransistorn skall temperaturbudgeten hållas vid ett minimum. Efter deponeringen av det p-dopade kiselskiktet innefattande gerrnanium hålls temperaturen företrädesvis under eller vid ungefär 800°C, förutom under ett steg för emitteraktivering och indrivning. Sådana emitteraktiverings- och indrivningsteg kan utföras vid en högre temperatur genom användande av en RTA (Rapid Thermal Anneal) för att aktivera dopmedlen elektriskt och för att fastställa de slutliga dopningsprofilema för emitter- basövergången hos SiGe-mesatransistom. Emitteraktiverings- och - indiivningsstegen utförs typiskt vid hög temperatur, t.ex. vid ungefär l050°C, men under en kort tid på ungefär 5-20 sekunder.
Föreliggande uppfinning inkluderar vidare, enligt en andra aspekt, en SiGe- mesatransistor framställd enligt den första aspekten av uppfinningen. 10 15 20 25 .=~ 52.2 i39tl' ¿'_j=§jj¿ .. 5 Föreliggande uppfinning inkluderar ytterligare vidare, enligt en tredje aspekt, en integrerad krets innefattande minst en SiGe-mesatransistor enligt den andra aspekten av uppfinningen.
Deponeringen av basskiktet utförs direkt på en skiva med ett enkelt översta kiselskikt, vilket möjliggör en enklare epitaxiell odling med mindre krav än tidigare känd teknik.
Forineringen av faltisolationsområden i ett horisontellt plan runt en del av de epitaxiella skikten (bas och n-brunn) företrädesvis med hjälp av STI-etsning (shallow trench isolation) definierar samtidigt kollektorområdet, mesabasområdet och kollektorpluggen för SiGe-mesatransistom. STI-etsningen utförs företrädesvis ner till subkollektom.
Genom att använda ett konventionellt bipolärt RF-IC-processflöde med STI deponeras det epitaxiella SiGe-skiktet för basen direkt efter det intrinsiska epitaxiella skiktet för kollektorii. Etsningen av de grunda dikena bildar samtidigt mesatransistorstrukturen utan ytterligare extra steg.
Ytterligare karakteristiska data för uppfinningen och fördelar med densamma kommer att bli uppenbara genom den efterföljande detaljerade beskrivningen av föredragna utföringsforrner av föreliggande uppfinning och de medföljande Fig. 1-4, vilka endast ges i illustrerande syfte och således inte är begränsande för föreliggande uppfinning.
FIGURBESKRIVNING Fig. 1-4 är starkt förstorade tvärsnittsvyer av en del av en halvledarstruktur under tillverkningen enligt en föredragen utföringsforrn av föreliggande uppfinning. 10 15 20 25 30 tszz 29111 5:a; 6 .m- e.
BESKRIVNING AV UTFÖRINGSFORMER ._ En översikt av ett föredraget förfarande för tillverkning av en SiGe-mesatransistor gås igenom nedan med hänvisning till Fig. 1-4.
På ett substrat 10 bestående av en hög-pïdopad skiva llodlas ett lågdopat kiselskikt 12 av p-typ. Den p-dopade skivan kan alternativt utgöras av en homogent lågdopad skiva av p-typ (ej visad).
Inbäddade n-dopade och p-dopade områden 31, 32 formeras i skiktet 12 genom (i) att ett tunt skyddande skikt av kiseldioxid forrneras på skiktet 12, (ii) att på detta ~ formeras en mask med hjälp av fotolitografiska metoder för att definiera ett område för SiGe-mesatransistorn, (iii) att områdena som definieras av masken nïdopas, (iv) att masken avlägsnas, (v) att den erhållna strukturen värmebehandlas, (vi) att strukturen eventuellt p-dopas och (vii) att ovansidorna av områdena 31 och 33 friläggs. Området 31 benämns också som en inbäddad nïdopad subkollektor.
Därefter odlas ett epitaxiellt kiselskikt 41, företrädesvis 0,6-O,7 um tjockt, på ytan, vilket skikt är dopat i valda områden för att åstadkomma områden av n- och p-typ (n-brunnar och p-brunnar). Skiktet deponeras företrädesvis med hjälp av RP-CVD (Reduced Pressure Chemical Vapor Deposition) under användande av silan eller diklorsilan. I Fig. 1 är hela skiktet 41 n-dopat.
Enligt föreliggande uppfinning fortsätter nu processen med att ett annat epitaxiellt skikt 174 deponeras, vilket kommer att utgöra SiGe-mesatransistoms bas.
Ett kisel-germaniumskikt deponeras epitaxiellt och p- dopas i den enklaste versionen. I en föredragen utföringsform appliceras dock en Si/SiGe/Si-profil såsom beskrivs i Tabell 1 nedan. Den består av en flerskiktstapel såsom listas i deponeringsordning i Tabell 1. 10 15 20 522 891Ä 7 .en u.
Basstrukturen kan deponeras med hjälp av ett flertal förfaranden: RP-CVD, UHV- CVD eller MBE. I varje fall odlas basflerskiktet 174 med fördel i en deponeringssekvens eller -köming.
Det bör noteras att basskiktet 174 kan innefatta fler eller färre än fem skikt med olika tjocklek och sammansättning, så länge som det kiselbaserade flerskiktet 174 innefattar gerrnanium och är p-dopat. Gennaniumet och p-dopningsmedlet kan tillföras under den epitaxiella odlingen, men det ena eller det andra eller båda kan altemativt tillföras efter den epitaxiella odlingen av ett rent kiselskikt.
Tabell I. Deponerade skikt för basstrukturen i deponeringsordning (skikt 1 är närmast kollektorn, skikt 5 är det översta skiktet). I tabellen anger Ångströmvärdena tjockleken av respektive skikt, betecknar i-Si odopat (intrinsiskt) kisel, anger procentvärden rnedelkoncentratíonen av germanium i atomprocent (Si MGef) och anger B basdopningen med borkoncentrationen i cm'3. För det tredje skíktet åstadkoms en gradientprofil med en gernzanizcmhalt som varierar från 12 till 0% från botten till topp.
Skikt Material Hr. 1 200 Å i-si 2 400 Å i-sice, 12% 3 250 Å siGe, 12-0%, B 51318 4 250Ås1,B5E1s 5 400 Å i-si När RP-CVD används kan skikten 41 och 174 odlas i en enda deponeringssekvens under användande av samma deponeringsutrustning.
Under den resterande tillverkningsprocessen är det viktigt att hålla en strikt temperaturbudget, d.v.s. kombinationen av tid och temperatur, eftersom den skarpa bordopningsprofilen i basen annars kan vidgas genom termiskt aktiverad diffusion, varvid högfrekvensegenskaperna (tex. ff) hos den resulterande SiGe- 10 15 20 25 30 8 n. e. mesatransistom kommer att försämras. Därför kommer termisk oxidation i alla steg där det är möjligt att utföras vid temperaturer inom det låga området av vad som vanligtvis används för denna typ av processteg, företrädesvis ej högre än ca. 800°C.
Kol kan som en ytterligare säkerhetsåtgärd för att undvika basvidgning tillföras i basskiktet 174 under eller efter den epitaxiella deponering av detsamma. Sådana åtgärder bromsar bordiffusionen och bibehåller en smal dopningsprofil efter värrnebehandlingar. För ytterligare detaljer rörande detta hänvisas till DE 19652423.
I exemplet som visas i Tabell 1 är tjockleken hos skiktet 174 1500 Å. I efterföljande etsnings- och dopningssteg måste hänsyn tas till detta och således måste implanteringsenergier och etsningsdjup ökas något jämfört med en konventionell tillverkningsprocess där inget basskikt 174 tillförts i denna del av processen.
Hänvisning görs här till svensk patentansökan nr. 0101567-6. Tjockleken av basskiktet 174 är dock så liten att förändringar av implanteringsenergier och etsningsdjup kanske inte är nödvändiga.
Grunda diken forrneras för att definiera aktiva områden i skikten 41 och 174 och isolera dessa områden. Först formeras ett oxidskikt 42 ovanpå basskiktet 174 och på detta deponeras ett kiselnitridskikt 43. Den resulterande strukturen visas i Fig. 1.
Sedan formeras en hård mask genom stegen att mönstra och etsa bort kiselnitrid- och oxidskikten 43, 42 från områden där dikena skall formeras. De grunda dikena definieras sedan genom att strukturen etsas under användande av de resterande delama av skikten 42 och 43 som en hård mask. Samtidigt definieras ett n-dopat kollektorområde (n-brunn) 41 ovanpå subkollektom 31, ett p-dopat basområde 174 för SiGe-mesatransistom och en n-dopad kollektorplugg 41 på subkollektorn 31 men skild från det n-dopade kollektorområdet 41 och det p-dopade basområdet 174 genom de grunda dikena. 10 15 20 25 30 522* 891 e 3; - ---- .of .- 9 Senare i processflödet fylls de grunda dikena med oxid 81 såsom visas i t.ex. Fig. 3.
Det bör noteras att de grunda dikena kan formeras så att de sträcker sig vertikalt från den översta kiselytan d.v.s. ovansidan av skiktet 174 och ner in i subkollektom 31 (ej visat i Figs. 1-4).
Härefter skall djupa diken forrneras runt omkring SiGe-mesatransistorn för komponentisolation. Formerandet av djupa diken är dock valfritt.
De djupa dikena forrneras genom stegen (i) formering av en hård mask för de djupa dikena genom deponering av ett kiseldioxidskikt samt mönstring och etsning av detta kiseldioxidskikt för att definiera öppningar för de djupa dikena, (ii) etsning av de djupa dikena, (iii) borttagning av de resterande delama av oxiden, (iv) odling av en tunn oxid ovanpå strukturen, (v) fyllning av de djupa dikena med deponerad oxid (där den tunna odlade oxiden och den deponerade oxide tillsammans betecknas med 71) och polykisel 72, (vi) eventuell planarisering av polykislet och (vii) tillbakaetsning av strukturen för att avlägsna all polykisel från de grunda dikesområdena. Den resulterande strukturen visas i F ig. 2.
Sedan fylls de grunda dikena med oxid 81 och nitrid- och oxidskikten 43, 42 avlägsnas liksom den deponerade oxiden ovanpå nitridskiktet 43.
Isoleringsförfarandet beskrivs ytterligare i den publicerade intemationella patentansökan WO 0120664.
Sedan odlas en termisk oxid på frilagda kiselytor (delar av dessa syns såsom oxid 111i1=ig.3).
För att forrnera SiGe-mesatransistom behövs en n-dopad bana med låg resistans från ytan av skivan till subkollektorn 31. En sådan bana forrneras genom fotolitografisk 10 15 20 25 522 891 i 3:. s; = ~~ - 10 mönstring följt av n-dopning för att definiera en kollektorplugg 41 , 174 med låg resistans från ovansidan av strukturen ner till subkollektom 31. Detaljer som gäller val av energier och doser diskuteras i WO 9853489. Notera att den resterande delen av skiktet 174 som erhölls ovanpå den n-dopade kollektorpluggen 41 under etsningen av de grunda dikena (Fig. 2) erhåller en nettodeopning av n-typ och den kompletta kollektorpluggen betecknas med 41, 174 i Fig. 3. Oxidskiktet som finns på kollektorpluggen 41, 174 avlägsnas.
För att utöka isolationsskiktet 111 som deponerats i emitter/basområdet hos SiGe- mesatransistom deponeras sedan ett tunt kiselnitridskikt (resterande delar därav - betecknas med 141 i Fig. 3) vilket resulterar i lägre parasitisk kapacitans hos bas- kollektorövergången och fungerar som en oxidationsresištent mask för kollektorpluggen 41 , 174.
Sedan följer ett antal konventionella processteg i framställningen av SiGe- mesatransistom inkluderande att (i) en emitter/basöppning formeras, (ii) ett extrinsiskt basskikt 151 formeras, (iii) ett oxidskikt 152 formeras, (iv) en emitteröppning formeras inuti emitter/basöppningen, (v) en sekundär implanterad kollektor 171 eventuellt formeras, (vi) p-baskontaktbanor 173 formeras, (vii) basoxid 172 formeras i emitteröppningen, tex. genom att en TEOS deponeras följt av kort densifiering under oxiderande förhållanden vid 800°C (varvid en lägre temperaturbudget kan användas) och (viii) sidoväggdistansstrukturer 181 av nitrid formeras. I detta sista steg avlägsnas det tunna kiselnitridskiktet 141 förutom där det bidrar till distansstrukturema 181 och under det extrinsiska basskiktet 151. Den resulterande strukturen visas i Fig. 3.
De faktiska sidoväggsdistansstrukturema kan forrneras i en tvåstegsprocess där nitriden 181 först avlägsnas selektivt till oxiden 172 i emitteröppningen, varefter det frilagda kislet på kollektorpluggen (rester av epi-basen) kan avlägsnas om det är 10 15 20 25 30 « 522 891 » i v u n n u ø o n v ' ' - u ~ o. 11 nödvändigt. Under denna etsning skyddas emittem av oxidskiktet 182. Sedan __ avlägsnas den kvarvarande oxiden 172 i emitteröppningen.
Därefter formeras ett n-dopat polykisekskikt vilket sedan etsas för att definiera kontaktområden 191 och 192 till emittem och kollektorn hos SiGe-mesatransistorn.
Notera att oxidskiktet 152 ovanpå polykiselskiktet 151 av p-typ har avlägsnats förutom under emitterkontaktområdet 191.
Därefter deponeras ett biskikt 200, 201 bestående av en oxid och en nitrid på strukturen. För att aktivera och driva in tidigare implanterade dopningsmedel utsätts sedan strukturen för hög temperatur.
I en föredragen utföringsform utförs värmebehandlingen i kväve vid ungefär 1050°C under 5-20 sekunder under användande av en RTA (Rapid Thennal Anneal). Syftet med denna värmebehandling är att elektriskt aktivera de implanterade speciema och att sätta de slutliga dopningsprofilerna för SiGe- mesatransistoms emitter-basövergång.
Notera att de tidigare deponerade kiseloxid- och kiselnitridskikten 200, 201 finns kvar på skivan. Deras funktion är att förhindra utdiffusion av de implanterade dopningsmedlen till omgivningen under vännebehandlingen.
Notera också att denna värmebehandling är den enda i processflödet efter deponeringen av mesabasskiktet 174 som utförs vid en temperatur över ungefär 800°C .
Genom diffusion kommer dopningsmedlet av n-typ i emitterkontakten 191 att tränga in i basen 174 och formera emittem 202. På samma gång kommer dopningsmedlet av p-typ i skiktet 151 att diffundera in i baskontaktledema 173. Den resulterande strukturen visas i Fig. 4. 10 15 20 25 i 522 891 ¿::¿ . -f = - 12 Slutligen etsas strukturen anisotropiskt så att utanpåliggande distansstrukturer formeras, frilagda kiselytor kan eventuellt förses med silicid för att minska resistansen och passiverings- och metallskikt formeras.
Processflödet för framställning av SiGe-mesatransistorer såsom beskrivits har ett antal fördelar.
Den kritiska deponeringen av det epitaxiella basskiktet (se Tabell 1) utförs direkt på en skiva med ett enkelt övre skikt av kisel. Andra kända processer kräver antingen selektiv epitaxiell deponering (på frilagda kiselområden endast på strukturer som delvis är täckta av masker) med små processfönster vilket ställer höga krav på den epitaxiella odlingen, eller differentiell deponering (på kisel- och oxidområden) där odlingsparametrar kan vara olika mellan olika områden.
Ingen separat mesaetsning krävs eftersom detta steg kombineras med STI-etsningen.
På samma gång som mesabasen 174 etsas fomieras de grunda dikena och det n-dopade kollektorområdet (n-brunn) och den n-dopade kollektorpluggen definieras.
Genom att STI etsas ner till det inbäddade n+-skiktet isoleras den slutliga mesastrukturen fullständigt.
Föreliggande processflöde kan på ett enkelt sätt integreras i existerande dubbelpolyprocessflöden.
Naturligtvis kan uppfinningen varieras på ett antal olika sätt. Sådana variationer skall inte tolkas som avvikelser från uppfinningstanken. Alla sådana modifieringar som kan anses uppenbara för fackmanen inkluderas inom skyddsomfånget för de bifogade patentkraven.

Claims (16)

10 15 20 25 30 _/,/._ -522 8911 13 »uu co PATENTKRAV ._
1. F örfarande för framställning av en kisel-germanium-mesatransistor i ett halvledarprocessflöde, särskilt i ett processflöde avsett för en bipolär integrerad krets för radiofrekvenstillämpningar, kännetecknat av stegen: -att på ett p-dopat kiselsubstrat (10) med ett nïdopat ytområde (31) som utgör subkollektor för mesatransistom deponeras epitaxiellt ett n-dopat kiselskikt (41), -att på detta deponeras epitaxiellt ett p-dopat kiselskikt (174) innefattande germanium, -att fáltisolationsområden (81) formeras i de epitaxiella skikten (41, 174) i ett horisontalt plan runt del av de epitaxiella skikten (41 , 174) för att samtidigt definiera ett n-dopat kollektorområde (41) för mesatransistorn på subkollektorn (31), på detta ett p-dopat basområde (174) för mesatransistom och en n-dopad kollektorplugg (41) på subkollektom (31) men skild från det n-dopade kollektorområdet (41) och det p- dopade basområdet (174) och -att ett n-dopat emitterområde (202) för mesatransistom därefter forrneras i nämnda p-dopade basområde (174),
2. F örfarandet enligt kravet 1, kännetecknat av att nämnda faltisolationsområden (81) utgörs av grunda diken (STI) och nämnda grunda diken (81) formeras och nämnda n-dopade kollektorområde (41), nämnda p-dopade basområde (174) och nämnda n-dopade kollektorplugg definieras samtidigt med hjälp av ett enda etssteg.
3. Förfarandet enligt kravet 2, kännetecknat av att etsningen i nämnda enda etssteg utförs i vertikal riktning åtminstone ner till nämnda subkollektor (31).
4. Förfarandet enligt något av kraven 1-3, kännetecknat av att gerrnaniumet och p-dopningen tillförs in situ till nämnda kiselskikt (174) under den epitaxiella deponeringen. 10 15 20 25 30 :s22 8911 14 n ø ø ~ q ~ I v ~ n.
5. Förfarandet enligt något av kraven 1-3, kännetecknat av att nämnda p-dopade kiselskikt (174) innefattande germanium utgörs av en flerskiktstruktur.
6. Förfarandet enligt kravet 5, kännetecknat av att nämnda flerskiktstruktur innefattar minst ett intrinsiskt kiselskikt.
7. Förfarandet enligt kravet 6, kännetecknat av att nämnda flerskiktstruktur innefattar minst ett kisel-germaniumskikt mellan två intrinsiska kiselskikt.
8. Förfarandet enligt något av kraven 1-7, kännetecknat av att nämnda p-dopade kiselskikt (174) innefattande germanium deponeras med hjälp av någon av teknikerna RP-CVD, UHV-CVD och MBE.
9. Förfarandet enligt kravet 8, kännetecknat av att nämnda n-dopade kiselskikt (41) och nämnda p-dopade kiselskikt (174) innefattande gerrnanium båda odlas med hjälp av RP-CVD i en enda deponeringssekvens och under användande av samma deponeringsutrustning.
10. Förfarandet enligt något av kraven 1-9, kännetecknat av att kol tillförs till nämnda p-dopade kiselskikt (174) innefattande gennanium för att retardera diffusionen av p-dopningen.
11. l 1. Förfarandet enligt något av kraven 1-10, kännetecknat av att temperaturen under framställningen av nämnda kisel-gerrnanium-mesatransistor bibehålls under eller vid ungefär 800°C efter deponeringen av nämnda p-dopade kiselskikt (174) innefattande gennanium, förutom under ett steg av emitteraktivering och - indrivning.
12. Förfarandet enligt kravet ll, kännetecknat av att steget för emitteraktivering och -indrivning utförs under användande av en RTA (Rapid Thermal Anneal) för att 10 15 '- 522. 891' f. EEE š 15 aktivera dopningen elektriskt och för att fastställa de slutliga dopningsprofilerna hos emitter-basövergângen hos SiGe-mesatransistorn.
13. Förfarandet enligt kravet 11 eller 12, kännetecknat av att steget för emitteraktivering och -indrivning utförs vid en hög temperatur men under en kort tid av ungefär 5-20 sekunder.
14. Förfarandet enligt något av kraven 1-13, kännetecknat av att djupa diken (72) formeras för att i ett horisontellt plan omge nämnda n-dopade kollektorområde (41), nämnda p-dopade basomrâde (174) och nämnda n-dopade kollektorplugg för isolering av nämnda kisel-germanium-mesatransistor.
15. SiGe-mesatransistor framställd enligt förfarandet enligt något av kraven 1-14.
16. Integrerad krets innefattande minst en SiGe-mesatransistor enligt kravet 15.
SE0103726A 2001-11-09 2001-11-09 En kisel-germanium mesa transistor, en metod för dess framställning och en integrerad krets innefattande en sådan transistor SE522891C2 (sv)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE0103726A SE522891C2 (sv) 2001-11-09 2001-11-09 En kisel-germanium mesa transistor, en metod för dess framställning och en integrerad krets innefattande en sådan transistor
TW090129304A TW512441B (en) 2001-11-09 2001-11-27 Silicon-germanium mesa transistor
PCT/SE2002/001875 WO2003041152A1 (en) 2001-11-09 2002-10-15 Silicon-germanium mesa transistor
US10/828,712 US7008851B2 (en) 2001-11-09 2004-04-21 Silicon-germanium mesa transistor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE0103726A SE522891C2 (sv) 2001-11-09 2001-11-09 En kisel-germanium mesa transistor, en metod för dess framställning och en integrerad krets innefattande en sådan transistor

Publications (3)

Publication Number Publication Date
SE0103726D0 SE0103726D0 (sv) 2001-11-09
SE0103726L SE0103726L (sv) 2003-05-10
SE522891C2 true SE522891C2 (sv) 2004-03-16

Family

ID=20285918

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SE0103726A SE522891C2 (sv) 2001-11-09 2001-11-09 En kisel-germanium mesa transistor, en metod för dess framställning och en integrerad krets innefattande en sådan transistor

Country Status (4)

Country Link
US (1) US7008851B2 (sv)
SE (1) SE522891C2 (sv)
TW (1) TW512441B (sv)
WO (1) WO2003041152A1 (sv)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7002221B2 (en) * 2003-08-29 2006-02-21 International Business Machines Corporation Bipolar transistor having raised extrinsic base with selectable self-alignment and methods of forming same
US7550787B2 (en) 2005-05-31 2009-06-23 International Business Machines Corporation Varied impurity profile region formation for varying breakdown voltage of devices
TW200849556A (en) * 2006-06-14 2008-12-16 Nxp Bv Semiconductor device and method of manufacturing such a device
KR100839786B1 (ko) 2006-09-20 2008-06-19 전북대학교산학협력단 실리콘게르마늄 반도체 소자 구조 및 그 제조방법
CN101960584B (zh) * 2008-02-28 2013-11-20 Nxp股份有限公司 半导体器件及其制造方法
JP2010251368A (ja) * 2009-04-10 2010-11-04 Renesas Electronics Corp バイポーラトランジスタ及びその製造方法

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4417916A1 (de) * 1994-05-24 1995-11-30 Telefunken Microelectron Verfahren zur Herstellung eines Bipolartransistors
DE19609933A1 (de) * 1996-03-14 1997-09-18 Daimler Benz Ag Verfahren zur Herstellung eines Heterobipolartransistors
SE512813C2 (sv) * 1997-05-23 2000-05-15 Ericsson Telefon Ab L M Förfarande för framställning av en integrerad krets innefattande en dislokationsfri kollektorplugg förbunden med en begravd kollektor i en halvledarkomponent, som är omgiven av en dislokationsfri trench samt integrerad krets framställd enligt förfarandet
WO2001020664A1 (en) 1999-09-17 2001-03-22 Telefonaktiebolaget Lm Ericsson A self-aligned method for forming deep trenches in shallow trenches for isolation of semiconductor devices
US6251738B1 (en) * 2000-01-10 2001-06-26 International Business Machines Corporation Process for forming a silicon-germanium base of heterojunction bipolar transistor
US6346453B1 (en) * 2000-01-27 2002-02-12 Sige Microsystems Inc. Method of producing a SI-GE base heterojunction bipolar device
US6797580B1 (en) * 2003-02-21 2004-09-28 Newport Fab, Llc Method for fabricating a bipolar transistor in a BiCMOS process and related structure

Also Published As

Publication number Publication date
TW512441B (en) 2002-12-01
US20040201039A1 (en) 2004-10-14
SE0103726D0 (sv) 2001-11-09
US7008851B2 (en) 2006-03-07
SE0103726L (sv) 2003-05-10
WO2003041152A1 (en) 2003-05-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8067290B2 (en) Bipolar transistor with base-collector-isolation without dielectric
US7615457B2 (en) Method of fabricating self-aligned bipolar transistor having tapered collector
CN105321995B (zh) 双极晶体管结构和制造双极晶体管结构的方法
US7102205B2 (en) Bipolar transistor with extrinsic stress layer
US7375410B2 (en) Ultra-thin SOI vertical bipolar transistors with an inversion collector on thin-buried oxide (BOX) for low substrate-bias operation and methods thereof
US20150035012A1 (en) Methods and Apparatus for Bipolar Junction Transistors and Resistors
JP4898125B2 (ja) バイポーラ・トランジスタの製造方法
US20050104160A1 (en) Bipolar junction transistor with improved extrinsic base region and method of fabrication
KR20020039319A (ko) 반도체장치 및 그 제조방법
US9356097B2 (en) Method of forming a bipolar transistor with maskless self-aligned emitter
US7038249B2 (en) Horizontal current bipolar transistor and fabrication method
EP1997130B1 (en) Method of manufacturing a bipolar transistor
WO2012170219A1 (en) A transistor and method of forming the transistor so as to have reduced base resistance
US7511317B2 (en) Porous silicon for isolation region formation and related structure
US7091578B2 (en) Bipolar junction transistors and methods of manufacturing the same
KR20030047274A (ko) 초자기정렬 이종접합 바이폴라 소자 및 그 제조방법
SE522891C2 (sv) En kisel-germanium mesa transistor, en metod för dess framställning och en integrerad krets innefattande en sådan transistor
JP2005510867A (ja) 半導体デバイスおよび該半導体デバイスの製造方法
US20130146947A1 (en) SELF-ALIGNED EMITTER-BASE IN ADVANCED BiCMOS TECHNOLOGY
US10217852B1 (en) Heterojunction bipolar transistors with a controlled undercut formed beneath the extrinsic base
US9812447B2 (en) Bipolar junction transistors with extrinsic device regions free of trench isolation
US9590082B1 (en) Integration of heterojunction bipolar transistors with different base profiles
JP5178988B2 (ja) 炭化ケイ素中の自己整合バイポーラ接合トランジスタの製造方法およびそれにより作製されるデバイス
US7109567B2 (en) Semiconductor device and method of manufacturing such device
US10312356B1 (en) Heterojunction bipolar transistors with multiple emitter fingers and undercut extrinsic base regions

Legal Events

Date Code Title Description
NUG Patent has lapsed