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Title:
BIPOLAR TRANSISTOR COMPRISING A LOW-RESISTANCE BASE TERMINAL
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2003/063252
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a bipolar transistor comprising an active emitter region (10), a collector region (11) and a base region containing an active base zone (2) and a base connection region (7). To guarantee an effective current amplification of the transistor, the active base zone (2) is low doped, whereas the base connection region (7) is highly doped. The low-resistance base connection region (7) extends to just below the emitter connection region (6) to keep the supply resistance as low as possible. At the same time, a desired distance between the active emitter region (10) and the low-resistance base connection region (7) can be established by means of a border strut (5).

Inventors:
WINTERS REINER (DE)
Application Number:
PCT/EP2003/000569
Publication Date:
July 31, 2003
Filing Date:
January 21, 2003
Export Citation:
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Assignee:
INFINEON TECHNOLOGIES AG (DE)
WINTERS REINER (DE)
International Classes:
H01L21/265; H01L21/331; H01L29/10; H01L29/732; (IPC1-7): H01L29/36; H01L21/265; H01L21/331; H01L29/73
Domestic Patent References:
WO2001097273A12001-12-20
Foreign References:
US6043130A2000-03-28
US5496746A1996-03-05
Attorney, Agent or Firm:
ZIMMERMANN & PARTNER (München, DE)
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Claims:
Patentansprüche
1. Bipolartransistor mit einem Emitterbereich (10), einem Kollektorbereich (11) und einem Basisbereich, wobei der Basisbereich einen niedrig dotierten aktiven Bereich (2) und einen niederohmigen BasisAnschlußbereich (7) umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß sich der niederohmige Anschlußbereich (7) bis unterhalb eines EmitterAnschlußbereichs (6) erstreckt.
2. Transistor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der BasisAnschlußbereich (7) hoch dotiert ist.
3. Transistor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der BasisAnschlußbereich (7) siliziert ist.
4. Transistor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der BasisAnschlußbereich (7) einen Schichtwiderstand kleiner 50 D/Q aufweist.
5. Transistor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der aktive Bereich der Basis (2) einen Schichtwiderstand größer 1 kQ/2 aufweist.
6. Transistor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen dem aktiven Bereich (2) der Basis und dem BasisAnschlußbereich (7) durch einen Randsteg (5) be stimmbar ist.
7. Transistor nach Anspruch 6, wobei der Randsteg (5) mehrere Schichten umfaßt.
8. Transistor nach einem der Ansprüche 6 oder 7, wobei der Randsteg (5) Siliziumoxid beinhaltet.
9. Transistor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein EmitterAnschlußbereich (10) mindestens zwei unter schiedliche Schichten umfaßt.
10. Transistor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, weiterhin umfassend eine auf dem BasisAnschlußbereich (7) angeordnete dielektrische Schicht (3A).
11. Transistor nach Anspruch 10, wobei die dielektrische Schicht (3A) Siliziumoxid beinhaltet.
12. Transistor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der aktive Basisbereich so niedrig dotiert ist, daß seine Dotierstoffkonzentration kleiner ist als die der Emitterdotierung, wobei seine Dotierstoffkonzentration vorzugsweise kleiner oder gleich 10% und insbesondere vorzugsweise kleiner oder gleich 1% der Basisdotierung ist.
13. Transistor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der BasisAnschlußbereich (7) so hoch dotiert ist, daß seine Dotierstoffkonzentration größer ist als die der Basisdotierung, wobei seine Dotierstoffkonzentration vorzugsweise größer oder gleich dem 10fachen und insbesondere vorzugsweise größer oder gleich dem 100fachen der Basisdotierung ist.
14. Verfahren zur Herstellung eines Bipolartransistors mit einem Emitterbereich, einem Kollektorbereich und einem Ba sisbereich, wobei der Basisbereich einen niedrig dotierten aktiven Bereich und einen niederohmigen BasisAnschlußbe reich umfaßt, mit folgenden Schritten : a) eine Basisdotierung wird in einem Substrat erzeugt ; b) zumindest eine dielektrische Schicht wird aufgebracht ; c) die dielektrische Schicht über dem Emitterbereich wird geöffnet ; d) ein Randsteg wird in der Öffnung der dielektrischen Schicht erzeugt ; e) ein EmitterAnschlußbereich wird erzeugt ; f) die dielektrische Schicht wird entfernt ; und g) der BasisAnschlußbereichs wird dotiert.
15. Verfahren nach Anspruch 14, wobei der BasisAnschlußbe reich siliziert wird.
16. Verfahren nach Anspruch 14 oder 15, wobei der Randsteg aus einem anderen dielektrischen Material als dem der dielek trischen Schicht erzeugt wird.
17. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 16, wobei in Schritt b) eine untere dielektrische Schicht und eine obere dielektrische Schicht aufgebracht wird.
18. Verfahren nach Anspruch 17, wobei der Randsteg aus einem anderen dielektrischen Material als dem der oberen dielek trischen Schicht erzeugt wird.
19. Verfahren nach Anspruch 17 oder 18, wobei die untere dielektrische Schicht eine geringere Dicke als die obere dielektrische Schicht aufweist.
20. Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 19, wobei eine obere dielektrische Schicht aus Siliziumnitrid aufgebracht wird.
21. Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 20, wobei eine untere dielektrische Schicht aus Siliziumoxid aufgebracht wird.
22. Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 21, wobei in Schritt f) die untere dielektrische Schicht nicht entfernt wird.
23. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 22, wobei das Dotieren in Schritt g) mittels Ionenimplantation unter einem Winkel S > 10°, vorzugsweise 9 = 45°, erfolgt.
24. Verfahren nach Anspruch 23, wobei die untere dielektrische Schicht als Streuoxid für die Ionenimplantation dient.
25. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 22, wobei das Dotieren in Schritt g) mittels Eindiffusion aus der Gasphase erfolgt.
26. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 22, wobei das Dotieren in Schritt g) mittels insitu dotierter selek tiver Epitaxie erfolgt.
27. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 26 zur Verwen dung in einem BiCMOSProzeß.
28. Verfahren nach Anspruch 27, wobei die Dotierung in Schritt g) gleichzeitig mit der Herstellung eines Source/Drain Gebiets eines MOSFETs erfolgt.
Description:
Beschreibung Bipolartransistor mit niederohmigem Basisanschluß Die Erfindung betrifft einen Bipolartransistor mit niederohmigem Basisanschluß sowie ein Herstellungsverfahren für einen Bipolartransistor mit niederohmigem Basisanschluß.

Insbesondere im Bereich von Hochfrequenzanwendungen ist es wichtig, die parasitären Kapazitäten und Zuleitungswiderstände eines Bipolartransistors möglichst klein zu halten. Dies gilt insbesondere für den Widerstand der Basis-Zuleitung, da dieser mit der Basis-Emitter-Kapazität einen Tiefpaß bildet, der die Hochfrequenz-Eigenschaften des Transistors ungünstig beeinflussen kann. Aus diesen Gründen wird das aktive Gebiet des Transistors möglichst klein ausgebildet und der Transistor durch Zuleitungen aus hochdotierem Polysilizium oder Monosilizium angeschlossen.

Eine Möglichkeit, das aktive Gebiet des Transistors möglichst klein zu halten, stellen sogenannte selbst- justierte"Transistoren dar. Bei ihnen wird auf ein Substrat eine dielektrische Schicht aufgebracht, die über einem Bereich geöffnet wird, an dem der Transistor vorgesehen ist. Nach dem Öffnen erfolgt die Erzeugung eines Basisbereichs mittels Implantation oder einem anderen Dotierverfahren, wobei die Öffnung der dielektrischen Schicht als Hartmaske verwendet wird. Anschließend wird hoch dotiertes Polysilizium erzeugt, aus dem dann in einem darauffolgenden Temperungsschritt der Dotierstoff in das Substrat diffundiert und so den aktiven Emitterbereich erzeugt. Basis und Emitter sind zueinander selbstjustiert, da beide Gebiete durch die gleiche Öffnung definiert wurden. Dadurch werden sehr kleine Abmessungen für

den aktiven Transistorbereich möglich. Selbst-justierte Transistoren sind daher prädestiniert für Hochfrequenzanwendungen.

Allerdings ist die Herstellung von selbst-justierten Tran- sistoren aufwendig, da sowohl die Basis als auch der Emitter über Zuleitungen aus hoch dotiertem Polysilizium oder Monosi- lizium angeschlossen werden. Dies wird auch als Doppel-Poly- Transistorkonzept bezeichnet.

Eine Alternative zu selbst-justierten Transistoren stellen die sogenannten quasi-selbst-justierten Transistoren dar. In den Fig. 5A bis 5F ist ein Standardprozeß zur Herstellung eines quasi-selbst-justierten Bipolartransistors gezeigt, wie er z. B. in"A 30-GHZ fT Quasi-Self-Aligned Single-Poly Bipolar Technology", IEEE Trans. ED, vol. 44 (1997), S. 2091-2097, von J. de Pontcharra, E. Behouche, L. Ailloud, D. Thomas, L.

Vendrame, T. Gravier und A. Chantre beschrieben ist. Wie in Fig. 5A gezeigt, wird zuerst in einem Bereich 2 des Substrats 1, in dem später der Transistor entstehen soll, eine Basisdotierung erzeugt. Dies kann beispielsweise durch Ionenimplantation geschehen. Dann wird eine dielektrische Schicht 3 aufgebracht und in dieser ein Bereich 4, das Emit- terfenster, freigeätzt (siehe Fig. 5B). Das Emitterfenster 4 wird den aktiven Bereich des Transistors definieren. Wie in den Fig. 5C und 5D gezeigt, wird nun eine Polysiliziumschicht 6 abgeschieden und so strukturiert, daß das Emitterfenster durch das Polysilizium komplett bedeckt ist. Die dielektrische Schicht 3 dient dabei als Ätzstopp für die Strukturierung. Die Polysilizium-Schicht 6 ist so hochdotiert, daß bei einem nachfolgenden Temperschritt Dotierstoff aus dem Polysilizium 6 in das monokristalline Substrat 2 diffundiert und so einen Emitterbereich 10 erzeugt.

Während der Strukturierung des Emitter-Polysiliziums 6 oder danach wird die dielektrische Schicht 3 überall außer unter dem Emitter-Polysilizium des Transistors entfernt.

Dadurch liegt neben dem aktiven Gebiet des Transistors der dotierte Basisbereich 2 frei und kann ähnlich wie ein Source- /Drain-Gebiet eines MOSFETs über einen Kontakt 9 angeschlossen werden. Damit entfällt die bei den selbst-justierten Doppel- Poly-Transistoren notwendige Polysilizium-Zuleitung zur Basis.

Transistoren gemäß des oben beschriebenen Konzepts werden daher auch Einzel-Poly-Transistoren genannt. Um den Basis- Anschlußbereich 7 möglichst niederohmig zu machen, wird das freiliegende Gebiet wie in Fig. 5E dargestellt hoch dotiert und gegebenenfalls siliziert. In einem BiCMOS-Prozeß kann dies z. B. gleichzeitig mit der Herstellung eines Source/Drain- Gebiets erfolgen. Der Emitterbereich 10 wird über einen Kontakt 9 auf dem Emitter-Anschlußbereich 6 angeschlossen. Der Kollektor 11 wird vorzugsweise über eine vergrabene Schicht o. ä. kontaktiert.

Da bei quasi-selbst-justierten Transistoren nur eine Polysiliziumschicht erforderlich ist, lassen sie sich im Vergleich zu selbst-justierten Transistoren einfacher in BiCMOS-Prozesse integrieren. Da jedoch Basis-und Emitterbereich nicht durch dieselbe Maske definiert werden, muß eine Justagetoleranz von typischerweise 200 nm zwischen Basis und Emitter in Kauf genommen werden, was die Verkleinerung des Transistors begrenzt. Der Basis-Anschlußwi- derstand wird aber durch den Bereich der Basisdotierung 2 be- grenzt, der sich unter dem durch die Justagetoleranz bedingten Rest der dielektrischen Schicht 3 befindet. Um eine ausrei- chend hohe Stromverstärkung des Transistors zu erhalten, sollte die Basisdotierung im aktiven Bereich des Transistors nicht zu hoch sein. Meist liegt hier der Schichtwiderstand über 1 kQ/D.

Im Basisanschlußbereich wird dagegen möglichst hoch dotiert, um einen niedrigen Schichtwiderstand von typischer- weise unter 50 fl/FI zu erhalten. Die Größe des niedrig do- tierten Bereichs 2 unter dem Rest der dielektrischen Schicht 3 ist durch Justierungs-Toleranzen der Lithographie begrenzt und größer, als aus elektrischer Sicht erforderlich. Damit ist der Basis-Anschlußwiderstand des Transistors größer, als er gemäß der physikalischen Anforderungen sein müßte. Insbesondere folgen daraus schlechtere Hochfrequenz-Eigenschaften des Transistors aufgrund des unnötig hohen Basis-Anschlußwider- stands.

Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen verbesserten Bipolartransistor zur Verfügung zu stellen, insbesondere einen Bipolartransistor mit einem niederohmigen Anschlußbereich, noch genauer gesagt einen Bipolartransistor mit einem möglichst geringen Basis-Anschlußwiderstand. Wei- terhin ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Herstellungsverfahren für einen solchen Bipolartransistor an- zugeben.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den Bipolartransistor gemäß dem unabhängigen Patentanspruch 1 und durch das Verfahren zur Herstellung eines Bipolartransistors gemäß dem unabhängigen Patentanspruch 14 gelöst. Weitere vorteilhafte Merkmale, Aspekte und Details der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen.

Erfindungsgemäß wird ein Bipolartransistor mit einem Emitterbereich, einem Kollektorbereich und einem Basisbereich zur Verfügung gestellt, wobei der Basisbereich einen niedrig dotierten aktiven Bereich, dessen Dotierstoffkonzentration

klein ist gegen die der Emitterdotierung, wobei die Dotierstoffkonzentration vorzugsweise kleiner oder gleich 10% und insbesondere vorzugsweise kleiner oder gleich 1% der Emitterdotierung ist, und einen niederohmigen Basis- Anschlußbereich umfaßt, und der Bipolartransistor dadurch ge- kennzeichnet ist, daß sich der niederohmige Anschlußbereich bis unterhalb eines Emitter-Anschlußbereichs erstreckt. Auf- grund der Ausdehnung des niederohmigen Anschlußbereichs bis unterhalb des Emitter-Anschlußbereichs ist der Basis-Anschluß- widerstand geringer als bei bekannten Einzel-Poly-Bipolartran- sistoren im Stand der Technik. Somit ist der oben beschriebene Tiefpaßeffekt bei einem erfindungsgemäßen Bipolartransistor geringer und damit die Hochfrequenzeigenschaften besser als bei bekannten Einzel-Poly-Bipolartransistoren.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Basis-Anschlußbereich hoch dotiert, so daß seine Dotierstoffkonzentration größer ist als die der Basisdotierung, wobei die Dotierstoffkonzentration vorzugsweise größer oder gleich dem 10fachen und insbesondere vorzugsweise größer oder gleich dem 100fachen der Basisdotierung ist. Dadurch ist der Schichtwiderstand im Basis-Anschlußbereich gegenüber dem Schichtwiderstand im aktiven Basisbereich deutlich herabgesetzt.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Basis-Anschlußbereich auch siliziert. Dies setzt den Widerstand des Basis-Anschlußbereichs deutlich herab. Insbesondere kann die Silizierung nach einer Dotierung des Basis-Anschlußbereichs erfolgen. Durch die Kombination beider Maßnahmen kann der Schichtwiderstand noch einmal ver- ringert werden. Vorteilhafterweise weist der Basis- Anschlußbereich gemäß eines weiteren Ausführungsbeipiels der Erfindung einen Schichtwiderstand kleiner 50 Q/D auf.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist der aktive Bereich der Basis einen Schicht- derstand größer 1 kQ/O auf. Dadurch wird eine ausreichend große Stromverstärkung des Transistors gewährleistet.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Abstand zwischen dem aktiven Bereich der Basis und dem Basis-Anschlußbereich durch einen Randsteg (Spacer) bestimmbar. Da sich Randstege bestimmter Dicke rela- tiv einfach durch konforme Abscheidung und anisotrope Rückätzung erzeugen lassen, kann der Abstand zwischen dem aktiven Bereich der Basis und dem Basis-Anschlußbereich bei einem Bipolartransistor gemäß dieses Ausführungsbeispiels einfach eingestellt werden. Insbesondere kann dieser Abstand auf das aus elektrischer Sicht erforderliche Minimum beschränkt werden.

Vorteilhafterweise kann der Randsteg aus einem anderen dielektrischen Material als dem der dielektrischen Schicht bestehen. Dies hat insbesondere den Vorteil, daß die dielek- trische Schicht selektiv zum Randsteg ätzbar ist.

Vorteilhafterweise kann der Randsteg mehrere Schichten um- fassen. Weiterhin kann der Randsteg gemäß eines weiteren Aus- führungsbeispiels der Erfindung Siliziumoxid beinhalten. Damit ist beispielsweise eine Siliziumnitrid-Schicht selektiv zum Randsteg ätzbar.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfaßt ein Emitter-Anschlußbereich mindestens zwei Schichten.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfaßt der Transistor weiterhin eine dielektrische Schicht. Vorteilhafterweise beinhaltet diese Schicht Siliziumoxid. Somit kann diese Schicht als Streuoxid für eine Ionenimplantation dienen, insbesondere für eine Implantation im Basis-Anschlußbereich. Durch das Streuoxid können Über- reichweiten der implantierten Ionen durch das sogenannte "channeling"unterdrückt werden.

Weiterhin wird erfindungsgmäß ein Verfahren zur Herstel- lung eines Bipolartransistors mit einem Emitterbereich, einem Kollektorbereich und einem Basisbereich, wobei der Basisbe- reich einen niedrig dotierten aktiven Bereich und einen nie- derohmigen Basis-Anschlußbereich umfaßt, zur Verfügung ge- stellt, das die folgenden Schritten beinhaltet : a) eine Basisdotierung wird in einem Substrat erzeugt ; b) zumindest eine dielektrische Schicht wird aufgebracht ; c) die dielektrische Schicht über dem Emitterbereich geöffnet ; d) ein Randstegs wird in der Öffnung der dielektrischen Schicht erzeugt ; e) ein Emitter-Anschlußbereich wird erzeugt ; f) die dielektrische Schicht wird entfernt ; und g) der Basis-Anschlußbereichs wird dotiert.

Gemäß eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der vorlie- genden Erfindung wird in Schritt b) eine untere dielektrische

Schicht und eine obere Schicht aufgebracht. Ein mehrlagiger Aufbau der Schicht bringt prozeßtechnische Vorteile, insbesondere weil die Schichten zueinander selektiv geätzt werden können.

Gemäß eines weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung weist die untere dielektrische Schicht eine geringere Dicke als die obere Schicht auf.

Gemäß noch eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der vor- liegenden Erfindung wird eine obere Schicht aus Siliziumnitrid aufgebracht.

Gemäß noch eines weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung wird eine untere dielektrische Schicht aus Siliziumoxid aufgebracht. Diese Schicht kann in einem späteren Implantationsschritt als Streuoxid verwendet werden, um so Überreichweiten der Ionen durch"channeling"zu verhindern.

Gemäß eines weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung wird in Schritt f) nur die obere Schicht entfernt. Somit kann eine verbleibende untere Schicht beispielsweise als Streuschicht bei einem späteren Implantationsschritt dienen. Bei einem BiCMOS-Prozeß kann die verbleibende untere Schicht allerdings auch eine funktionelle Rolle bei den CMOS-Transistoren spielen. So kann diese Schicht beispielsweise als Gateoxid für die CMOS-Transistoren verwendet werden.

Gemäß eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der vorlie- genden Erfindung werden der Randsteg und die untere dielektri- sche Schicht aus demselben Material erzeugt. Dies hat den

Vorteil, daß die obere dielektrische Schicht selektiv zum Randsteg und der unteren Schicht geätzt werden kann.

Gemäß eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der vorlie- genden Erfindung erfolgt das Dotieren in Schritt g) mittels Ionenimplantation unter einem Winkel s > 10°. Dadurch kann erreicht werden, daß der niederohmige Basis-Anschlußbereich bis unterhalb des Emitter-Polysiliziums reicht. Üblicherweise wird die Ionenimplantation unter einem Winkel 9 = 7° durchge- führt, um"channeling"-Phänomene zu vermeiden. Durch die Wahl von S > 10° ist es bei dem vorliegenden Verfahren möglich, bis unterhalb der hervorstehenden Bereiche des Emitter-Polysilizi- ums zu implantieren. Insbesondere durch eine Implantation unter einem Winkel S = 45° erreicht man eine hohe Dotierung des Basisbereichs bis in die Nähe des aktiven Transistorbe- reichs. Gleichzeitig schirmen der Randsteg und die hervorste- hende Kante des Emitter-Polysiliziums das aktive Gebiet des Transistors ab, so daß der Dotierstoff nicht in das aktive Gebiet gelangt. Damit ist es möglich, den niederohmigen Basis- Anschlußbereich bis unterhalb des Emitter-Polysiliziums auszudehnen und so den Basis-Anschlußwiderstand zu senken.

Dies führt insbesondere zu verbesserten Hochfrequenzeigen- schaften des Transistors. Weiterhin läßt sich durch die Wahl der Dicke des Randstegs ein gewünschter Abstand zwischen dem niedrig dotierten und daher hochohmigen aktiven Bereich der Basis und dem hoch dotierten und daher niederohmigen Basis- Anschlußbereich einstellen.

Gemäß eines weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung dient die untere dielektrische Schicht als Streuoxid für die Ionenimplantation im Basis-Anschlußbe- reich.

Gemäß eines anderen Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung erfolgt das Dotieren in Schritt g) mittels Ein- diffusion aus der Gasphase.

Gemäß noch eines anderen Ausführungsbeispiels der vorlie- genden Erfindung erfolgt das Dotieren in Schritt g) mittels in-situ dotierter selektiver Epitaxie.

Gemäß eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung finden die oben beschriebenen Verfahren Verwendung in einem BiCMOS-Prozeß, wobei insbesondere die Dotierung in Schritt g) gleichzeitig mit der Herstellung eines Source/Drain-Gebiets eines MOSFETs erfolgt.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen erläutert. Dabei zeigt : Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel eines Bipolartransistors gemäß der vorliegenden Erfindung ; Fig. 2A-2F ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung eines Bipolartransistors ; Fig. 3 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Bipolartransistors gemäß der vorliegenden Erfindung ; Fig. 4A-4F ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung eines Bipolartransistors ; und

Fig. 5A-5F ein Verfahren zur Herstellung eines Bipolartransistors nach dem Stand der Technik.

Ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist in Fig. 1 gezeigt. In einem Substrat 1 ist ein Basisbereich angeordnet, der einen niedrig dotierten und daher hochohmigen aktiven Basisbereich 2 und einen hoch dotierten und daher niederohmigen Basis-Anschlußbereich 7 umfaßt. Typischerweise ist der Schichtwiderstand im hochohmigen Basisbereich 2 größer als 1 kQ/, wogegen er im niederohmigen Basis-Anschlußbereich 7 kleiner als 50 Q/2 ist.

Weiterhin umfaßt der Bipolartransistor des vorliegenden Ausführungsbeispiels einen aktiven Emitterbereich 10 und einen Kollektorbereich 11. Der Kollektorbereich 11 ist dabei schon vor der Erzeugung des Basisbereichs ausgebildet.

Typischerweise wird er über eine vergrabene Schicht kontaktiert. Weiterhin ist ein Emitter-Anschlußbereich 6 vorgesehen unterhalb dessen ein Randsteg 5 angeordnet ist. Der Emitter-Anschlußbereich 6 und der Basis-Anschlußbereich 7 sind über Kontakte 9, beispielsweise Metallkontakte aus Al oder W, angeschlossen.

Der hoch dotierte Basis-Anschlußbereich erstreckt sich dabei bis unterhalb des Emitter-Anschlußbereichs 6. Damit wird ein möglichst geringer Basis-Anschlußwiderstand erreicht, was sich positiv aus die Hochfrequenzeigenschaften des Bipolartransistors auswirkt. Insbesondere wird damit ein möglicher Tiefpaßfilter unterdrückt, der sich zusammen mit der Basis-Emitter-Kapazität ausbilden könnte. Als Materialien eignen sich insbesondere Silizium für das Substrat 1,

Siliziumnitrid oder Siliziumoxid für den Randsteg 5 und Polysilizium für den Emitter-Anschlußbereich 6.

Anhand der Fig. 2A bis 2F wird nun ein erfindungsgemäßes Herstellungsverfahren für den oben beschriebenen Bipolartransistor erläutert. Zuerst wird, wie in Fig. 2A gezeigt, in einem Bereich 2 eines Substrats 1 eine Basisdotierung erzeugt. Dies kann beispielsweise durch Ionenimplantation geschehen. Die Dotierung im Bereich 2 ist relativ niedrig, so daß hier Schichtwiderstände größer 1 kQ/Q auftreten.

Anschließend wird eine dielektrische Schicht 3, hier aus Siliziumoxid, abgeschieden. Diese Schicht wird in einem Bereich 4, dem Emitterfenster, über dem Basisbereich 2 geöffnet, wobei die Öffnung 4 kleiner ist als der darunterliegende Basisbereich 2. Darauffolgend wird eine Schicht aus Siliziumnitrid abgeschieden und anisotrop zurückgeätzt, um so einen Randsteg 5 in der Öffnung 4 zu erzeugen (siehe Fig. 2C). Die Breite dieses Randstegs kann durch die genaue Prozßführung in geeigneter Weise beeinflußt werden.

Anschließend wird, wie in Fig. 2D gezeigt, eine hoch dotierte Polysiliziumschicht abgeschieden und strukturiert, um einen Emitter-Anschlußbereich 6 auszubilden. Typischerweise liegt die Dotierstoffkonzentration der Emitterdotierung um 10"/cm'. In einem nachfolgenden Temperungsschritt wird der aktive Emitterbereich 10 erzeugt, indem der Dotierstoff aus dem polykristallinen Silizium in das monokristalline Substrat ausdiffundiert. Der eben beschriebene Temperschritt muß allerdings nicht zwingend sofort nach der Erzeugung des Emitter-Anschlußbereichs 6 erfolgen, sondern kann auch zu einem späteren Zeitpunkt im Prozeß vorgesehen werden. Danach

wird die dielektrische Schicht 3 aus Siliziumoxid selektiv zum Siliziumnitrid des Randstegs zurückgeätzt, um die in Fig. 2E gezeigte Struktur zu erzeugen. Dabei ragen die durch die Justagetoleranzen bedingten Kanten des Emitter- Anschlußbereichs 6 deutlich über den Randsteg 5 hinaus. Diese Auskragungen können um die 200 nm Ausdehnung haben.

In einem nächsten Verfahrensschritt, den Fig. 2F zeigt, wird nun der niederohmige Basis-Anschlußbereich 7 erzeugt.

Dabei werden Ionen 8 unter einem Winkel s > 10° in den Basisbereich implantiert, um dort einen hoch dotierten Basis- Anschlußbereich zu erzeugen. Durch die Implantation unter einem Winkel S > 10° wird erreicht, daß die Ionen in den Raumbereich unterhalb der Auskragungen des Emitter-Anschlußbe- reichs 6 eindringen können. Wie weit unterhalb der Auskragun- gen die Ionen gelangen können hängt dabei zum einen vom Im- plantationswinkel X und zum anderen von der Dicke des Rand- stegs 5 ab. Durch die beiden Prozeßparameter Implantationswin- kel 9 und Randstegdicke läßt sich auf einfache Weise ein ge- wünschter Abstand zwischen dem niederohmigen Basis-Anschlußbe- reich 7 und dem aktiven Bereich 2 der Basis einstellen.

Abschließend werden nun noch der Basis-Anschlußbereich 7 und der Emitter-Anschlußbereich 6 über Kontakte 9 angeschlossen. Dies kann beispielsweise über Metallkontakte aus Al oder W erfolgen. Die Passivierung des Bipolartransistors erfolgt über Verfahren, die dem Fachmann geläufig sind.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfin- dung ist in Fig. 3 gezeigt. Der in Fig. 3 gezeigte Bipolar- transistor gleicht in seinem Aufbau dem Transistor aus Fig. 1 bis auf eine dielektrische Schicht 3A, die auf dem Substrat 1 und dem niederohmigen Basis-Anschlußbereich 7 angeordnet ist.

Weiterhin ist bei diesem Ausführungsbeispiel der Basis-Kontakt 9 durch die dielektrische Schicht 3A hindurchgeführt. Als Material für die dielektrische Schicht 3A eignet sich bei- spielsweise Siliziumoxid, insbesondere wenn es als dünne Schicht abgeschieden ist, so daß die Schicht 3A als Streuoxid für die Ionenimplantation beim Dotieren des Basis-Anschlußbe- reichs 7 dienen kann.

Ein entsprechendes Herstellungsverfahren wird im folgenden anhand der Figuren 4A bis 4F erläutert. Dabei entsprechen sich die in Fig. 4A und Fig. 2A gezeigten Verfahrensschritte. Wie in Fig. 4B gezeigt, wird dann allerdings eine untere dielektrische Schicht 3A und eine obere dielektrische Schicht 3B abgeschieden. Bevorzugt ist besteht die dünnere untere Schicht 3A aus Siliziumoxid, wogegen die dickere obere Schicht 3B beispielsweise aus Siliziumnitrid besteht. Somit läßt sich die obere Schicht 3B selektiv zur unteren Schicht 3A ätzen.

Bei der Strukturierung des Emitterfensters 4 werden beide dielektrischen Schichten 3A, 3B geöffnet. Die in den Fig. 4C und 4D gezeigten Verfahrensschritte entsprechen denen der Fign. 2C und 2D, wobei der Randsteg 5 aus einem Material erzeugt wird, das selektiv zur oberen dielektrischen Schicht 3B ätzbar ist. Vorzugsweise wird der Randsteg 5 aus demselben Material erzeugt, aus dem die untere dielektrische Schicht 3A besteht.

Im folgenden Ätzschritt wird die obere dielektrische Schicht 3B selektiv zur unteren Schicht 3A und dem Randsteg 5 zurückgätzt (siehe Fig. 4E). Wie in Fig. 4F gezeigt, dient bei der darauffolgenden Dotierung des Basis-Anschlußbereichs 7 mittels Ionenimplantation die verbliebende untere dielektrische Schicht 3A als Streuoxid. Aus den oben genannten Gründen erfolgt die Implantation der Ionen 8 vorzugsweise unter einem Winkel G > 10°. Bei der Kontaktierung des Basis- Anschlußbereichs (siehe Fig. 3) muß der Kontakt durch die untere dielektrische Schicht 3A hindurch geführt werden.