半导体器件的制造方法技术

一种半导体器件制造方法，包括在包含活性区的半导体衬底上形成导电层和硅膜，在活性区上的硅膜上形成含第一杂质的发射极电极，用发射极电极作为掩模部分地蚀刻硅膜，形成覆盖半导体衬底的绝缘膜和覆盖发射极电极侧面的侧壁膜，在导电层和硅膜中引入第二杂质，使第二杂质到达入活性区，形成在导电层和硅膜中的部分中的含第二杂质的杂质区，以及将发射极电极中所含第一杂质扩散到硅膜中，在硅膜中形成含第一杂质的第一区和不含第一杂质的第二区。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及。
技术介绍
市场不仅要求诸如移动电话、PDA(个人数字助理)、DVC(数字视频照相机)和DSC(数字照相机)的便携式电子器件的复杂性，还要求产品紧凑和轻便。高度集成的系统LSI(大规模集成)技术是满足这种市场需求的一个方案。实现高度集成系统LSI的一个实例是高频双极性晶体管。为了使高频双极性晶体管具有更高的性能，提出了包含由硅-锗(SiGe)合金制造的基极层的异质结双极性晶体管。图1和2表示日本公开专利公布号4-179235中描述的包含SiGe合金基极层的常规异质结双极性晶体管的结构。在图1中，将起集电极层作用的n--型层(取向生长层)102在p--型硅衬底(未示出)上取向生长，其中n+-型集电极嵌入层101布置在它们之间。蚀刻n--型层102，除去不需要的部分，仅留下需要的部分，例如与集电极层和集电极引线层对应的部分。在隔离区中形成沟槽。多晶硅膜104借助氧化物膜103嵌入沟槽中。集电极形成和隔离区嵌入后，用氧化物膜(内置氧化物膜)105使硅衬底表面成为平面。在该结构表面进一步取向生长基极和发射极。更具体地，在该结构表面取向生长起内基极层作用的p-型SiGe层(SiGe合金层)106。在p-型SiGe层106上以所述的顺序依次取向生长起发射极层作用的n-型硅层107和起发射极-触点层(发射极电极)作用的n+-型硅层108。用氧化物膜109作为掩模，蚀刻n+-型硅层108和n-型硅层107，以除去不需要的部分，留下诸如发射极对应部分的有用部分。用氧化物膜(侧壁膜)110和氧化物膜109作掩模，并且将起内基极层作用的区域周围的p-型SiGe层106的保留部分蚀刻到预定深度。在围绕p-型SiGe层106的部分上，通过选择性取向生长，形成起外基极层作用的p+-型SiGe层111。在图2所示包括SiGe基极层的常规结构异质结双极性晶体管中，起发射极层作用的n-型硅层107具有倒T形截面，且发射极层107与发射极电极108间的接触面150位于侧壁膜110下表面160以上。结果，在发射极层107的较窄凸起下面形成发射极-基极结点部分。发射极-基极结点部分的宽度，即发射极层宽度We2大于n+-型硅层(发射极电极)108的宽度We1。
技术实现思路
为了制造具有更高性能的半导体器件(包括SiGe基极层的异质结双极性晶体管)，常规结构通过小型化n+-型硅层(发射极电极)108并减小宽度We1来减小发射极层宽度We2。然而，这需要采购和使用高精度曝光装置，增加了半导体器件的制造成本。本专利技术一个方面是一种。该方法包括第一步骤在包含被隔离膜包围的活性区的半导体衬底上形成导电层和起基极层作用的硅膜；第二步骤在活性区上面的硅膜上形成含第一杂质的发射极电极；第三步骤用发射极电极作掩模，部分地蚀刻硅膜；第四步骤形成完全覆盖半导体衬底的绝缘膜，然后内腐蚀绝缘膜，形成覆盖发射极电极侧面的侧壁膜；第五步骤在导电层和硅膜中引入第二杂质，使第二杂质到达活性区，形成在部分导电层和部分硅膜中含第二杂质的杂质区；和第六步骤将发射极电极中所含的第一杂质扩散到硅膜表面中，在硅膜中形成含第一杂质的第一区和不含第一杂质的第二区。第三步骤包括形成倒T形的硅膜，使得当第四步骤完成时，第一区与发射极电极间的接触面位于侧壁膜下表面上。第六步骤包括在硅膜中形成第一和第二区，使至少部分第二区位于导电层与侧壁膜之间，并与导电层和侧壁膜同时接触。本专利技术另外的一个方面是一种。该方法包括第一步骤在包括被隔离膜包围的活性区的半导体衬底上形成有开口的保护膜，该活性区具有布置在开口中的表面；第二步骤在保护膜开口中形成导电层和起基极层作用的硅膜；第三步骤在活性区上面的硅膜上形成含第一杂质的发射极电极；第四步骤用发射极电极作掩模，部分地蚀刻硅膜；第五步骤形成覆盖发射极电极侧面的侧壁膜；第六步骤在导电层和硅膜中引入第二杂质，使第二杂质到达活性区表面，形成在导电层和硅膜中的部分中含有第二杂质的杂质区；和第七步骤使发射极电极中所含第一杂质扩散到硅膜中，在硅膜中形成含第一杂质的第一区和不含第一杂质的第二区。第四步骤包括形成倒T形的硅膜，使得当第五步骤完成时，第一区与发射极电极间的接触面位于侧壁膜下表面以上。第七步骤包括在硅膜中形成第一和第二区，使至少部分第二区位于导电层与侧壁膜之间，并与导电层和侧壁膜同时接触。本专利技术的其他方面和优点将从以下描述中并结合附图变得明显，并借助实施例举例说明本专利技术的原理。附图说明本专利技术将与其目的和优点一起通过参考优选实施方案和附图的以下描述得到最好的理解，其中图1是包含SiGe合金基极层的常规异质结双极性晶体管剖面图；图2是图1的双极性晶体管的局部放大图；图3是根据本专利技术第一实施方案的半导体器件的剖面图；图4是图3的半导体器件的局部放大图；图5至13是描述图3的的剖面图；图14是根据本专利技术第二实施方案的半导体器件的剖面图；图15是根据本专利技术第三实施方案的半导体器件的剖面图；图16是图15的半导体器件的局部放大图；图17至29是描述图15的半导体器件的制造过程的剖面图；图30是根据本专利技术第四实施方案的半导体器件的剖面图；图31是根据图22的制造过程对应的比较例的半导体器件的剖面图；图32是根据本专利技术第五实施方案的半导体器件的剖面图；和图33至43是描述图32的半导体器件制造过程的剖面图。具体实施例方式根据本专利技术第一实施方案的半导体器件将参考图3和4描述。图3是作为本专利技术的半导体器件的一个实例的含SiGe合金基极层的异质结双极性晶体管的剖面图。图4是图3的半导体器件集中于发射极-基极区的局部放大图。如图3所示，在起半导体衬底作用的p-型硅衬底1上形成了起集电极层作用的取向生长层2，并在部分取向生长层2上形成了实现STI(浅沟隔离)结构的隔离膜3。被隔离膜3包围的部分取向生长层2起到活性区A1的作用。活性区A1上形成起基极区作用的SiGe合金层4。SiGe合金层4上形成硅膜5和n-型扩散层6。n-型扩散层6起发射极层作用。n-型扩散层6通过在硅膜5的凸起70(见图9)上扩散n-型杂质形成。硅膜5在扩散n-型杂质前具有倒T形截面。在n-型扩散层6上形成多晶硅膜7a和硅化物膜11a。n-型扩散层6、多晶硅膜7a和硅化物膜11a由绝缘膜形成的侧壁膜9包围。n-型扩散层6与多晶硅膜7a之间的接触面50位于侧壁膜9下表面(底面)60的上面。部分硅膜5位于由绝缘膜形成的侧壁膜9与SiGe合金层4之间，并与侧壁膜9和SiGe合金层4同时接触。与基极区连接的p+扩散层10围绕硅膜5。在p+扩散层10表面上形成用作外基极层的低电阻层的硅化物膜11b。在本专利技术中，导电层包括含p-型或n-型杂质的半导体层，以获得导电性。SiGe合金层4是导电层的一个实例。硅膜5是第二区的一个实例。n-型扩散层6是第一区的一个实例。多晶硅膜7a是发射极电极的一个实例。P+扩散层10是杂质区的一个实例。下面参考图5至13描述第一实施方案制造半导体器件的过程。在p-型硅衬底1上形成STI或类似结构的隔离膜3。然后，离子注入n-型杂质并活化以形成活性区A1(集电极层2)。例如，通过约500至4000keV的电子加速能渗入磷(P)，达到约3×1013至3×1015cm-2的浓度。通过进行低压C本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体器件的制造方法，该方法包括：第一步骤：在包括被隔离膜包围的活性区的半导体衬底上形成导电层和起基极层作用的硅膜；第二步骤：在活性区上面的硅膜上形成含第一杂质的发射极电极；第三步骤：用发射极电极作掩模，部分地蚀 刻硅膜；第四步骤：形成完全覆盖半导体衬底的绝缘膜，然后内腐蚀绝缘膜，形成覆盖发射极电极侧面的侧壁膜；第五步骤：在导电层和硅膜中引入第二杂质，使第二杂质到达入活性区，形成在部分导电层和部分硅膜中含第二杂质的杂质区；和第 六步骤：将发射极电极中所含的第一杂质扩散到硅膜表面，在硅膜中形成含第一杂质的第一区和不含第一杂质的第二区；其中第三步骤包括形成倒Ｔ形的硅膜，使得当第四步骤完成时，第一区与发射极电极间的接触面位于侧壁膜的下表面上；并且第六步骤 包括在硅膜中形成第一和第二区，使至少部分第二区位于导电层与侧壁膜之间，并与导电层和侧壁膜同时接触。

【技术特征摘要】
JP 2005-11-11 2005-327589;JP 2005-11-28 2005-341561.一种半导体器件的制造方法，该方法包括第一步骤在包括被隔离膜包围的活性区的半导体衬底上形成导电层和起基极层作用的硅膜；第二步骤在活性区上面的硅膜上形成含第一杂质的发射极电极；第三步骤用发射极电极作掩模，部分地蚀刻硅膜；第四步骤形成完全覆盖半导体衬底的绝缘膜，然后内腐蚀绝缘膜，形成覆盖发射极电极侧面的侧壁膜；第五步骤在导电层和硅膜中引入第二杂质，使第二杂质到达入活性区，形成在部分导电层和部分硅膜中含第二杂质的杂质区；和第六步骤将发射极电极中所含的第一杂质扩散到硅膜表面，在硅膜中形成含第一杂质的第一区和不含第一杂质的第二区；其中第三步骤包括形成倒T形的硅膜，使得当第四步骤完成时，第一区与发射极电极间的接触面位于侧壁膜的下表面上；并且第六步骤包括在硅膜中形成第一和第二区，使至少部分第二区位于导电层与侧壁膜之间，并与导电层和侧壁膜同时接触。2.权利要求1的方法，其中导电层是硅-锗合金层，且第一区具有设置在导电层中的下表面。3.权利要求1的方法，还包括第七步骤第六步骤后在杂质区上形成硅化物膜；和第八步骤至少在第七步骤前从杂质区除去损伤层。4.权利要求3的方法，其中除去损伤层的步骤仅在第七步骤前立即进行一次。5.权利要求4的方法，其中在第六步骤完成前不进行除去损伤层的步骤。6.权利要求1的方法，其中硅膜包括位于活性区上的部分，且第二步骤包括形成至少与硅膜所述部分的上表面接触的发射极电极。7.权利要求1的方法，其中第三步骤包括选择性去除除硅膜与发射极电极间的接触面之外的硅膜。8.权利要求7的方法，其中第三步骤包括形成倒T形的硅膜，使硅膜与发射极电极之间的接触面位于与除接触面之外的硅膜表面不同的高度上。9.权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：须磨大地，井原良和，小出辰彦，斋藤浩一，
申请(专利权)人：三洋电机株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]