[其他]一種多晶硅自對準雙極器件及其制造工藝

無效

• 申請號: 87100294
• 申請日: 1987-01-15
• 公開（公告）號: CN87100294A
• 公開（公告）日: 1987-08-26
• 發明（設計）人: 道格拉斯·P·弗萊特;杰弗里·E·布賴頓;迪姆斯·蘭迪·霍林斯沃思;曼紐爾·路易斯·托萊諾
• 申請（專利權）人: 德克薩斯儀器公司
• 主分類號: H01L29/02
• 分類號: H01L29/02;H01L29/72;H01L21/22
• 代理公司: 上海專利事務所
• 代理人: 吳淑芳

本申請案是1986年1月30日提交的申請流水號為824，388的申請案的部分延續。

本發明涉及一種在超大規模集成電路（VLSI）技術中制造密集型的高速雙極器件的方法。

半導體工業已尋求一些制造方法來提高雙極器件的開關速率和縮減雙極器件的尺寸。為此目的而開發出的一種技術是一種多晶硅自對準器件。在1978年，日本的日本電氣公司創制了一種自對準雙極器件，它利用局部氧化物分離的方法來分離基極區和N發射極，由奧卡達（K·okada）在電氣電子工程師學會固態電路雜志第SC-13卷，第5期，第693-698頁上發表。氧化物隔離也用于使發射極和集電極分離。由于該氧化物尺寸的限制，okada器件并不能借助于本身來顯著地縮減尺寸。

正如沃拉（M·Vora）在1983年12月6日批準的美國專利第4148468號中所描述的仙童攝象機和儀器公司應用了多晶硅對準器件的基本思想，只是它最初淀積N⁺多晶硅，然后生長一薄的隔離氧化層，此后再淀積P⁺。在生長隔離氧化層的過程中，基極被氧化，造成控制基極輪廓困難。進一步作高溫氧化以激勵雜質并在P⁺多晶硅上生長氧化物。因為氧化作用是在1000℃進行的。使用沃拉方法保持基極斷面淺是困難的。而且，P⁺的氧化導致硼從多晶硅中分離出來進入氧化物中，因而造成多晶硅表面硼濃度的降低。正如奧卡達的方法一樣，沃拉通過隔離氧化物使集電極和發射極分開。

1984年11月13日批準給羅奇（M Roche）的美國專利4481706號描述了一種多晶硅自對準器件，其中，隔離氧化物是淀積而不是生長的。然而，發射極是通過在多晶硅淀積之前先注入并然后擴散發射極而形成的。這樣一種操作方法要使得結做得非常淺是困難的。此外，由于為滿足P⁺接觸區所要求的橫向擴散，羅奇的基極要求充分的退火。另外，在隔離膜層里使用了氮化層，因而使工藝過程變復雜化。

2月14日批準給巴森（Barson）等人的美國專利4431460號按照羅奇方法而在隔離膜層中省略氮化物，然而，側面使用同樣的氧化膜層作為P多晶硅端（Cap）以及作為隔離層。使用相同形狀的膜層使其最佳地減小基極電阻、發射極-基極電容及同時保持足夠高的發射極-基極擊穿電壓變得極其困難。

西門子公司（Siemens AG）發表了一篇由懷德（A·Wieder）所著的題為“自對準雙極工藝-甚高速數字集成電路的新希望”的文章，刊登在西門子調研報告1984年第13卷第246-252頁。它看來似乎使用同樣的膜層作為P⁺多晶硅端及隔離插入物（Spacer Plug）。因而，后一種器件就存在與美國專利4431460號所討論的相同的缺點。

于是，本發明的一個目的在于提供一種改進的雙極半導體器件。本發明的進一步目的是提供一種高速度和小尺度的改進型雙極器件。本發明還有另一個目的就是提供一種對于基極間隔來說具有一相當小的發射極的雙極半導體器件。

按照本發明，提供了一個在半導體基片表面生成的雙極晶體管，該半導體基片包括在所述半導體的部分發射極-基極區域里生成的第一種導電型的含雜質（extrinsic）基極。在含雜質基極上面生成一導電基極接觸層，而在含雜質基極側壁上生成一不導電的隔離層。在發射極-基極區里無雜質（intrinsic）基極是與含雜質基極并置的。在無雜質基極內形成一第二種導電型的發射極，該無雜質基極具有一個與隔離層的外緣對準的發射極邊緣。

晶體管最好是包括第二個導電型的-埋置的集電極，在表面上的限定發射極-基極區的局部氧化物隔離帶和一個鄰近發射極-基極區的分離的集電極接觸面以及一個將晶體管與在半導體基片上的相鄰元件隔離的溝道。

作為本發明特征的新穎特點在從屬權利要求里加以闡明。然而，發明本身及其其它的優點將通過結合附圖參閱下文的詳細描述得到最好的理解，其中附圖包括：

圖1至27是按照本發明的最佳實施例制成的半導體芯片的一個單元的大大地放大的剖面正視圖，并展示逐個制造階段的器件;

圖28和29是制備金屬化接點的一種變換的平面化的方法。

圖30是在一分立單元里制造電阻的平面圖。

圖31是圖27和圖29的結構在金屬已經淀積以后的平面圖。

圖32是本發明的一個變換的實施例的一個單元放大了的剖面正視圖，其中含雜質基極和其接點是在一側，與圖28和29顯示四側的情況不同。

圖33是圖32的結構的頂視圖或平面圖。