[发明专利]形成异质结双极晶体管的方法及相关结构

说明书

技术领域

本发明大体上涉及微电子制造，更特别地，涉及使用多孔硅用于晶体管隔离形成的方法及相关结构。

背景技术

硅-锗(SiGe)异质结双极晶体管(HBT)的传统放缩(scaling)具有两个部分：垂直放缩和横向放缩。图1显示的传统HBT 10包括本征基极区12，非本征基极区14，收集极区16，隔离区18和发射极20。垂直放缩典型地包括改变本征基极区12的厚度、锗分布和掺杂剂分布。横向放缩典型地包括降低收集极16的宽度以减小收集极16至基极12、14的电容，该电容是限制HBT 10最大功率增益频率F_max的主要寄生成分。不幸的是，传统的横向放缩并不能使器件性能比目前所能够获得的进步许多。更明确地讲，当HBT 10被横向放缩时，收集极16变窄，这建立了本征基极12和收集极16之间更小的重叠。这种结构不利地导致寄生收集极16至基极12电容C_cb降低。不幸的是，本征基极12与非本征基极14之间的重叠区也降低。本征基极12与非本征基极14之间的重叠区减小，为电子流动建立非常窄的区域，因此显著增加基极电阻R_b。因为最大频率F_max取决于R_bC_cb的电阻-电容(RC)时间常数，所以观察到的F_max的净增加很少或者不增加。

应当意识到，上述是放缩问题的简化解释。然而，理想的情况仍然是基极电阻R_b和收集极-基极电容C_cb应当最小化。但是，实现这一理想情况要求两个结构条件，而它们难以同时满足。也就是说，为了获得最小的基极电容R_b，要求本征基极12和非本征基极14之间大的重叠区。相反，为了获得最小的收集极-基极电容C_cb，要求本征基极12和收集极16之间小的重叠区。

利用传统的HBT 10，难以同时获得两种结构，从而难以实现最大器件性能。特别地，当形成HBT 10时，典型地产生隔离区18，例如隔离基极区12、14和收集极16的浅沟槽隔离(STI)。沟槽隔离18通常用某种类型的氧化硅形成。当外延生长本征基极12时，基极在任何暴露的单晶硅上，也就是在收集极16上，生长成为单晶体，在任何非单晶硅区域，也就是在沟槽隔离18上面，生长成为多晶硅。因此，它在沟槽隔离18上面生长成为多晶硅。多晶硅的电阻比相类比地掺杂的晶体硅的电阻更高，导致于R_b更高。在HBT 10中，这产生非常窄的单晶本征基极12和大的多晶硅非本征基极14，其产生高基极电阻R_b从而对器件性能产生负面效果。

考虑到前述，在技术上需要有相关技术问题的解决方法，其允许同时降低寄生收集极-基极电容C_cb和基极电阻R_b。

发明内容

本发明公开了一种使用多孔硅形成隔离区的方法及相关结构。本方法的一个实施例可以包括形成收集极区；在收集极区内形成多孔硅区；在收集极区上面形成晶体硅本征基极层，该本征基极层在多孔硅区的一部分上延伸；和随后在多孔硅区内形成隔离区。该方法能够形成一种HBT，其具有一种结构，包括延伸超出收集极区并在隔离区上延伸的晶体硅本征基极，从而形成连续的低电阻本征-非本征基极传导路径。该HBT具有更小的收集极-本征基极界面和更大的本征基极-非本征基极界面，从而具有更高的性能。

本发明的第一个方面提供了一种结构，其包括：延伸超出收集极区域并在隔离区上面延伸的晶体硅本征基极。

本发明的第二个方面提供了一种方法，其包括：形成收集极区域；在收集极区内形成多孔硅区；在收集极区上面形成晶体硅本征基极层，该本征基极层在多孔硅区的一部分上延伸从而形成非本征基极；和随后在多孔硅区内形成隔离区。

本发明的第三个方面提供了一种形成异质结双极晶体管(HBT)的方法，该方法包括：形成收集极区；在收集极区内形成多孔硅区；在收集极区上面形成晶体硅本征基极层，该本征基极层在多孔硅区的一部分上延伸从而形成非本征基极；在多孔硅区内形成隔离区；和形成非本征基极层和发射极，从而实现该HBT。

本发明说明的各方面被设计用于解决在此描述的问题和/或没有讨论的其他问题。

附图说明

从下文联系描述本发明各种实施例的附图的本发明各个方面的详细说明，将更加容易理解本发明的这些和其他的特征，其中：

图1显示了传统的HBT。