[發明專利]用于RF領域的工作頻率可控的HBT結構

有效

• 申請號: 200910053711.4
• 申請日: 2009-06-24
• 公開（公告）號: CN101651149A
• 公開（公告）日: 2010-02-17
• 發明（設計）人: 吳小莉;許丹
• 申請（專利權）人: 上海宏力半導體制造有限公司
• 主分類號: H01L29/73
• 分類號: H01L29/73;H01L29/36;H01L29/06;H01L21/331
• 代理公司: 上海思微知識產權代理事務所（普通合伙）
• 代理人: 鄭 瑋

技術領域

本發明涉及一種半導體器件及集成電路制造工藝，具體涉及一種用于 射頻(RF)領域的工作頻率可控的異質結雙極晶體三極管(Heterojunction Bipolar?Transistor，HBT)制備方法。

背景技術

如圖1所示為現有HBT的結構示意圖：在p型襯底1上注入高濃度N 型雜質埋層9作為集電區引出，N型雜質注入形成N型集電區(collecter) 3，淺槽隔離(STI)4結構將單位HBT進行電隔離。集電區3上生長有P 型SiGe外延層7，p型SiGe外延層7周邊有氧化隔離窗口(oxide?spacer) 5，P型SiGe外延層7上為發射極區。

上述現有HBT器件的工作頻率隨發射極-集電極電壓的變化過于緩慢 而不具有可控性(圖3所示)，而隨發射極-基極的變化過快而無法控制(圖 2所示)，所以現有的HBT器件通常只能工作在一個特定的工作頻率下， 而不能通過外加電壓對工作頻率進行調節。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種用于RF領域的工作頻率可控 的HBT結構，它可以通過外加電壓對工作頻率進行調節。

為了解決以上技術問題，本發明提供了一種用于RF領域的工作頻率 可控的HBT結構，包括一個在P型襯底與集電區之間注入的高濃度P型雜 質埋層。

本發明通過在npn型HBT器件集電極的高濃度P型雜質的注入，在 器件中引入一個縱向電場，通過集電極電壓對這一電場的控制實現了電壓 對工作頻率的控制。

附圖說明

下面結合附圖和具體實施方式對本發明作進一步詳細說明。

圖1是現有HBT結構示意圖；

圖2是現有HBT器件工作頻率與基極-發射極電壓關系圖；

圖3是現有HBT器件工作頻率與集電極-基極電壓關系圖；

圖4是本發明的HBT結構示意圖；

圖5是本發明HBT器件工作頻率與集電極-基極電壓關系圖。

圖中的附圖標記為：1、P型襯底；2、高濃度P型雜質埋層；3、 集電區；4、淺槽隔離；5、氧化隔離窗口；6、高濃度P型雜質埋層到 淺槽隔離的距離；7、P型SiGe外延層；8、耗盡線；9、高濃度N型 雜質埋層；BP2STI、高濃度P型雜質埋層到淺槽隔離的距離。

具體實施方式

如圖4所示，本發明的用于RF領域的工作頻率可控的HBT結構是在 現有的HBT的P型襯底1與集電區3之間注入高濃度P型雜質，形成一個 高濃度P型雜質埋層2，耗盡線8在集電區3內。

優選的，該高濃度P型雜質埋層2具有不低于1e19cm^-3的雜質濃度。

優選的，該高濃度P型雜質埋層到淺槽隔離的距離6為600nm～ 1000nm。

優選的，該高濃度P型雜質埋層2具有150nm～200nm的膜厚。

本發明的用于RF領域的工作頻率可控的HBT結構可通過半導體領域 的常用工藝制得，制作方法如下：

(1)淺槽隔離制備；

(2)在P型襯底上注入高濃度硼離子(此為本發明的重要步驟)， 注入雜質濃度為1e19cm^-3，高濃度P型雜質埋層到淺槽隔離的距離為 800nm，形成的高濃度P型雜質埋層膜厚為153nm；

(3)在高濃度P型雜質埋層上進行集電區注入；

(4)氧化隔離窗口形成；

(5)SiGe生長；

(6)發射極制備。

本發明通過在npn型HBT器件集電極的高濃度P型雜質的注入，在 器件中引入一個縱向電場，通過集電極電壓對這一電場的控制實現了電壓 對工作頻率的控制。如圖5所示，高濃度P型雜質埋層到淺槽隔離的距離 (BP2STI)分別為0.4μm、0.6μm和0.8μm時，工作頻率與集電極-基 極電壓關系的曲線在2V～10V之間具有了可控性。