體硅雙向擊穿保護(hù)雙柵絕緣隧穿增強(qiáng)晶體管及其制造方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種體硅雙向擊穿保護(hù)雙柵絕緣隧穿增強(qiáng)晶體管，對(duì)比同尺寸MOSFETs或隧穿場(chǎng)效應(yīng)晶體管，通過(guò)在集電結(jié)和發(fā)射結(jié)中引入低雜質(zhì)濃度的擊穿保護(hù)區(qū)以顯著提升器件在深納米尺度下的耐壓的正向及反向耐壓能力；在基區(qū)兩側(cè)同時(shí)具有絕緣隧穿結(jié)構(gòu)，在柵電極的控制作用下使絕緣隧穿效應(yīng)同時(shí)發(fā)生在基區(qū)兩側(cè)，提升了隧穿電流的產(chǎn)生率；利用隧穿絕緣層阻抗與其內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)間極為敏感的相互關(guān)系實(shí)現(xiàn)優(yōu)秀的開(kāi)關(guān)特性；通過(guò)發(fā)射極將隧穿信號(hào)增強(qiáng)實(shí)現(xiàn)了優(yōu)秀的正向?qū)ㄌ匦?；另外本發(fā)明還提出了一種適用于在低成本的體硅晶圓上制造雙向擊穿保護(hù)雙柵絕緣隧穿增強(qiáng)晶體管的具體制造方法。該晶體管顯著改善了納米級(jí)集成電路單元的工作特性，適用于推廣應(yīng)用。
【專(zhuān)利說(shuō)明】體硅雙向擊穿保護(hù)雙柵絕緣隧穿增強(qiáng)晶體管及其制造方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
:
[0001]本發(fā)明涉及超大規(guī)模集成電路制造領(lǐng)域，涉及一種適用于高性能超高集成度集成電路制造的體硅雙向擊穿保護(hù)雙柵絕緣隧穿增強(qiáng)晶體管及其制造方法。

【背景技術(shù)】
:
[0002]當(dāng)前，隨著集成度的不斷提升，集成電路單元金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管(MOSFETs)器件的源電極與溝道之間或漏電極與溝道之間在幾個(gè)納米之內(nèi)形成了陡峭突變PN結(jié)，當(dāng)漏源電壓較大時(shí)，這種陡峭的突變PN結(jié)會(huì)發(fā)生擊穿效應(yīng)，從而使器件失效，隨著器件尺寸的不斷縮減，這種擊穿效應(yīng)日趨明顯。另外，溝道長(zhǎng)度的不斷縮短導(dǎo)致了 MOSFETs器件亞閾值擺幅的增大，因此帶來(lái)了開(kāi)關(guān)特性的嚴(yán)重劣化和靜態(tài)功耗的明顯增加。雖然通過(guò)改善柵電極結(jié)構(gòu)的方式可使這種器件性能的退化有所緩解，但當(dāng)器件尺寸進(jìn)一步縮減至20納米以下時(shí)，即便采用最優(yōu)化的柵電極結(jié)構(gòu)，器件的亞閾值擺幅也同樣會(huì)隨著器件溝道長(zhǎng)度的進(jìn)一步減小而增加，從而導(dǎo)致了器件性能的再次惡化；
[0003]隧穿場(chǎng)效應(yīng)晶體管(TFETs)，對(duì)比于MOSFETs器件，雖然其平均亞閾值擺幅有所提升，然而其正向?qū)娏鬟^(guò)小，雖然通過(guò)引入化合物半導(dǎo)體、鍺化硅或鍺等禁帶寬度更窄的材料來(lái)生成為隧穿場(chǎng)效應(yīng)晶體管的隧穿部分可增大隧穿幾率以提升轉(zhuǎn)移特性，但增加了工藝難度。此外，采用高介電常數(shù)絕緣材料作為柵極與襯底之間的絕緣介質(zhì)層，雖然能夠改善柵極對(duì)溝道電場(chǎng)分布的控制能力，卻不能從本質(zhì)上提高硅材料的隧穿幾率，因此對(duì)于隧穿場(chǎng)效應(yīng)晶體管的轉(zhuǎn)移特性改善很有限。


【發(fā)明內(nèi)容】

:
[0004]發(fā)明目的
[0005]為在兼容現(xiàn)有基于體硅工藝技術(shù)的前提下顯著提升亞20納米級(jí)器件抗擊穿能力；顯著提升納米級(jí)集成電路基本單元器件的開(kāi)關(guān)特性；確保器件在提升開(kāi)關(guān)特性的同時(shí)具有良好的正向電流導(dǎo)通特性，本發(fā)明提供一種適用于高性能超高集成度集成電路制造的體硅雙向擊穿保護(hù)雙柵絕緣隧穿增強(qiáng)晶體管及其制造方法。
[0006]技術(shù)方案
[0007]本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的:
[0008]體硅雙向擊穿保護(hù)雙柵絕緣隧穿增強(qiáng)晶體管，采用包含單晶硅襯底1的體硅晶圓作為生成器件的襯底；發(fā)射區(qū)3、基區(qū)4、集電區(qū)5和擊穿保護(hù)區(qū)2位于單晶硅襯底1的上方；基區(qū)4位于發(fā)射區(qū)3和集電區(qū)5之間，擊穿保護(hù)區(qū)2位于基區(qū)4的兩側(cè)；發(fā)射極9位于發(fā)射區(qū)3的上方；集電極10位于集電區(qū)5的上方；導(dǎo)電層6、隧穿絕緣層7和柵電極8依次在基區(qū)4的兩側(cè)形成夾層結(jié)構(gòu)；阻擋絕緣層11與位于發(fā)射區(qū)3、集電區(qū)5、基區(qū)4和擊穿保護(hù)區(qū)2下方以外的單晶硅襯底1的上表面部分相互接觸。
[0009]為達(dá)到本發(fā)明所述的器件功能，本發(fā)明提出體硅雙向擊穿保護(hù)雙柵絕緣隧穿增強(qiáng)晶體管，其核心結(jié)構(gòu)特征為:
[0010]擊穿保護(hù)區(qū)2的雜質(zhì)濃度低于116每立方厘米。
[0011]基區(qū)4的雜質(zhì)濃度不低于117每立方厘米，基區(qū)4兩側(cè)與導(dǎo)電層6相接觸并形成歐姆接觸。
[0012]發(fā)射區(qū)3與基區(qū)4之間、集電區(qū)5與基區(qū)4之間具有相反雜質(zhì)類(lèi)型，且發(fā)射區(qū)3與發(fā)射極9之間形成歐姆接觸、集電區(qū)5與集電極10之間形成歐姆接觸。
[0013]導(dǎo)電層6形成于基區(qū)4的兩側(cè)，導(dǎo)電層6是金屬材料或者是同基區(qū)4具有相同雜質(zhì)類(lèi)型的、且摻雜濃度大于119每立方厘米的半導(dǎo)體材料。
[0014]隧穿絕緣層7為用于產(chǎn)生隧穿電流的絕緣材料層，具有兩個(gè)獨(dú)立部分，每一部分形成于基區(qū)4兩側(cè)導(dǎo)電層6的與基區(qū)4相接觸一側(cè)的另一側(cè)。
[0015]柵電極8是控制隧穿絕緣層7產(chǎn)生隧穿效應(yīng)的電極，是控制器件開(kāi)啟和關(guān)斷的電極，與隧穿絕緣層7的兩個(gè)獨(dú)立部分的與導(dǎo)電層6相接觸一側(cè)的另一側(cè)相接觸。
[0016]導(dǎo)電層6、隧穿絕緣層7和柵電極8均通過(guò)阻擋絕緣層11與發(fā)射區(qū)3、發(fā)射極9、集電區(qū)5和集電極10相互隔離；柵電極8通過(guò)阻擋絕緣層11與單晶硅襯底I相互隔離。
[0017]導(dǎo)電層6、隧穿絕緣層7和柵電極8共同組成了體硅雙向擊穿保護(hù)雙柵絕緣隧穿增強(qiáng)晶體管的隧穿基極，當(dāng)隧穿絕緣層7在柵電極8的控制下發(fā)生隧穿時(shí)，電流從柵電極8經(jīng)隧穿絕緣層7流動(dòng)到導(dǎo)電層6，并為基區(qū)4供電。
[0018]體硅雙向擊穿保護(hù)雙柵絕緣隧穿增強(qiáng)晶體管，以N型為例，發(fā)射區(qū)3、基區(qū)4和集電區(qū)5分別為N區(qū)、P區(qū)和N區(qū)，其具體的工作原理為:當(dāng)集電極10正偏，且柵電極8處于低電位時(shí)，柵電極8與導(dǎo)電層6之間沒(méi)有形成足夠的電勢(shì)差，此時(shí)隧穿絕緣層7處于高阻狀態(tài)，沒(méi)有明顯隧穿電流通過(guò)，因此使得基區(qū)4和發(fā)射區(qū)3之間無(wú)法形成足夠大的基區(qū)電流來(lái)驅(qū)動(dòng)體硅雙向擊穿保護(hù)雙柵絕緣隧穿增強(qiáng)晶體管，即器件處于關(guān)斷狀態(tài)；隨著柵電極8電壓的逐漸升高，柵電極8與導(dǎo)電層6之間的電勢(shì)差逐漸增大，使得位于柵電極8與導(dǎo)電層6之間隧穿絕緣層7內(nèi)的電場(chǎng)強(qiáng)度也隨之逐漸增大，當(dāng)隧穿絕緣層7內(nèi)的電場(chǎng)強(qiáng)度位于臨界值以下時(shí)，隧穿絕緣層7依然保持良好的高阻狀態(tài)，柵電極和發(fā)射極之間的電勢(shì)差幾乎完全降在隧穿絕緣層7的內(nèi)壁和外壁兩側(cè)之間，也就使得基區(qū)和發(fā)射區(qū)之間的電勢(shì)差極小，因此基區(qū)幾乎沒(méi)有電流流過(guò)，器件也因此保持良好的關(guān)斷狀態(tài)，而當(dāng)隧穿絕緣層7內(nèi)的電場(chǎng)強(qiáng)度位于臨界值以上時(shí)，隧穿絕緣層7會(huì)由于隧穿效應(yīng)而產(chǎn)生明顯的隧穿電流，并且隧穿電流則會(huì)隨著柵電極8電勢(shì)的增大以極快的速度陡峭上升，這就使得隧穿絕緣層7在柵電極極短的電勢(shì)變化區(qū)間內(nèi)由高阻態(tài)迅速轉(zhuǎn)換為低阻態(tài)，當(dāng)隧穿絕緣層7處于低阻態(tài)，此時(shí)隧穿絕緣層7在柵電極8和導(dǎo)電層6之間所形成的電阻要遠(yuǎn)小于導(dǎo)電層6和發(fā)射極3之間所形成的電阻，這就使得基區(qū)4和發(fā)射區(qū)3之間形成了足夠大的正偏電壓，并且在隧穿效應(yīng)的作用下，在隧穿絕緣層7的內(nèi)壁和外壁之間產(chǎn)生大量電流移動(dòng)，導(dǎo)電層6、隧穿絕緣層7和柵電極8共同組成了體硅雙向擊穿保護(hù)雙柵絕緣隧穿增強(qiáng)晶體管的隧穿基極，當(dāng)隧穿絕緣層7在柵電極8的控制下發(fā)生隧穿時(shí)，電流從柵電極8經(jīng)隧穿絕緣層7流動(dòng)到導(dǎo)電層6，并為基區(qū)4供電；基區(qū)4電流經(jīng)發(fā)射區(qū)3增強(qiáng)后由集電極流出，此時(shí)器件處于開(kāi)啟狀態(tài)。
[0019]一種體硅雙向擊穿保護(hù)雙柵絕緣隧穿增強(qiáng)晶體管制造方法的具體工藝步驟如下:
[0020]步驟一、提供一個(gè)摻雜濃度不高于116每立方厘米的體硅晶圓，通過(guò)離子注入或擴(kuò)散工藝，對(duì)體硅晶圓上方的單晶硅薄膜進(jìn)行摻雜，初步形成基區(qū)4。
[0021]步驟二、再次通過(guò)離子注入或擴(kuò)散工藝，對(duì)體硅晶圓上方進(jìn)行摻雜，在步驟一所形成的基區(qū)4的兩側(cè)形成與步驟一中的雜質(zhì)類(lèi)型相反的、濃度不低于119每立方厘米的重?fù)诫s區(qū)，該重?fù)诫s區(qū)用于進(jìn)一步形成發(fā)射區(qū)3和集電區(qū)5，該重?fù)诫s區(qū)與基區(qū)之間留有未經(jīng)摻雜的區(qū)域，該未經(jīng)摻雜的區(qū)域用于形成擊穿保護(hù)區(qū)2。
[0022]步驟三、通過(guò)光刻、刻蝕等工藝在所提供的體硅晶圓上形成長(zhǎng)方體狀單晶硅孤島隊(duì)列，使每一個(gè)單元內(nèi)依次排列有發(fā)射區(qū)3、擊穿保護(hù)區(qū)2、基區(qū)4、擊穿保護(hù)區(qū)2和集電區(qū)5。
[0023]步驟四、在晶圓上方淀積絕緣介質(zhì)后平坦化表面至露出發(fā)射區(qū)3、基區(qū)4、集電區(qū)5和擊穿保護(hù)區(qū)2，初步形成阻擋絕緣層11。
[0024]步驟五、進(jìn)一步通過(guò)光刻、刻蝕等工藝在所提供的體硅晶圓上形成長(zhǎng)方體狀單晶硅孤島陣列，使步驟三所形成的每一個(gè)單晶硅孤島隊(duì)列分割為多個(gè)彼此獨(dú)立的單元。
[0025]步驟六、在晶圓上方淀積絕緣介質(zhì)，使步驟五中被刻蝕掉的部分充分被填充，并平坦化表面至露出發(fā)射區(qū)3、基區(qū)4、集電區(qū)5和擊穿保護(hù)區(qū)2，進(jìn)一步形成阻擋絕緣層11。
[0026]步驟七、通過(guò)刻蝕工藝，對(duì)晶圓表面每個(gè)單元的基區(qū)4兩側(cè)的阻擋絕緣層11進(jìn)行刻蝕至露出單晶硅襯底I。
[0027]步驟八、在晶圓上方淀積金屬或具有和基區(qū)4相同雜質(zhì)類(lèi)型的重?fù)诫s的多晶硅，使步驟七中被刻蝕掉的阻擋絕緣層11完全被填充，再將表面平坦化至露出發(fā)射區(qū)3、基區(qū)
4、集電區(qū)5、擊穿保護(hù)區(qū)2和阻擋絕緣層11，形成導(dǎo)電層6。
[0028]步驟九、分別在基區(qū)兩側(cè)的導(dǎo)電層6的遠(yuǎn)離基區(qū)的一側(cè)對(duì)阻擋絕緣層11進(jìn)行刻蝕。
[0029]步驟十、在晶圓上方淀積隧穿絕緣層介質(zhì)，使步驟九中被刻蝕掉的阻擋絕緣層11被隧穿絕緣層介質(zhì)完全填充，再將表面平坦化至露出發(fā)射區(qū)3、基區(qū)4、集電區(qū)5、導(dǎo)電層6、擊穿保護(hù)區(qū)2和阻擋絕緣層11，形成隧穿絕緣層7。
[0030]步驟十一、分別在基區(qū)兩側(cè)的隧穿絕緣層7的遠(yuǎn)離基區(qū)的一側(cè)對(duì)阻擋絕緣層11進(jìn)行刻蝕。
[0031]步驟十二、在晶圓上方淀積金屬或重?fù)诫s的多晶硅，使步驟十一中被刻蝕掉的阻擋絕緣層11被完全填充。
[0032]步驟十三、將表面平坦化至露出發(fā)射區(qū)3、基區(qū)4、集電區(qū)5、導(dǎo)電層6、隧穿絕緣層
7、擊穿保護(hù)區(qū)2和阻擋絕緣層11，初步形成柵電極8。
[0033]步驟十四、在晶圓上方淀積絕緣介質(zhì)，進(jìn)一步形成阻擋絕緣層11。
[0034]步驟十五、通過(guò)刻蝕工藝將位于步驟十三所形成的柵電極8上方的阻擋絕緣層11刻蝕掉。
[0035]步驟十六、在晶圓上方淀積金屬或重?fù)诫s的多晶硅，使步驟十五中被刻蝕掉的阻擋絕緣層11被完全填充，將表面平坦化，進(jìn)一步形成柵電極8。
[0036]步驟十七、通過(guò)刻蝕工藝刻蝕掉用于形成器件單元之間走線(xiàn)部分以外的部分，進(jìn)一步形成柵電極8。
[0037]步驟十八、在晶圓上方淀積絕緣介質(zhì)，將表面平坦化，進(jìn)一步形成阻擋絕緣層11。
[0038]步驟十九、通過(guò)刻蝕工藝刻蝕掉位于發(fā)射區(qū)3和集電區(qū)5的上方的阻擋絕緣層11，形成發(fā)射極9和集電極10的通孔。
[0039]步驟二十、在晶圓上方淀積金屬，使步驟十八中所形成的發(fā)射極9和集電極10的通孔被完全填充，并通過(guò)刻蝕工藝形成發(fā)射極9和集電極10。
[0040]優(yōu)點(diǎn)及效果
[0041]本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)及有益效果:
[0042]1.低成本
[0043]體硅雙向擊穿保護(hù)雙柵絕緣隧穿增強(qiáng)晶體管的具體制造方法適用于普通的體硅晶圓，對(duì)比于在昂貴的SOI晶圓下所制造相同功能的晶體管可以顯著降低成本。
[0044]2.雙向擊穿保護(hù)功能
[0045]體硅雙向擊穿保護(hù)雙柵絕緣隧穿增強(qiáng)晶體管，利用擊穿保護(hù)區(qū)12來(lái)提高器件的正向和反向耐壓特性。以N型器件為例，當(dāng)集電極10相對(duì)于發(fā)射極9正偏時(shí)，由導(dǎo)電層6、基區(qū)4、擊穿保護(hù)區(qū)12和集電區(qū)5所組成的集電結(jié)處于反偏狀態(tài)，位于基區(qū)4和集電區(qū)5之間的擊穿保護(hù)區(qū)12對(duì)于反偏的集電結(jié)具有抗擊穿保護(hù)作用，因此可顯著提升器件的正向耐壓能力；當(dāng)集電極10相對(duì)于發(fā)射極9反偏時(shí)，由導(dǎo)電層6、基區(qū)4、擊穿保護(hù)區(qū)12和發(fā)射區(qū)3所組成的發(fā)射結(jié)處于反偏狀態(tài)，位于基區(qū)4和發(fā)射區(qū)3之間的擊穿保護(hù)區(qū)12對(duì)于反偏的發(fā)射結(jié)具有抗擊穿保護(hù)作用，因此可顯著提升器件的反向耐壓能力；
[0046]3.高隧穿電流產(chǎn)生率
[0047]體硅雙向擊穿保護(hù)雙柵絕緣隧穿增強(qiáng)晶體管，在基區(qū)4兩側(cè)同時(shí)具有絕緣隧穿結(jié)構(gòu)，在柵電極8的控制作用下使絕緣隧穿效應(yīng)同時(shí)發(fā)生在基區(qū)兩側(cè)，因此提升了隧穿電流的產(chǎn)生率。
[0048]4.優(yōu)秀的開(kāi)關(guān)特性
[0049]體硅雙向擊穿保護(hù)雙柵絕緣隧穿增強(qiáng)晶體管及其制造方法，利用隧穿絕緣層阻抗與隧穿絕緣層內(nèi)電場(chǎng)強(qiáng)度之間極為敏感的相互關(guān)系，通過(guò)對(duì)隧穿絕緣層7選取適當(dāng)?shù)乃淼澜^緣材料，并對(duì)隧穿絕緣層7的高度及厚度進(jìn)行適當(dāng)調(diào)節(jié)，就可以使隧穿絕緣層7在極小的柵電極電勢(shì)變化區(qū)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)高阻態(tài)和低阻態(tài)之間的轉(zhuǎn)換，可以實(shí)現(xiàn)更優(yōu)秀的開(kāi)關(guān)特性。
[0050]5.高正向?qū)娏?br> [0051]體硅雙向擊穿保護(hù)雙柵絕緣隧穿增強(qiáng)晶體管，柵絕緣隧穿電流通過(guò)導(dǎo)電層6流向基區(qū)，并經(jīng)過(guò)發(fā)射區(qū)進(jìn)行信號(hào)增強(qiáng)，與普通TFETs只是利用少量的半導(dǎo)體帶間隧穿電流作為器件的導(dǎo)通電流相比，具有更好的正向電流導(dǎo)通特性，基于上述原因，對(duì)比于普通TFETs器件，體硅雙向擊穿保護(hù)雙柵絕緣隧穿增強(qiáng)晶體管可以實(shí)現(xiàn)更高的正向?qū)娏鳌?br>
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0052]圖1為本發(fā)明體硅雙向擊穿保護(hù)雙柵絕緣隧穿增強(qiáng)晶體管的二維結(jié)構(gòu)俯視示意圖；
[0053]圖2是圖1沿切線(xiàn)A切割得到的剖面示意圖，
[0054]圖3是圖1沿切線(xiàn)B切割得到的剖面示意圖，
[0055]圖4是步驟一的俯視示意圖，
[0056]圖5是圖4沿切線(xiàn)A切割得到的剖面示意圖，
[0057]圖6是步驟二的俯視示意圖，
[0058]圖7是圖6沿切線(xiàn)A切割得到的步驟二的剖面示意圖，
[0059]圖8是步驟三的俯視示意圖，
[0060]圖9是圖8沿切線(xiàn)A切割得到的步驟三的剖面示意圖，
[0061]圖10是步驟四的俯視示意圖，
[0062]圖11是圖10沿切線(xiàn)A切割得到的步驟四的剖面示意圖，
[0063]圖12是步驟五的俯視示意圖，
[0064]圖13是圖12沿切線(xiàn)B切割得到的步驟五的剖面示意圖，
[0065]圖14是步驟六的俯視示意圖，
[0066]圖15是圖14沿切線(xiàn)B切割得到的步驟六的剖面示意圖，
[0067]圖16是步驟七的俯視示意圖，
[0068]圖17是圖16沿切線(xiàn)B切割得到的步驟七的剖面示意圖，
[0069]圖18是步驟八的俯視示意圖，
[0070]圖19是圖18沿切線(xiàn)B切割得到的步驟八的剖面示意圖，
[0071]圖20是步驟九的俯視示意圖，
[0072]圖21是圖20沿切線(xiàn)B切割得到的步驟九的剖面示意圖，
[0073]圖22是步驟十的俯視示意圖，
[0074]圖23是圖22沿切線(xiàn)B切割得到的步驟十的剖面示意圖，
[0075]圖24是步驟i^一的俯視示意圖，
[0076]圖25是圖24沿切線(xiàn)B切割得到的步驟i^一的剖面示意圖，
[0077]圖26是步驟十二的俯視示意圖，
[0078]圖27是圖26沿切線(xiàn)A切割得到的步驟十二的剖面示意圖，
[0079]圖28是圖26沿切線(xiàn)B切割得到的步驟十二的剖面示意圖，
[0080]圖29是步驟十二的俯視不意圖，
[0081]圖30是圖29沿切線(xiàn)B切割得到的步驟十三的剖面示意圖，
[0082]圖31是步驟十四的俯視示意圖，
[0083]圖32是圖31沿切線(xiàn)A切割得到的步驟十四的剖面示意圖，
[0084]圖33是圖31沿切線(xiàn)B切割得到的步驟十四的剖面示意圖，
[0085]圖34是步驟十五的俯視示意圖，
[0086]圖35是圖34沿切線(xiàn)B切割得到的步驟十五的剖面示意圖，
[0087]圖36是步驟十六的俯視示意圖，
[0088]圖37是圖36沿切線(xiàn)A切割得到的步驟十六的剖面示意圖，
[0089]圖38是圖36沿切線(xiàn)B切割得到的步驟十六的剖面示意圖，
[0090]圖39是步驟十七的俯視示意圖，
[0091]圖40是圖39沿切線(xiàn)A切割得到的步驟十七的剖面示意圖，
[0092]圖41是步驟十八的俯視示意圖，
[0093]圖42是圖41沿切線(xiàn)A切割得到的步驟十八的剖面示意圖，
[0094]圖43是圖41沿切線(xiàn)B切割得到的步驟十八的剖面示意圖，
[0095]圖44是步驟十九的俯視示意圖，
[0096]圖45是圖44沿切線(xiàn)A切割得到的步驟十九的剖面示意圖。
[0097]附圖標(biāo)記說(shuō)明:
[0098]1、單晶娃襯底；2、擊穿保護(hù)區(qū)；3、發(fā)射區(qū)；4、基區(qū)；5、集電區(qū)；6、導(dǎo)電層；7、隧穿絕緣層；8、柵電極；9、發(fā)射極；10、集電極；11、阻擋絕緣層。

【具體實(shí)施方式】
[0099]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的說(shuō)明:
[0100]如圖1為本發(fā)明體硅雙向擊穿保護(hù)雙柵絕緣隧穿增強(qiáng)晶體管的二維結(jié)構(gòu)俯視示意圖；圖2是圖1沿切線(xiàn)A切割得到的剖面示意圖；圖3是圖1沿切線(xiàn)B切割得到的剖面示意圖；具體包括單晶硅襯底I ;擊穿保護(hù)區(qū)2 ;發(fā)射區(qū)3 ;基區(qū)4 ;集電區(qū)5 ;導(dǎo)電層6 ;隧穿絕緣層7 ;柵電極8 ;發(fā)射極9 ;集電極10 ;阻擋絕緣層11。
[0101]體硅雙向擊穿保護(hù)雙柵絕緣隧穿增強(qiáng)晶體管，采用包含單晶硅襯底I的體硅晶圓作為生成器件的襯底；發(fā)射區(qū)3、基區(qū)4、集電區(qū)5和擊穿保護(hù)區(qū)2位于單晶硅襯底I的上方；基區(qū)4位于發(fā)射區(qū)3和集電區(qū)5之間；發(fā)射極9位于發(fā)射區(qū)3的上方；集電極10位于集電區(qū)5的上方；導(dǎo)電層6、隧穿絕緣層7和柵電極8依次在基區(qū)4的兩側(cè)形成夾層結(jié)構(gòu)；阻擋絕緣層11與位于發(fā)射區(qū)3、集電區(qū)5、基區(qū)4和擊穿保護(hù)區(qū)2下方以外的單晶硅襯底I的上表面部分相互接觸。
[0102]為達(dá)到本發(fā)明所述的器件功能，本發(fā)明提出體硅雙向擊穿保護(hù)雙柵絕緣隧穿增強(qiáng)晶體管，其核心結(jié)構(gòu)特征為:
[0103]擊穿保護(hù)區(qū)2的雜質(zhì)濃度低于116每立方厘米。
[0104]基區(qū)4的雜質(zhì)濃度不低于117每立方厘米，兩側(cè)與導(dǎo)電層6相接觸并形成歐姆接觸。
[0105]發(fā)射區(qū)3與基區(qū)4之間、集電區(qū)5與基區(qū)4之間具有相反雜質(zhì)類(lèi)型、且發(fā)射區(qū)3與發(fā)射極9之間形成歐姆接觸、集電區(qū)3與集電極10之間形成歐姆接觸。
[0106]導(dǎo)電層6形成于基區(qū)4的兩側(cè)，是金屬材料，或者是同基區(qū)4具有相同雜質(zhì)類(lèi)型的、且摻雜濃度大于119每立方厘米的半導(dǎo)體材料。
[0107]隧穿絕緣層7為用于產(chǎn)生隧穿電流的絕緣材料層，具有兩個(gè)獨(dú)立部分，每一部分形成于基區(qū)4兩側(cè)導(dǎo)電層6的與基區(qū)4相接觸一側(cè)的另一側(cè)。
[0108]柵電極8是控制隧穿絕緣層7產(chǎn)生隧穿效應(yīng)的電極，是控制器件開(kāi)啟和關(guān)斷的電極，與隧穿絕緣層7的兩個(gè)獨(dú)立部分的與導(dǎo)電層6相接觸一側(cè)的另一側(cè)相接觸。
[0109]導(dǎo)電層6、隧穿絕緣層7和柵電極8均通過(guò)阻擋絕緣層11與發(fā)射區(qū)3、發(fā)射極9、集電區(qū)5和集電極10相互隔離；柵電極8通過(guò)阻擋絕緣層11與單晶硅襯底I相互隔離。
[0110]導(dǎo)電層6、隧穿絕緣層7和柵電極8共同組成了體硅雙向擊穿保護(hù)雙柵絕緣隧穿增強(qiáng)晶體管的隧穿基極，當(dāng)隧穿絕緣層7在柵電極8的控制下發(fā)生隧穿時(shí)，電流從柵電極8經(jīng)隧穿絕緣層7流動(dòng)到導(dǎo)電層6，并為基區(qū)4供電。
[0111]體硅雙向擊穿保護(hù)雙柵絕緣隧穿增強(qiáng)晶體管，以N型為例，發(fā)射區(qū)3、基區(qū)4和集電區(qū)5分別為N區(qū)、P區(qū)和N區(qū)，其具體的工作原理為:當(dāng)集電極10正偏，且柵電極8處于低電位時(shí)，柵電極8與導(dǎo)電層6之間沒(méi)有形成足夠的電勢(shì)差，此時(shí)隧穿絕緣層7處于高阻狀態(tài)，沒(méi)有明顯隧穿電流通過(guò)，因此使得基區(qū)4和發(fā)射區(qū)3之間無(wú)法形成足夠大的基區(qū)電流來(lái)驅(qū)動(dòng)體硅雙向擊穿保護(hù)雙柵絕緣隧穿增強(qiáng)晶體管，即器件處于關(guān)斷狀態(tài)；隨著柵電極8電壓的逐漸升高，柵電極8與導(dǎo)電層6之間的電勢(shì)差逐漸增大，使得位于柵電極8與導(dǎo)電層6之間隧穿絕緣層7內(nèi)的電場(chǎng)強(qiáng)度也隨之逐漸增大，當(dāng)隧穿絕緣層7內(nèi)的電場(chǎng)強(qiáng)度位于臨界值以下時(shí)，隧穿絕緣層7依然保持良好的高阻狀態(tài)，柵電極和發(fā)射極之間的電勢(shì)差幾乎完全降在隧穿絕緣層7的內(nèi)壁和外壁兩側(cè)之間，也就使得基區(qū)和發(fā)射區(qū)之間的電勢(shì)差極小，因此基區(qū)幾乎沒(méi)有電流流過(guò)，器件也因此保持良好的關(guān)斷狀態(tài)，而當(dāng)隧穿絕緣層7內(nèi)的電場(chǎng)強(qiáng)度位于臨界值以上時(shí)，隧穿絕緣層7會(huì)由于隧穿效應(yīng)而產(chǎn)生明顯的隧穿電流，并且隧穿電流則會(huì)隨著柵電極8電勢(shì)的增大以極快的速度陡峭上升，這就使得隧穿絕緣層7在柵電極極短的電勢(shì)變化區(qū)間內(nèi)由高阻態(tài)迅速轉(zhuǎn)換為低阻態(tài)，當(dāng)隧穿絕緣層7處于低阻態(tài)，此時(shí)隧穿絕緣層7在柵電極8和導(dǎo)電層6之間所形成的電阻要遠(yuǎn)小于導(dǎo)電層6和發(fā)射極3之間所形成的電阻，這就使得基區(qū)4和發(fā)射區(qū)3之間形成了足夠大的正偏電壓，并且在隧穿效應(yīng)的作用下，在隧穿絕緣層7的內(nèi)壁和外壁之間產(chǎn)生大量電流移動(dòng)，導(dǎo)電層6、隧穿絕緣層7和柵電極8共同組成了體硅雙向擊穿保護(hù)雙柵絕緣隧穿增強(qiáng)晶體管的隧穿基極，當(dāng)隧穿絕緣層7在柵電極8的控制下發(fā)生隧穿時(shí)，電流從柵電極8經(jīng)隧穿絕緣層7流動(dòng)到導(dǎo)電層6，并為基區(qū)4供電；基區(qū)4電流經(jīng)發(fā)射區(qū)3增強(qiáng)后由集電極流出，此時(shí)器件處于開(kāi)啟狀態(tài)。
[0112]體硅雙向擊穿保護(hù)雙柵絕緣隧穿增強(qiáng)晶體管的具體制造方法適用于普通的體硅晶圓，對(duì)比于在昂貴的SOI晶圓下所制造相同功能的晶體管可以顯著降低成本。
[0113]體硅雙向擊穿保護(hù)雙柵絕緣隧穿增強(qiáng)晶體管，利用擊穿保護(hù)區(qū)12來(lái)提高器件的正向和反向耐壓特性。以N型器件為例，當(dāng)集電極10相對(duì)于發(fā)射極9正偏時(shí)，由導(dǎo)電層6、基區(qū)4、擊穿保護(hù)區(qū)12和集電區(qū)5所組成的集電結(jié)處于反偏狀態(tài)，位于基區(qū)4和集電區(qū)5之間的擊穿保護(hù)區(qū)12對(duì)于反偏的集電結(jié)具有抗擊穿保護(hù)作用，因此可顯著提升器件的正向耐壓能力；當(dāng)集電極10相對(duì)于發(fā)射極9反偏時(shí)，由導(dǎo)電層6、基區(qū)4、擊穿保護(hù)區(qū)12和發(fā)射區(qū)3所組成的發(fā)射結(jié)處于反偏狀態(tài)，位于基區(qū)4和發(fā)射區(qū)3之間的擊穿保護(hù)區(qū)12對(duì)于反偏的發(fā)射結(jié)具有抗擊穿保護(hù)作用，因此可顯著提升器件的反向耐壓能力。
[0114]體硅雙向擊穿保護(hù)雙柵絕緣隧穿增強(qiáng)晶體管，在基區(qū)4兩側(cè)同時(shí)具有絕緣隧穿結(jié)構(gòu)，在柵電極8的控制作用下使絕緣隧穿效應(yīng)同時(shí)發(fā)生在基區(qū)兩側(cè)，因此提升了隧穿電流的產(chǎn)生率。
[0115]體硅雙向擊穿保護(hù)雙柵絕緣隧穿增強(qiáng)晶體管及其制造方法，利用隧穿絕緣層阻抗與隧穿絕緣層內(nèi)電場(chǎng)強(qiáng)度之間極為敏感的相互關(guān)系，通過(guò)對(duì)隧穿絕緣層7選取適當(dāng)?shù)乃淼澜^緣材料，并對(duì)隧穿絕緣層7的高度及厚度進(jìn)行適當(dāng)調(diào)節(jié)，就可以使隧穿絕緣層7在極小的柵電極電勢(shì)變化區(qū)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)高阻態(tài)和低阻態(tài)之間的轉(zhuǎn)換，可以實(shí)現(xiàn)更優(yōu)秀的開(kāi)關(guān)特性。
[0116]體硅雙向擊穿保護(hù)雙柵絕緣隧穿增強(qiáng)晶體管，柵絕緣隧穿電流通過(guò)導(dǎo)電層6流向基區(qū)，并經(jīng)過(guò)發(fā)射區(qū)進(jìn)行信號(hào)增強(qiáng)，與普通TFETs只是利用少量的半導(dǎo)體帶間隧穿電流作為器件的導(dǎo)通電流相比，具有更好的正向電流導(dǎo)通特性，基于上述原因，對(duì)比于普通TFETs器件，體硅雙向擊穿保護(hù)雙柵絕緣隧穿增強(qiáng)晶體管可以實(shí)現(xiàn)更高的正向?qū)娏鳌?br> [0117]本發(fā)明所提出的體硅雙向擊穿保護(hù)雙柵絕緣隧穿增強(qiáng)晶體管的單元及陣列在體硅晶圓上的具體制造工藝步驟如下:
[0118]步驟一、如圖4至圖5所示，提供一個(gè)摻雜濃度不高于1016每立方厘米的體硅晶圓，通過(guò)離子注入或擴(kuò)散工藝，對(duì)體硅晶圓上方的單晶硅薄膜進(jìn)行摻雜，初步形成基區(qū)4。
[0119]步驟二、如圖6至圖7所示，再次通過(guò)離子注入或擴(kuò)散工藝，對(duì)體硅晶圓上方進(jìn)行摻雜，在步驟一所形成的基區(qū)4的兩側(cè)形成與步驟一中的雜質(zhì)類(lèi)型相反的、濃度不低于1019每立方厘米的重?fù)诫s區(qū)，該重?fù)诫s區(qū)用于進(jìn)一步形成發(fā)射區(qū)3和集電區(qū)5，該重?fù)诫s區(qū)與基區(qū)之間留有未經(jīng)摻雜的區(qū)域，該未經(jīng)摻雜的區(qū)域用于形成擊穿保護(hù)區(qū)2。
[0120]步驟三、如圖8至圖9所示，通過(guò)光刻、刻蝕等工藝在所提供的體硅晶圓上形成長(zhǎng)方體狀單晶硅孤島隊(duì)列，使每一個(gè)單元內(nèi)依次排列有發(fā)射區(qū)3、擊穿保護(hù)區(qū)2、基區(qū)4、擊穿保護(hù)區(qū)2和集電區(qū)5。
[0121]步驟四、如圖10至圖11所示,在晶圓上方淀積絕緣介質(zhì)后平坦化表面至露出發(fā)射區(qū)3、基區(qū)4、集電區(qū)5和擊穿保護(hù)區(qū)2，初步形成阻擋絕緣層11。
[0122]步驟五、如圖12至圖13所示，進(jìn)一步通過(guò)光刻、刻蝕等工藝在所提供的體硅晶圓上形成長(zhǎng)方體狀單晶硅孤島陣列，使步驟三所形成的每一個(gè)單晶硅孤島隊(duì)列分割為多個(gè)彼此獨(dú)立的單元。
[0123]步驟六、如圖14至圖15所示，在晶圓上方淀積絕緣介質(zhì)，使步驟五中被刻蝕掉的部分充分被填充，并平坦化表面至露出發(fā)射區(qū)3、基區(qū)4、集電區(qū)5和擊穿保護(hù)區(qū)2，進(jìn)一步形成阻擋絕緣層11。
[0124]步驟七、如圖16至圖17所示，通過(guò)刻蝕工藝，對(duì)晶圓表面每個(gè)單元的基區(qū)4兩側(cè)的阻擋絕緣層11進(jìn)行刻蝕至露出單晶硅襯底I。
[0125]步驟八、如圖18至圖19所不,在晶圓上方淀積金屬或具有和基區(qū)4相同雜質(zhì)類(lèi)型的重?fù)诫s的多晶硅，使步驟七中被刻蝕掉的阻擋絕緣層11完全被填充，再將表面平坦化至露出發(fā)射區(qū)3、基區(qū)4、集電區(qū)5、擊穿保護(hù)區(qū)2和阻擋絕緣層11，形成導(dǎo)電層6。
[0126]步驟九、如圖20至圖21所示，分別在基區(qū)兩側(cè)的導(dǎo)電層6的遠(yuǎn)離基區(qū)的一側(cè)對(duì)阻擋絕緣層11進(jìn)行刻蝕。
[0127]步驟十、如圖22至圖23所示，在晶圓上方淀積隧穿絕緣層介質(zhì)，使步驟九中被刻蝕掉的阻擋絕緣層11被隧穿絕緣層介質(zhì)完全填充，再將表面平坦化至露出發(fā)射區(qū)3、基區(qū)
4、集電區(qū)5、導(dǎo)電層6、擊穿保護(hù)區(qū)2和阻擋絕緣層11，形成隧穿絕緣層7。
[0128]步驟十一、如圖24至圖25所示，分別在基區(qū)兩側(cè)的隧穿絕緣層7的遠(yuǎn)離基區(qū)的一側(cè)對(duì)阻擋絕緣層11進(jìn)行刻蝕。
[0129]步驟十二、如圖26至圖28所示，在晶圓上方淀積金屬或重?fù)诫s的多晶硅，使步驟i^一中被刻蝕掉的阻擋絕緣層Ii被完全填充。
[0130]步驟十三、如圖29至30所示，將表面平坦化至露出發(fā)射區(qū)3、基區(qū)4、集電區(qū)5、導(dǎo)電層6、隧穿絕緣層7、擊穿保護(hù)區(qū)2和阻擋絕緣層11，初步形成柵電極8。
[0131]步驟十四、如圖31至圖33所示，在晶圓上方淀積絕緣介質(zhì)，進(jìn)一步形成阻擋絕緣層11。
[0132]步驟十五、如圖34至圖35所示，通過(guò)刻蝕工藝將位于步驟十三所形成的柵電極8上方的阻擋絕緣層11刻蝕掉。
[0133]步驟十六、如圖36至圖38所示，在晶圓上方淀積金屬或重?fù)诫s的多晶硅，使步驟十五中被刻蝕掉的阻擋絕緣層11被完全填充，將表面平坦化，進(jìn)一步形成柵電極8。
[0134]步驟十七、如圖39至圖40所示，通過(guò)刻蝕工藝刻蝕掉用于形成器件單元之間走線(xiàn)部分以外的部分，進(jìn)一步形成柵電極8。
[0135]步驟十八、如圖41至圖43所示,在晶圓上方淀積絕緣介質(zhì),將表面平坦化,進(jìn)一步形成阻擋絕緣層11。
[0136]步驟十九、如圖44至45所示，通過(guò)刻蝕工藝刻蝕掉位于發(fā)射區(qū)3和集電區(qū)5的上方的阻擋絕緣層11，形成發(fā)射極9和集電極10的通孔。
[0137]步驟二十、如圖1至圖3所示，在晶圓上方淀積金屬，使步驟十八中所形成的發(fā)射極9和集電極10的通孔被完全填充，并通過(guò)刻蝕工藝形成發(fā)射極9和集電極10。
【權(quán)利要求】
1.體硅雙向擊穿保護(hù)雙柵絕緣隧穿增強(qiáng)晶體管，其特征在于:采用包含單晶硅襯底(1)的體硅晶圓作為生成器件的襯底；發(fā)射區(qū)(3)、基區(qū)(4)、集電區(qū)(5)和擊穿保護(hù)區(qū)(2)位于單晶硅襯底⑴的上方；基區(qū)⑷位于發(fā)射區(qū)⑶和集電區(qū)⑶之間，擊穿保護(hù)區(qū)⑵位于基區(qū)⑷的兩側(cè)；發(fā)射極⑶位于發(fā)射區(qū)⑶的上方；集電極(10)位于集電區(qū)(5)的上方；導(dǎo)電層(6)、隧穿絕緣層(7)和柵電極(8)依次在基區(qū)(4)的兩側(cè)形成夾層結(jié)構(gòu)；阻擋絕緣層(11)與位于發(fā)射區(qū)(3)、集電區(qū)(5)、基區(qū)(4)和擊穿保護(hù)區(qū)(2)下方以外的單晶硅襯底(1)的上表面部分相互接觸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的體硅雙向擊穿保護(hù)雙柵絕緣隧穿增強(qiáng)晶體管，其特征在于:擊穿保護(hù)區(qū)(2)的雜質(zhì)濃度低于1016每立方厘米。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的體硅雙向擊穿保護(hù)雙柵絕緣隧穿增強(qiáng)晶體管，其特征在于:基區(qū)(4)的雜質(zhì)濃度不低于1017每立方厘米，基區(qū)(4)兩側(cè)與導(dǎo)電層(6)相接觸并形成歐姆接觸。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的體硅雙向擊穿保護(hù)雙柵絕緣隧穿增強(qiáng)晶體管，其特征在于:發(fā)射區(qū)⑶與基區(qū)⑷之間、集電區(qū)⑶與基區(qū)⑷之間具有相反雜質(zhì)類(lèi)型，且發(fā)射區(qū)(3)與發(fā)射極(9)之間形成歐姆接觸，集電區(qū)(5)與集電極(10)之間形成歐姆接觸。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的體硅雙向擊穿保護(hù)雙柵絕緣隧穿增強(qiáng)晶體管，其特征在于:導(dǎo)電層(6)形成于基區(qū)⑷的兩側(cè)，導(dǎo)電層(6)是金屬材料或者是同基區(qū)⑷具有相同雜質(zhì)類(lèi)型的、且摻雜濃度大于1019每立方厘米的半導(dǎo)體材料。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的體硅雙向擊穿保護(hù)雙柵絕緣隧穿增強(qiáng)晶體管，其特征在于:隧穿絕緣層(7)為用于產(chǎn)生隧穿電流的絕緣材料層，具有兩個(gè)獨(dú)立部分，每一部分形成于基區(qū)⑷兩側(cè)導(dǎo)電層(6)的與基區(qū)⑷相接觸一側(cè)的另一側(cè)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的體硅雙向擊穿保護(hù)雙柵絕緣隧穿增強(qiáng)晶體管，其特征在于:柵電極(8)是控制隧穿絕緣層(7)產(chǎn)生隧穿效應(yīng)的電極，是控制器件開(kāi)啟和關(guān)斷的電極，與隧穿絕緣層(7)的兩個(gè)獨(dú)立部分的與導(dǎo)電層(6)相接觸一側(cè)的另一側(cè)相接觸。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的體硅雙向擊穿保護(hù)雙柵絕緣隧穿增強(qiáng)晶體管，其特征在于:導(dǎo)電層(6)、隧穿絕緣層⑵和柵電極⑶均通過(guò)阻擋絕緣層(11)與發(fā)射區(qū)(3)、發(fā)射極(9)、集電區(qū)(5)和集電極(10)相互隔離；柵電極⑶通過(guò)阻擋絕緣層(11)與單晶硅襯底(1)相互隔離。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的體硅雙向擊穿保護(hù)雙柵絕緣隧穿增強(qiáng)晶體管，其特征在于:導(dǎo)電層(6)、隧穿絕緣層(7)和柵電極(8)共同組成了體硅雙向擊穿保護(hù)雙柵絕緣隧穿增強(qiáng)晶體管的隧穿基極，當(dāng)隧穿絕緣層(7)在柵電極(8)的控制下發(fā)生隧穿時(shí)，電流從柵電極(8)經(jīng)隧穿絕緣層(7)流動(dòng)到導(dǎo)電層(6),并為基區(qū)(4)供電。
10.一種如權(quán)利要求1所述的體硅雙向擊穿保護(hù)雙柵絕緣隧穿增強(qiáng)晶體管的制造方法，其特征在于:該工藝步驟如下: 步驟一、提供一個(gè)摻雜濃度不高于1016每立方厘米的體硅晶圓，通過(guò)離子注入或擴(kuò)散工藝，對(duì)體硅晶圓上方的單晶硅薄膜進(jìn)行摻雜，初步形成基區(qū)(4)； 步驟二、再次通過(guò)離子注入或擴(kuò)散工藝，對(duì)體硅晶圓上方進(jìn)行摻雜，在步驟一所形成的基區(qū)(4)的兩側(cè)形成與步驟一中的雜質(zhì)類(lèi)型相反的、濃度不低于1019每立方厘米的重?fù)诫s區(qū)，該重?fù)诫s區(qū)用于進(jìn)一步形成發(fā)射區(qū)(3)和集電區(qū)(5),該重?fù)诫s區(qū)與基區(qū)之間留有未經(jīng)摻雜的區(qū)域，該未經(jīng)摻雜的區(qū)域用于形成擊穿保護(hù)區(qū)(2)； 步驟三、通過(guò)光刻、刻蝕工藝在所提供的體硅晶圓上形成長(zhǎng)方體狀單晶硅孤島隊(duì)列，使每一個(gè)單元內(nèi)依次排列有發(fā)射區(qū)(3)、擊穿保護(hù)區(qū)(2)、基區(qū)(4)、擊穿保護(hù)區(qū)(2)和集電區(qū)(5)； 步驟四、在晶圓上方淀積絕緣介質(zhì)后平坦化表面至露出發(fā)射區(qū)(3)、基區(qū)(4)、集電區(qū)(5)和擊穿保護(hù)區(qū)(2),初步形成阻擋絕緣層(11)； 步驟五、進(jìn)一步通過(guò)光刻、刻蝕工藝在所提供的體硅晶圓上形成長(zhǎng)方體狀單晶硅孤島陣列，使步驟三所形成的每一個(gè)單晶硅孤島隊(duì)列分割為多個(gè)彼此獨(dú)立的單元； 步驟六、在晶圓上方淀積絕緣介質(zhì)，使步驟五中被刻蝕掉的部分充分被填充，并平坦化表面至露出發(fā)射區(qū)(3)、基區(qū)(4)、集電區(qū)(5)和擊穿保護(hù)區(qū)(2),進(jìn)一步形成阻擋絕緣層(11)； 步驟七、通過(guò)刻蝕工藝，對(duì)晶圓表面每個(gè)單元的基區(qū)(4)兩側(cè)的阻擋絕緣層(11)進(jìn)行刻蝕至露出單晶硅襯底(1)； 步驟八、在晶圓上方淀積金屬或具有和基區(qū)(4)相同雜質(zhì)類(lèi)型的重?fù)诫s的多晶硅，使步驟七中被刻蝕掉的阻擋絕緣層(11)完全被填充，再將表面平坦化至露出發(fā)射區(qū)(3)、基區(qū)(4)、集電區(qū)(5)、擊穿保護(hù)區(qū)(2)和阻擋絕緣層(11),形成導(dǎo)電層(6)； 步驟九、分別在基區(qū)兩側(cè)的導(dǎo)電層出)的遠(yuǎn)離基區(qū)的一側(cè)對(duì)阻擋絕緣層(11)進(jìn)行刻蝕； 步驟十、在晶圓上方淀積隧穿絕緣層介質(zhì)，使步驟九中被刻蝕掉的阻擋絕緣層(11)被隧穿絕緣層介質(zhì)完全填充，再將表面平坦化至露出發(fā)射區(qū)(3)、基區(qū)(4)、集電區(qū)(5)、導(dǎo)電層(6)、擊穿保護(hù)區(qū)(2)和阻擋絕緣層(11),形成隧穿絕緣層(7)； 步驟十一、分別在基區(qū)兩側(cè)的隧穿絕緣層(7)的遠(yuǎn)離基區(qū)的一側(cè)對(duì)阻擋絕緣層(11)進(jìn)行刻蝕； 步驟十二、在晶圓上方淀積金屬或重?fù)诫s的多晶硅，使步驟十一中被刻蝕掉的阻擋絕緣層(11)被完全填充； 步驟十三、將表面平坦化至露出發(fā)射區(qū)(3)、基區(qū)(4)、集電區(qū)(5)、導(dǎo)電層(6)、隧穿絕緣層(7)、擊穿保護(hù)區(qū)⑵和阻擋絕緣層(11),初步形成柵電極⑶； 步驟十四、在晶圓上方淀積絕緣介質(zhì)，進(jìn)一步形成阻擋絕緣層(11)； 步驟十五、通過(guò)刻蝕工藝將位于步驟十三所形成的柵電極(8)上方的阻擋絕緣層(11)刻蝕掉； 步驟十六、在晶圓上方淀積金屬或重?fù)诫s的多晶硅，使步驟十五中被刻蝕掉的阻擋絕緣層(11)被完全填充，將表面平坦化，進(jìn)一步形成柵電極(8)； 步驟十七、通過(guò)刻蝕工藝刻蝕掉用于形成器件單元之間走線(xiàn)部分以外的部分，進(jìn)一步形成柵電極⑶； 步驟十八、在晶圓上方淀積絕緣介質(zhì)，將表面平坦化，進(jìn)一步形成阻擋絕緣層(11)； 步驟十九、通過(guò)刻蝕工藝刻蝕掉位于發(fā)射區(qū)(3)和集電區(qū)(5)的上方的阻擋絕緣層(11),形成發(fā)射極(9)和集電極(10)的通孔； 步驟二十、在晶圓上方淀積金屬，使步驟十八中所形成的發(fā)射極(9)和集電極(10)的通孔被完全填充，并通過(guò)刻蝕工藝形成發(fā)射極(9)和集電極(10)。
【文檔編號(hào)】H01L29/739GK104409487SQ201410746320
【公開(kāi)日】2015年3月11日 申請(qǐng)日期:2014年12月8日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月8日
【發(fā)明者】靳曉詩(shī), 劉溪 申請(qǐng)人:沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)