Soi襯底雙向擊穿保護(hù)雙柵絕緣隧穿增強(qiáng)晶體管及制造方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種SOI襯底雙向擊穿保護(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匦裕涣硗獗景l(fā)明還提出了一種SOI襯底雙向擊穿保護(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】SOI襯底雙向擊穿保護(hù)雙柵絕緣隧穿增強(qiáng)晶體管及制造方法

【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SOI襯底雙向擊穿保護(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SOI襯底雙向擊穿保護(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]SOI襯底雙向擊穿保護(hù)雙柵絕緣隧穿增強(qiáng)晶體管，采用包含單晶硅襯底I和晶圓絕緣層2的SOI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)12位于晶圓絕緣層2的上方，基區(qū)4和擊穿保護(hù)區(qū)12位于發(fā)射區(qū)3與集電區(qū)5之間，擊穿保護(hù)區(qū)12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在基區(qū)4的兩側(cè)共同形成夾層結(jié)構(gòu)；阻擋絕緣層11為絕緣介質(zhì)。
[0009]為達(dá)到本發(fā)明所述的器件功能，本發(fā)明提出SOI襯底雙向擊穿保護(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)12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)3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。
[0017]導(dǎo)電層6、隧穿絕緣層7和柵電極8共同組成了 SOI襯底雙向擊穿保護(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]SOI襯底雙向擊穿保護(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)SOI襯底雙向擊穿保護(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 SOI襯底雙向擊穿保護(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SOI襯底雙向擊穿保護(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)SOI晶圓，SOI晶圓的下方為SOI晶圓的單晶硅襯底1，SOI晶圓的中間為晶圓絕緣層2，通過(guò)離子注入或擴(kuò)散工藝，對(duì)SOI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)SOI晶圓上方的單晶硅薄膜進(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)12 ；
[0022]步驟三、通過(guò)光刻、刻蝕等工藝在所提供的SOI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)12、基區(qū)4、擊穿保護(hù)區(qū)12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)12，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SOI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)12，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)行刻蝕至露出晶圓絕緣層2;
[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)行刻蝕至露出晶圓絕緣層2 ;
[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)行刻蝕至露出晶圓絕緣層2;
[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，，使步驟十八種形成的發(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.雙向擊穿保護(hù)功能
[0043]SOI襯底雙向擊穿保護(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；
[0044]2.高隧穿電流產(chǎn)生率
[0045]SOI襯底雙向擊穿保護(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。
[0046]3.優(yōu)秀的開(kāi)關(guān)特性
[0047]SOI襯底雙向擊穿保護(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。
[0048]4.高正向?qū)娏?br> [0049]SOI襯底雙向擊穿保護(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，SOI襯底雙向擊穿保護(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】
[0050]圖1為本發(fā)明SOI襯底雙向擊穿保護(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；
[0051]圖2是圖1沿切線A切割得到的剖面示意圖，
[0052]圖3是圖1沿切線B切割得到的剖面示意圖，
[0053]圖4是步驟一的俯視示意圖，
[0054]圖5是圖4沿切線A切割得到的剖面示意圖，
[0055]圖6是步驟二的俯視示意圖，
[0056]圖7是圖6沿切線A切割得到的步驟二的剖面示意圖，
[0057]圖8是步驟三的俯視示意圖，
[0058]圖9是圖8沿切線A切割得到的步驟三的剖面示意圖，
[0059]圖10是步驟四的俯視示意圖，
[0060]圖11是圖10沿切線A切割得到的步驟四的剖面示意圖，
[0061]圖12是步驟五的俯視示意圖，
[0062]圖13是圖12沿切線B切割得到的步驟五的剖面示意圖，
[0063]圖14是步驟六的俯視示意圖，
[0064]圖15是圖14沿切線B切割得到的步驟六的剖面示意圖，
[0065]圖16是步驟七的俯視示意圖，
[0066]圖17是圖16沿切線B切割得到的步驟七的剖面示意圖，
[0067]圖18是步驟八的俯視示意圖，
[0068]圖19是圖18沿切線B切割得到的步驟八的剖面示意圖，
[0069]圖20是步驟九的俯視示意圖，
[0070]圖21是圖20沿切線B切割得到的步驟九的剖面示意圖，
[0071]圖22是步驟十的俯視示意圖，
[0072]圖23是圖22沿切線B切割得到的步驟十的剖面示意圖，
[0073]圖24是步驟i^一的俯視示意圖，
[0074]圖25是圖24沿切線B切割得到的步驟i^一的剖面示意圖，
[0075]圖26是步驟十二的俯視示意圖，
[0076]圖27是圖26沿切線A切割得到的步驟十二的剖面示意圖，
[0077]圖28是圖26沿切線B切割得到的步驟十二的剖面示意圖，
[0078]圖29是步驟十二的俯視不意圖，
[0079]圖30是圖29沿切線B切割得到的步驟十三的剖面示意圖，
[0080]圖31是步驟十四的俯視示意圖，
[0081]圖32是圖31沿切線A切割得到的步驟十四的剖面示意圖，
[0082]圖33是圖31沿切線B切割得到的步驟十四的剖面示意圖，
[0083]圖34是步驟十五的俯視示意圖，
[0084]圖35是圖34沿切線B切割得到的步驟十五的剖面示意圖，
[0085]圖36是步驟十六的俯視示意圖，
[0086]圖37是圖36沿切線A切割得到的步驟十六的剖面示意圖，
[0087]圖38是圖36沿切線B切割得到的步驟十六的剖面示意圖，
[0088]圖39是步驟十七的俯視示意圖，
[0089]圖40是圖39沿切線A切割得到的步驟十七的剖面示意圖，
[0090]圖41是步驟十八的俯視示意圖，
[0091]圖42是圖41沿切線A切割得到的步驟十八的剖面示意圖，
[0092]圖43是圖41沿切線B切割得到的步驟十八的剖面示意圖，
[0093]圖44是步驟十九的俯視示意圖，
[0094]圖45是圖44沿切線A切割得到的步驟十九的剖面示意圖。
[0095]附圖標(biāo)記說(shuō)明:
[0096]1、單晶娃襯底；2、晶圓絕緣層；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；12、擊穿保護(hù)區(qū)。

【具體實(shí)施方式】
[0097]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的說(shuō)明:
[0098]如圖1為本發(fā)明SOI襯底雙向擊穿保護(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A切割得到的剖面示意圖；圖3是圖1沿切線B切割得到的剖面示意圖；具體包括單晶硅襯底I ;晶圓絕緣層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 ;擊穿保護(hù)區(qū)12。
[0099]SOI襯底雙向擊穿保護(hù)雙柵絕緣隧穿增強(qiáng)晶體管，采用包含單晶硅襯底I和晶圓絕緣層2的SOI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)12位于晶圓絕緣層2的上方；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在基區(qū)4的兩側(cè)共同形成夾層結(jié)構(gòu)；阻擋絕緣層11為絕緣介質(zhì)。
[0100]為達(dá)到本發(fā)明所述的器件功能，本發(fā)明提出SOI襯底雙向擊穿保護(hù)雙柵絕緣隧穿增強(qiáng)晶體管及其制造方法，其核心結(jié)構(gòu)特征為:
[0101]擊穿保護(hù)區(qū)12的雜質(zhì)濃度低于116每立方厘米。
[0102]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。
[0103]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。
[0104]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。
[0105]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)。
[0106]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。
[0107]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。
[0108]導(dǎo)電層6、隧穿絕緣層7和柵電極8共同組成了 SOI襯底雙向擊穿保護(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。
[0109]SOI襯底雙向擊穿保護(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)SOI襯底雙向擊穿保護(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 SOI襯底雙向擊穿保護(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)。
[0110]SOI襯底雙向擊穿保護(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。
[0111]SOI襯底雙向擊穿保護(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。
[0112]SOI襯底雙向擊穿保護(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。
[0113]SOI襯底雙向擊穿保護(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，SOI襯底雙向擊穿保護(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> [0114]本發(fā)明所提出的SOI襯底雙向擊穿保護(hù)雙柵絕緣隧穿增強(qiáng)晶體管的單元及陣列在SOI晶圓上的具體制造工藝步驟如下:
[0115]步驟一、如圖4至圖5所示，提供一個(gè)SOI晶圓，SOI晶圓的下方為SOI晶圓的單晶硅襯底1，S0I晶圓的中間為晶圓絕緣層2，通過(guò)離子注入或擴(kuò)散工藝，對(duì)SOI晶圓上方的單晶硅薄膜進(jìn)行摻雜，初步形成基區(qū)4。
[0116]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)SOI晶圓上方的單晶硅薄膜進(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)12。
[0117]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SOI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)12、基區(qū)4、擊穿保護(hù)區(qū)12和集電區(qū)5。
[0118]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)12，初步形成阻擋絕緣層11。
[0119]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SOI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。
[0120]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)12，進(jìn)一步形成阻擋絕緣層11。
[0121]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)行刻蝕至露出晶圓絕緣層2。
[0122]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和阻擋絕緣層11，形成導(dǎo)電層6。
[0123]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)行刻蝕至露出晶圓絕緣層2。
[0124]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和阻擋絕緣層11，形成隧穿絕緣層7。
[0125]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)行刻蝕至露出晶圓絕緣層2。
[0126]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。
[0127]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和阻擋絕緣層11，初步形成柵電極8。
[0128]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。
[0129]步驟十五、如圖34至圖35所示，通過(guò)刻蝕工藝將位于柵電極8上方的阻擋絕緣層11刻蝕掉。
[0130]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。
[0131]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部分以外的部分，進(jìn)一步形成柵電極8。
[0132]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。
[0133]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。
[0134]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】
1.801襯底雙向擊穿保護(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)和晶圓絕緣層(2)的301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)(12)位于晶圓絕緣層(2)的上方，基區(qū)(4)和擊穿保護(hù)區(qū)(12)位于發(fā)射區(qū)⑶與集電區(qū)⑶之間，擊穿保護(hù)區(qū)(12)位于基區(qū)⑷的兩側(cè)；發(fā)射極(9)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⑵和柵電極(8)在基區(qū)(4)的兩側(cè)共同形成夾層結(jié)構(gòu)；阻擋絕緣層(11)為絕緣介質(zhì)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的301襯底雙向擊穿保護(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)(12)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301襯底雙向擊穿保護(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301襯底雙向擊穿保護(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)(3)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301襯底雙向擊穿保護(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301襯底雙向擊穿保護(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)的導(dǎo)電層(6)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301襯底雙向擊穿保護(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301襯底雙向擊穿保護(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)⑶、發(fā)射極(9)、集電區(qū)(5)和集電極(10)相互隔離。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的301襯底雙向擊穿保護(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 301襯底雙向擊穿保護(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⑵在柵電極⑶的控制下發(fā)生隧穿時(shí)，電流從柵電極⑶經(jīng)隧穿絕緣層⑵流動(dòng)到導(dǎo)電層(6),并為基區(qū)⑷供電。
10.一種如權(quán)利要求1所述的301襯底雙向擊穿保護(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)301晶圓，301晶圓的下方為301晶圓的單晶硅襯底(1), 801晶圓的中間為晶圓絕緣層(2),通過(guò)離子注入或擴(kuò)散工藝，對(duì)301晶圓上方的單晶硅薄膜進(jìn)行摻雜，初步形成基區(qū)⑷； 步驟二、再次通過(guò)離子注入或擴(kuò)散工藝，對(duì)301晶圓上方的單晶硅薄膜進(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)(12)； 步驟三、通過(guò)光刻、刻蝕工藝在所提供的301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)(12)、基區(qū)(4)、擊穿保護(hù)區(qū)(12)和集電區(qū)⑶； 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)(12),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301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)(12),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)行刻蝕至露出晶圓絕緣層(2)； 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)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(6)的遠(yuǎn)離基區(qū)的一側(cè)對(duì)阻擋絕緣層(11)進(jìn)行刻蝕至露出晶圓絕緣層⑵； 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)(幻、集電區(qū)巧)、導(dǎo)電層(6)和阻擋絕緣層(11),形成隧穿絕緣層⑵； 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)行刻蝕至露出晶圓絕緣層(2)； 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)和阻擋絕緣層(11),初步形成柵電極(8)； 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)】H01L29/78GK104409508SQ201410747360
【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)