半导体器件及其制造方法技术

一种半导体器件（１０），所述半导体器件（１０）在半导体本体（１）内包括双极晶体管和场效应晶体管，所述半导体本体包括凸出台（５），在所述凸出台（５）内存在双极晶体管的集电极区（２２ｄ和２２ｅ）和基极区（３３ｄ）的至少一部分。双极晶体管具有在集电极区（２２ｄ和２２ｅ）内提供的第一绝缘腔（９２）。由于围绕基极区（３３ｄ）以及在集电极区（２２ｄ和２２ｅ）与发射极区（４）之间提供的第二绝缘腔，基极区（３３ｄ）在衬底平面中比集电极区（２２ｄ和２２ｅ）窄。通过阻止从基极区扩散，第一绝缘腔（９２）使得可以减小基极集电极电容，并且可以被描述为限定基极接触。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及具有衬底和半导体本体的半导体器件，所述半导体器件包括双极晶体 管和场效应晶体管。双极晶体管按以下顺序包括集电极区、基极区和发射极区，其中半导 体本体包括凸出台(也可以称作基座)，在所述凸出台内至少存在集电极区的一部分和基 极区的一部分，凸出台被隔离区包围。这样的器件具体在被构造为异质结双极晶体管(HBT) 时非常适于高频放大器应用。本专利技术还涉及一种制造这样的器件的方法。
技术介绍
从2006年3月7日公开的美国专利文献USP 7，008, 851中已知这样的器件。在 该文献中将双极晶体管描述为包括台，在所述台内存在集电极区的一部分和基极区的一部 分。在衬底中还存在形成晶体管的子集电极的区。台包括η型外延硅层和P型外延层，所 述η型外延硅层形成集电极区的所述部分，所述P型外延层包含锗并且在该P型外延层内 形成基极区。台被所形成的隔离层包围，包围台的槽(也称作浅沟)的壁涂覆二氧化硅隔 离层，该槽还实质上填充有氧化物。现有器件的缺点是现有器件的高频特性有待改进。此外，现有器件的制造相对复οUS 2005/0212087Α公开了一种形成双极晶体管的结构和方法。在晶体管的Si :Ge 本征基极下方围绕集电极形成腔。通过引用结合在本文中的国际专利申请PCT/IB2007/052220描述了一种开始段 落中提到的类型的器件，其中，半导体器件还包括场效应晶体管，所述场效应晶体管具有源 极区、漏极区、插入的沟道区和叠加的栅极电介质以及栅极区，所述栅极区形成场效应晶体 管的最高部分，台的高度大于栅极区的高度。使用假发射极来蚀刻掉晶体管的寄生元件，从 而可以提供自对准的集电极-非本征基极结。然而，该方法将使得难以控制例如器件中使 用的本征基极与硼掺杂多晶硅之间的基极接触。
技术实现思路
实现了本专利技术以期提供一种包括双极晶体管和场效应晶体管器件的半导体器件 及其制造方法，其中，包括一个或更多个自对准绝缘填充腔并且所述自对准绝缘填充腔可 以限定基极接触以及可以允许减小基极-集电极电容，并且还可以进一步减小寄生元件， 通过蚀刻掉一层或多层的一部分而从所述一层或多层形成一个或多个腔，并且其中腔可以 减小集电极扩散。在第一方面，本专利技术提供了一种具有衬底和半导体本体的半导体器件，所述半导 体器件包括双极晶体管，双极晶体管按照以下顺序具有集电极区、基极区和发射极区，其中 半导体本体包括凸出台，在所述凸出台内存在集电极区和基极区的至少一部分，所述凸出 台被隔离区包围，其中半导体器件还包括场效应晶体管；双极晶体管具有在集电极区中 的第一绝缘腔；由于围绕基极区以及在集电极区与发射极之间提供的第二绝缘腔，基极区4在衬底平面中比集电极区窄。半导体可以包括限定第一绝缘腔并由第一绝缘腔包围的层的剩余部分，所述层的 剩余部分阻止从集电极区的扩散。层的剩余部分可以是SiGe:C层。可以提供假发射极。第一绝缘腔可以填充有气体。气体可以是空气。第一绝缘腔可以填充有二氧化硅。半导体器件还可以包括至少一个隔离物，所述至少一个隔离物被提供为与凸出台 的一部分相邻，以便减小基极-集电极电容。隔离区可以低于基极区。在另一方面，本专利技术提供了一种制造具有衬底和半导体本体的半导体器件的方 法，所述半导体器件包括双极晶体管，双极晶体管按照以下顺序具有集电极区、基极区和发 射极区，其中半导体本体包括凸出台，在所述凸出台内存在集电极区和基极区的至少一部 分，所述凸出台被隔离区包围；所述方法还包括为半导体器件提供场效应晶体管；以及为 双极晶体管提供在集电极区中的第二绝缘腔，所述第二绝缘腔被提供在基极区周围以及在 集电极区与发射极区之间，使得基极区在衬底平面中比集电极区窄。可以提供限定第一绝缘腔并由第一绝缘腔包围的层的剩余部分，所述层的剩余部 分阻止从集电极区的扩散。层的剩余部分可以是SiGe:C层。可以提供假发射极。第一绝缘腔可以填充有气体。气体可以是空气。第一绝缘腔可以填充有二氧化硅。该方法还可以包括提供与凸出台的一部分相邻的至少一个隔离物，以便减小基 极-集电极电容。可以将隔离区回蚀刻到低于基极区。因此，提供了一种包括双极晶体管和场效应晶体管器件的半导体器件及其制造方 法，其中，提供绝缘腔，用于形成绝缘腔的层使得可以减小集电极扩散。附图说明现在将参考附图以示例的方式来描述本专利技术的实施例，附图中图1至16以图解方式和厚度方向垂直截取的横截面的形式，示出在根据本专利技术的 方法来制造根据本专利技术的器件的连续阶段中，根据本专利技术的器件的第一示例。图17至22以图解方式和厚度方向垂直截取的横截面的形式，示出在根据本专利技术 的方法来制造根据本专利技术的器件的连续阶段中，根据本专利技术的器件的另一示例。附图并不是按实际大小绘制的，为了清楚起见具体放大了厚度方向的尺寸，此外 不同层的相对厚度不是按比例绘制的。具体实施例方式图1至16以图解方式和厚度方向垂直截取的横截面的形式，示出在根据本专利技术的 方法来制造根据本专利技术的器件的连续阶段中，根据本专利技术的器件的第一示例。起始点是ρ型Si衬底11 (参见图1)。如果需要的话，可以在衬底11上沉积外延硅 层。然后提供掩模(未示出)，例如光致抗蚀剂掩模，通过该掩模，可以通过η型离子(如， 砷离子)注入来形成凹陷的η型半导体区20。在去除掩模之后，以类似的方式形成STI (浅 沟隔离)形式的隔离区21。随后，通过热氧化(例如，在1000°C下)在半导体本体1的经 过清理的表面上提供氧化硅层，将该氧化硅层图案化以便形成栅电介质区7。现在沉积导 电多晶硅层，利用该导电多晶硅层来形成栅极区8。上述区形成场效应晶体管的一部分，场 效应晶体管是器件10的一部分。在该示例中，完成了场效应晶体管的主要部分，在图1的 右侧部分以图解方式描述了两个这样的晶体管(在这种情况下是NM0S)。图中未示出左侧 和右侧晶体管各自的源极区和漏极区以及公共的源极/漏极区。栅极区8在每侧具有隔离 物。在整个结构上以图案的形式提供覆盖层12。该层包括氧化硅层和氮化硅层的堆叠，所 述堆叠不仅起到后续外延步骤的成核层的作用，还起到先前形成的MOS晶体管的保护层的 作用。理想地(如所示的)，覆盖层12在整个隔离区21上延伸，然而实际上这并不是必须 的，因为在随后的外延沉积步骤中在隔离区21和覆盖层12上沉积η型硅时(参见下文)， 隔离区21和覆盖层12都会引起多晶生长。随后(参见图2)，在单个外延工艺中提供半导体层结构，所述半导体层结构按照 以下顺序包括第一η型硅层22a ；第一硅锗碳(SiGe:C)层33a(其中，因为该层可以备选地 被看作是或称作是硅锗，所以碳仅占大约0.2%)；第二 η型硅层22b ；ρ型硅锗碳(SiGe:C) 复合层33b(其中，因为该层可以备选地被看作是或称作是硅锗，所以碳仅占大约0. 2% )； 以及第三η型硅层22c。在本实施例中，(SiGe:C)复合层33b按照以下顺序包括未掺杂 Si-Ge C层331、硼掺杂Si-Ge C层332以及未掺杂Si-Ge C层333。在上述层中，通过经由 外延反应器传导的气体的成分的变化，以简单的方式来调整导电类型和成分。现在将参考图3来描述η型硅层22a、22b、22c以及SiGe:C层33a和33b的其他细 节，图3仅示出本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有衬底（１１）和半导体本体（１）的半导体器件（１０），所述半导体器件（１０）包括双极晶体管，双极晶体管按照以下顺序具有集电极区（２２ｄ和２２ｅ）、基极区（３３ｄ）和发射极区（４），其中半导体本体（１）包括凸出台（５），在所述凸出台（５）内存在集电极区（２２ｄ和２２ｅ）和基极区（３３ｄ）的至少一部分，所述凸出台（５）被隔离区（６）包围；其特征在于：半导体器件（１０）还包括场效应晶体管；双极晶体管具有在集电极区（２２ｄ和２２ｅ）中提供的第一绝缘腔（９２）；以及由于围绕基极区（３３ｄ）以及在集电极区（２２ｄ和２２ｅ）与发射极区（４）之间提供的第二绝缘腔（９４），基极区（３３ｄ）在衬底平面中比集电极区（２２ｄ和２２ｅ）窄。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：菲利浦默尼耶贝拉德，马克CJCM克拉默，约翰内斯JTM唐克斯，纪尧姆伯卡迪，
申请(专利权)人：NXP股份有限公司，
类型：发明
国别省市：NL[荷兰]