发明名称 在基底上制作矽锗层以作为双载子基极的方法
摘要 本发明提供一种利用二阶段温度程序来改善在形成有异质接面双载子电晶体之基极的基底上形成矽锗层以作为双载子基极的方法,包括:先在一较高温度下长晶种层,然后在较短温度下长一具有矽覆盖层之磊晶矽锗层以形成一具有低硼外扩散之本质基极(intrinsicbase)。
申请公布号 TWI241640 申请公布日期 2005.10.11
申请号 TW093124527 申请日期 2004.08.16
申请人 台湾积体电路制造股份有限公司 发明人 李崑池;姚亮吉;张添智;陈佳麟;陈世昌;梁孟松
分类号 H01L21/205 主分类号 H01L21/205
代理机构 代理人 洪澄文 台北市大安区信义路4段279号3楼;颜锦顺 台北市大安区信义路4段279号3楼
主权项 1.一种在基底上制作矽锗层以作为双载子基极的方法,包括下列步骤:提供该基底,该基底具有一浅沟槽隔离区,该浅沟槽隔离区环绕着一第一型掺质之元件区;于该基底上沉积一绝缘层及一多晶矽层,并对其进行图案化,以在该元件区上形成一开口;在一第一温度下,于该基底及该多晶矽层上形成一全面性晶种层;以一第二型掺质进行腔内掺杂以形成该矽锗层,并在一第二温度下,于该全面性晶种层上形成一矽盖层;及对该矽盖层、该矽锗层、该晶种层及该多晶矽层进行图案化至该绝缘层以在该元件区形成一矽锗基极。2.如申请专利范围第1项所述之在基底上制作矽锗层以作为双载子基极的方法,其中该基底为一单晶矽晶圆,该单晶矽晶圆具有<100>之结晶方向。3.如申请专利范围第1项所述之在基底上制作矽锗层以作为双载子基极的方法,其中该该第一型掺质为磷。4.如申请专利范围第1项所述之在基底上制作矽锗层以作为双载子基极的方法,其中该绝缘层为化学气相沉积而成之氧化矽层,厚度为300至800。5.如申请专利范围第1项所述之在基底上制作矽锗层以作为双载子基极的方法,其中该多晶矽层由化学气相沉积法形成,厚度为300至800,且以硼掺杂,浓度为1.0E18至1.0 E20atoms/cm3。6.如申请专利范围第1项所述之在基底上制作矽锗层以作为双载子基极的方法,其中该晶种层为在该元件区磊晶沉积之矽层,厚度为100至300。7.如申请专利范围第1项所述之在基底上制作矽锗层以作为双载子基极的方法,其中该第一温度为摄氏600至750度,且该晶种层之沉积时间为200至600秒。8.如申请专利范围第1项所述之在基底上制作矽锗层以作为双载子基极的方法,其中该矽锗层之厚度为200至1000,且该第二温度为比该第一温度低摄氏50度。9.如申请专利范围第1项所述之在基底上制作矽锗层以作为双载子基极的方法,其中该第二型掺质为腔内掺杂硼,浓度为1.0E18至1.0E20atoms/cm3。10.如申请专利范围第1项所述之在基底上制作矽锗层以作为双载子基极的方法,其中该矽锗层之锗含量为10-20原子%。11.如申请专利范围第1项所述之在基底上制作矽锗层以作为双载子基极的方法,其中该矽锗层利用分子束磊晶形成。12.一种在基底上制作矽锗层以作为双载子基极的方法,其中该双载子基极形成于一NPN双载子电晶体中,包括下列步骤:提供一基底,该基底具有磷所掺杂的次集极;于该次集极上形成复数浅沟槽隔离区,且该等浅沟槽隔离区环绕出该基极之复数元件区;于该基底上沉积一绝缘层及一多晶矽层;于每一元件区上之该多晶矽层及该绝缘层形成一开口,且该开口部分延伸至浅沟槽隔离区域上方;于该基底上形成一全面性晶种层以在该元件区上形成磊晶层,该晶种层于一第一温度下形成以降低该浅沟槽隔离区上方之该晶种层的晶粒尺寸;以腔内掺杂硼形成该矽锗层,且在一第二温度下,于该全面性晶种层上形成一矽盖层以使该硼之扩散轮廓降到最低;及对该矽盖层、该矽锗层、该晶种层及该多晶矽层图案化至该绝缘层以在延伸至该浅沟槽隔离区之该元件区上方形成矽锗基极,以提供一基极接点区域。13.如申请专利范围第12项所述之在基底上制作矽锗层以作为双载子基极的方法,其中该基底为一单晶矽晶圆,该单晶矽晶圆具有<100>之结晶方向。14.如申请专利范围第12项所述之在基底上制作矽锗层以作为双载子基极的方法,其中该次集极以磷掺杂,浓度为1.0E16至1.0E17atom/cm3。15.如申请专利范围第12项所述之在基底上制作矽锗层以作为双载子基极的方法,其中该绝缘层为化学气相沉积形成之氧化矽层,厚度为300至600。16.如申请专利范围第12项所述之在基底上制作矽锗层以作为双载子基极的方法,其中该多晶矽层由化学气相沉积法形成,厚度为300至800,且以硼掺杂至浓度为1.0E18至1.0E20atoms/cm3。17.如申请专利范围第12项所述之在基底上制作矽锗层以作为双载子基极的方法,其中该全面性晶种层为该元件区上所磊晶沉积之矽层,厚度为100至300。18.如申请专利范围第12项所述之在基底上制作矽锗层以作为双载子基极的方法,其中该第一温度为摄氏600至750度,且该晶种层的沉积时间为200至600秒。19.如申请专利范围第12项所述之在基底上制作矽锗层以作为双载子基极的方法,其中该矽锗层之厚度为200至1000,且该第二温度为比该第一温度低摄氏50度。20.如申请专利范围第12项所述之在基底上制作矽锗层以作为双载子基极的方法,其中该矽锗层为腔内掺杂硼至浓度为1.0E18至1.0E20atoms/cm3。21.如申请专利范围第12项所述之在基底上制作矽锗层以作为双载子基极的方法,其中该矽锗层之含锗比率为10-20原子%。22.如申请专利范围第12项所述之在基底上制作矽锗层以作为双载子基极的方法,其中该矽锗层由分子束磊晶形成。23.如申请专利范围第12项所述之在基底上制作矽锗层以作为双载子基极的方法,其中该矽锗层以化学气相沉积法形成。图式简单说明:第1图系显示传统晶圆上之部分完成的双载子电晶体之切面示意图,其上形成有用以形成基极之晶种层,在浅沟槽隔离氧化层上的晶种层具有较大的晶粒尺寸及不连续的情况。第2图系在第1图所示之传统晶圆上之部分完成的双载子电晶体上沉积基极之磊晶矽锗层之切面示意图,并显示浅沟槽隔离氧化层上之磊晶矽层的不连续情况。第3-5图系显示本发明之制造双载子电晶体基极的依序程序步骤的方法之切面示意图,且在浅沟槽隔离氧化层上之晶粒结构已被改善,并达到较佳的电连续性。
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