調(diào)整。
[0059]圖5a至5f示出根據(jù)發(fā)明的實(shí)施例的制造雙向穿通半導(dǎo)體器件的方法的各個步驟的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的示意性截面圖。
[0060]如圖5a所示，在N+型襯底101中形成P型掩埋層111。該P(yáng)型掩埋層111作為晶體管Q2的重?fù)诫s基區(qū)。在一個示例中，N+型襯底101例如是單晶硅襯底。N+型襯底101的摻雜濃度至少為lel8atoms/cm3，典型地大于Ie 19atoms/cm3。米用較高的摻雜濃度可以減小襯底的電阻。
[0061]在該步驟中，在N+型襯底101的表面上形成光致抗蝕劑層，然后采用光刻將光致抗蝕劑層形成掩模。該掩模包含暴露N+型襯底101的一部分表面的開口。采用常規(guī)的離子注入和驅(qū)入技術(shù)，經(jīng)由掩模的開口進(jìn)行離子注入，從而在N+型襯底101的暴露表面形成P型掩埋層111。P型掩埋層111從N+型襯底101的表面向下延伸至N+型襯底101中。P型掩埋層111的摻雜濃度例如為lel6?lel8atoms/cm3。在離子注入之后，通過在溶劑中溶解或灰化去除光致抗蝕劑層。
[0062]為了形成P型半導(dǎo)體層或區(qū)域，可以在半導(dǎo)體層和區(qū)域中摻入P型摻雜劑(例如B)。通過控制離子注入的參數(shù)，例如注入能量和劑量，可以達(dá)到所需的深度和獲得所需的摻雜濃度。
[0063]進(jìn)一步地，通過已知的沉積工藝，在包含P型掩埋層111的N+型襯底101的表面上外延生長半導(dǎo)體層。沉積工藝?yán)缡沁x自電子束蒸發(fā)(EBM)、化學(xué)氣相沉積(CVD)、原子層沉積(ALD)、濺射中的一種。外延半導(dǎo)體層的厚度例如為3?10微米。
[0064]外延半導(dǎo)體層是本征層，并且可以包含一定摻雜濃度的N型摻雜劑(例如P、As)。在一個示例中，外延半導(dǎo)體層的本征摻雜濃度的范圍例如為Iell?lel4atoms/cm。
[0065]由于自摻雜效應(yīng)，在外延生長過程中，來自襯底的摻雜劑可以進(jìn)入外延半導(dǎo)體層中，從而改變外延半導(dǎo)體層的導(dǎo)電性。
[0066]在該實(shí)施例中，通過調(diào)節(jié)外延半導(dǎo)體層的本征摻雜濃度，使得外延半導(dǎo)體層與P型掩埋層111接觸的部分形成第一外延區(qū)域112，與N+型襯底101接觸的部分形成第二外延區(qū)域121，如圖5b所示。
[0067]在一個替代的實(shí)施例中，由于P型掩埋層111對外延半導(dǎo)體層的自摻雜，第一外延區(qū)域112可能實(shí)質(zhì)上摻雜成P-型層。在另一個替代的實(shí)施例中，由于N+型襯底101對外延半導(dǎo)體層的自摻雜，第二外延區(qū)域121可能實(shí)質(zhì)上摻雜成N-層。
[0068]進(jìn)一步地，在第二外延區(qū)域121中形成P+型區(qū)122，如圖5c所示。該P(yáng)+型區(qū)122作為晶體管Q2的重?fù)诫s基區(qū)。因此，正向晶體管Q2的寄生電容可以通過調(diào)整外延半導(dǎo)體層的摻雜濃度進(jìn)行控制。
[0069]在該步驟中，在半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的與N+襯底101相對的表面上形成光致抗蝕劑層，然后采用光刻將光致抗蝕劑層形成掩模。該掩模包含暴露第二外延區(qū)域121的一部分的表面的開口。采用常規(guī)的離子注入和驅(qū)入技術(shù)，經(jīng)由掩模的開口進(jìn)行離子注入，從而在第二外延區(qū)域121中形成P+型區(qū)122。P+型區(qū)122從第二外延區(qū)域121的表面向下延伸至第二外延區(qū)域121中。P+型區(qū)122的摻雜濃度例如為lel5-5el8atoms/cm3。在離子注入之后，通過在溶劑中溶解或灰化去除光致抗蝕劑層。
[0070]進(jìn)一步地，形成用于分別限定晶體管Ql和Q2的有源區(qū)的隔離結(jié)構(gòu)131，如圖5d所示。該隔離結(jié)構(gòu)131例如為N型擴(kuò)散隔離區(qū)。隔離結(jié)構(gòu)131從整個半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的主表面向下延伸至N+襯底101中，使得第一區(qū)域的P型掩埋層111、第一外延區(qū)域112與第二區(qū)域的第二外延區(qū)域121和P+型區(qū)122相互隔開。
[0071]隔離結(jié)構(gòu)131用于限定第一晶體管和第二晶體管各自的有源區(qū)。在該實(shí)施例中，隔離結(jié)構(gòu)131的至少一部分的一側(cè)與P型掩埋層111和第一外延區(qū)域112鄰接，另一側(cè)與第二外延區(qū)域121鄰接，使得P型掩埋層111和第二外延區(qū)域121之間隔開而不至于發(fā)生穿通。
[0072]在替代的實(shí)施例中，如果晶體管Ql和Q2的有源區(qū)距離足夠遠(yuǎn)而不致于發(fā)生穿通，則可以省去隔離結(jié)構(gòu)131位于晶體管Ql和Q2之間的部分。
[0073]在該步驟中，在半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的與N+襯底101相對的表面上形成光致抗蝕劑層，然后采用光刻將光致抗蝕劑層形成掩模。該掩模包含暴露第二外延區(qū)域121的一部分的表面的開口。采用常規(guī)的離子注入和驅(qū)入技術(shù)，經(jīng)由掩模的開口進(jìn)行離子注入，從而在第二外延區(qū)域121中形成圍繞P+型區(qū)122的N型隔離結(jié)構(gòu)131。隔離結(jié)構(gòu)131從第二外延區(qū)域121的表面向下延伸至N+襯底101中。在離子注入之后，通過在溶劑中溶解或灰化去除光致抗蝕劑層。
[0074]為了形成N型半導(dǎo)體層或區(qū)域，可以在半導(dǎo)體層和區(qū)域中注入N型摻雜劑(例如P、As)。通過控制離子注入的參數(shù)，例如注入能量和劑量，可以達(dá)到所需的深度和獲得所需的摻雜濃度。
[0075]在一個實(shí)施例中，在形成P+型區(qū)122之后，在第二外延區(qū)域121中形成N型隔離結(jié)構(gòu)131。在替代的實(shí)施例中，在形成第二外延區(qū)域121之后以及在形成P+型區(qū)122之前，在第二外延區(qū)域121中形成N型隔離結(jié)構(gòu)131。
[0076]在另一個替代的實(shí)施例中，隔離結(jié)構(gòu)131可以是溝槽隔離，并且可以在形成第二外延區(qū)域121之后的任意步驟中形成。用于形成溝槽隔離的工藝是本領(lǐng)域已知的，包括在半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)中蝕刻出淺溝槽以及采用絕緣材料填充淺溝槽的步驟。
[0077]進(jìn)一步地，在第一外延區(qū)域112中形成N+型區(qū)113，在P+型區(qū)122中形成N+型區(qū)123，如圖5e所示。
[0078]在該步驟中，在半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的與N+襯底101相對的表面上形成光致抗蝕劑層，然后采用光刻將光致抗蝕劑層形成掩模。該掩模包含暴露第一外延區(qū)域112的一部分的表面的第一開口，以及暴露P+型區(qū)122的一部分表面的第二開口。采用常規(guī)的離子注入和驅(qū)入技術(shù)，經(jīng)由掩模的第一開口和第二開口進(jìn)行離子注入，從而在第一外延區(qū)域112中形成N+型區(qū)113，在P+型區(qū)122中形成N+型區(qū)123。N+型區(qū)113從第一外延區(qū)域112的表面向下延伸至第一外延區(qū)域112中。N+型區(qū)123從P+型區(qū)122的表面向下延伸。N+型區(qū)113和123的摻雜濃度例如為lel7-le21at0mS/Cm3。在離子注入之后，通過在溶劑中溶解或灰化去除光致抗蝕劑層。
[0079]進(jìn)一步地，通過上述已知的沉積工藝，在半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的與N+襯底101相對的表面上形成層間絕緣層132。層間絕緣層132例如由氧化硅組成。然后，通過光刻和蝕刻在層間絕緣層132中形成分別到達(dá)N+型區(qū)113和123的開口。
[0080]然后，通過上述已知的沉積工藝，在絕緣層132上形成第一電極133。類似地，在N+襯底101的與第一電極133相對的表面上，形成第二電極134，如圖5f所示。
[0081]第一電極133和第二電極134例如分別由選自金、銀、銅的金屬材料組成。第一電極133經(jīng)由絕緣層中的開口接觸N+型區(qū)113和123。第二電極134直接接觸N+型襯底101。
[0082]在上述的實(shí)施例中，在形成第一電極133之后才形成第二電極134。在替代的實(shí)施例中，由于N+型襯底1