[发明专利]包括发射极-基极界面杂质的双极晶体管结构及其方法

说明书

技术领域

本发明一般地涉及双极晶体管结构及其制造方法。更具体而言，本发明涉及提供具有增强的性能的双极晶体管器件的双极晶体管结构及其制造方法。

背景技术

半导体结构包括半导体衬底，在该半导体衬底内和其上形成半导体器件，例如，但不限于，电阻器、晶体管、二极管以及电容器。使用通过介电层分隔的构图的导体层来连接并互连半导体器件。

除了在半导体电路的范围内使用的常规场效应晶体管结构之外，半导体电路通常还包括备选的晶体管结构，例如，但不限于，双极晶体管结构。因为双极晶体管通常以比场效应晶体管更高的切换速度工作，因此迄今为止在半导体电路的范围内经常需要双极晶体管。

概括而言，迄今为止双极晶体管与场效应晶体管的区别在于，双极晶体管在电荷载流子通过半导体结传送的情况下工作，而场效应晶体管在伴随通过栅极施加在半导体衬底内的电场梯度而发生的电荷载流子传送的情况下工作，所述栅极通过栅极电介质而与半导体衬底隔离。因此，场效应晶体管性能通常受到栅极与栅极电介质的界面或栅极电介质与半导体沟道的界面特性的影响，而双极晶体管性能通常受到发射极与基极的结界面或基极与集电极的结界面特性的影响。

因此，希望提供这样的双极晶体管结构和器件及其制造方法，所述双极晶体管结构和器件提供由于最优化的结界面特性而具有增强的性能的双极晶体管。

发明内容

在一个实施例中，提供一种双极晶体管结构及其制造方法。所述双极晶体管结构和相关的方法包括在发射极与基极的结界面处的杂质，其为包括双极晶体管结构的双极晶体管器件提供了增强的性能。所述杂质包括氧杂质、以及氟杂质与碳杂质中的至少一种。使用包括但不限于反应离子蚀刻等离子体蚀刻方法、化学蚀刻方法、以及反应离子蚀刻等离子体蚀刻方法和化学蚀刻方法的组合的方法，在所述发射极与基极的结界面处引入所述杂质。

根据本发明的实施例的特定双极晶体管结构包括包含集电极结构的半导体衬底。该特定的双极晶体管结构还包括接触所述集电极结构的基极结构。该特定的双极晶体管结构还包括接触所述基极结构的发射极结构。在所述发射极结构与所述基极结构之间的界面包括：(1)氧杂质；以及(2)选自氟杂质和碳杂质的至少一种其他杂质。

根据本发明的实施例的用于制造双极晶体管结构的特定方法包括在半导体衬底内至少部分地形成集电极结构。所述方法还包括形成接触所述集电极结构的基极结构。所述方法还包括形成接触所述基极结构的发射极结构。在所述发射极结构与所述基极结构之间的界面包括：(1)氧杂质；以及(2)选自氟杂质和碳杂质的至少一种杂质。

附图说明

图1示出了示意性截面图，其示例了在根据本发明的实施例的处理之前的在半导体结构处理中的一点处的双极晶体管结构；

图2示出了示意性截面图，其示例了当在图1的双极晶体管结构内形成发射极孔(emitter aperture)时过蚀刻处理介电盖帽层(dielectriccapping layer)的结果；

图3示出了用于提供根据本发明的特定实施例的双极晶体管结构的位于并形成在图2的双极晶体管结构内的发射极结构；

图4示出了示意性截面图，其示例了当在图1的双极晶体管结构内形成包括发射极孔分隔物的发射极孔时过蚀刻处理介电盖帽层的结果；

图5示出了用于提供根据本发明的替代实施例的双极晶体管结构的位于并形成在图4的双极晶体管内的发射极结构；

图6示出了示意性截面图，其示例了在图1的双极晶体管结构内的介电盖帽层构图的结果；

图7示出了在图6的双极晶体管结构内的位于并形成在发射极孔内的热介电层；

图8示出了在图7的双极晶体管结构内用无水氨和无水氟化氢进行热介电层处理的结果；

图9示出了用于提供根据本发明的另一实施例的双极晶体管结构的位于并形成在图8的双极晶体管结构内的发射极结构；以及

图10示出了在图9的双极晶体管结构的情况下的钝化层处理和过孔处理的结果。

具体实施方式

在下面阐述的说明的范围内理解包括双极晶体管结构及制造双极晶体管结构的多种方法的本发明。在上述附图的范围内理解下述说明。因为附图旨在示例的目的，所以不必按比例绘制。

图1示出了根据本发明的实施例的在其制造的早期阶段的双极晶体管结构的示意性截面图。由图1示例了其示意性截面图的双极晶体管结构提供了用于进一步处理根据本发明的多个实施例的多个双极晶体管结构的基底结构。