[發明專利]SiGe異質結雙極型晶體管及其制備方法

無效

• 申請號: 201010164875.7
• 申請日: 2010-04-29
• 公開（公告）號: CN101819994A
• 公開（公告）日: 2010-09-01
• 發明（設計）人: 孫濤
• 申請（專利權）人: 上海宏力半導體制造有限公司
• 主分類號: H01L29/737
• 分類號: H01L29/737;H01L29/08;H01L21/331;H01L21/762
• 代理公司: 上海思微知識產權代理事務所(普通合伙) 31237
• 代理人: 鄭瑋

技術領域

本發明涉及一種半導體晶體管及其制備方法，尤其涉及一種SiGe異質結雙極型晶體管及其制備方法。

背景技術

異質結雙極型晶體管是目前SiGe器件的研究重點之一。SiGe異質結雙極型晶體管性能最優化有賴于在器件設計和制造中，充分發揮“摻雜工程”和“能帶工程”的優點。在SiGe異質結晶體管中，基區材料的帶隙小于發射區，因此摻雜區不必重摻雜，基區則可以重摻雜，這樣基區電阻小、噪聲低、注入效率高，可降低發射結的隧道效應、穿通效應和電容。基區還可以做的很薄，能夠縮短基區渡越時間，提高響應頻率。SiGe異質結雙極型晶體管的發展使雙極型晶體管和雙極型集成電路在數字、模擬、微波、低溫等方面的性能和應用有所突破和提高。

如圖1所示，圖1為傳統的第二SiGe異質結雙極型晶體管2的結構剖視圖。所述第二SiGe異質結雙極型晶體管2包括：第二p型襯底21、形成在第二p型襯底21上的第二集電區22、形成在第二集電區22上的第二淺溝槽隔離23、縱向緊鄰第二淺溝槽隔離23且貫穿第二集電區22直至第二p型襯底21的第二深溝槽隔離24、在第二集電區22上外延生長的第二SiGe層25、形成在第二淺溝槽隔離23上且與第二SiGe層25有部分重疊的第二多晶硅層26、形成在第二SiGe層25上的第二發射區27、形成在第二發射區27兩側的第二側墻28、形成在第二多晶硅層26上的第二基極261、形成在第二集電區22上的第二集電極221以及形成在第二發射區27上的第二發射極271。其中，第二深溝槽隔離24有效的起到了元件之間物理電氣之間的隔離。所述第二深溝槽隔離24所采用的深槽技術，包括深槽隔離、深槽填充和表面平整化三個主要工藝步驟。一般選用各向異性好的反應離子刻蝕技術進行刻蝕，以得到窄而陡直的第二深溝槽隔離24。在對第二深溝槽隔離24表面熱氧化之后用絕緣介質填充，以得到性能良好的隔離性能。第二深溝槽隔離24與二氧化硅隔離相比來說，隔離區所占面積小，且有利于提高第二SiGe異質結雙極型晶體管2的電氣隔離，有利于提高第二SiGe異質結雙極型晶體管2的最高振蕩頻率。但是，這道深槽技術中的若干工藝參數都將會對電路的性能產生重大影響，且用于第二深溝槽隔離24的集成電路的工藝設備價格昂貴，工藝過程耗資巨大。另一方面，隨著深溝槽隔離24深度的增加，其工藝生產的難度和制造成本都將有很大程度的提高。反之，如果深溝槽隔離24未能達到預定的深度，則將無助于最大有效功率增益和最高振蕩頻率的提高，反而增加工藝難度。因此，采用傳統的深槽技術必將不適應現代工藝的需要。

針對現有技術存在的問題，本案設計人憑借從事此行業多年的經驗，積極研究改良，于是有了本發明SiGe異質結雙極型晶體管及其制備方法。

發明內容

本發明的目的是針對在現有技術中，傳統的SiGe異質結雙極型晶體管通過采用淺溝槽隔離和深溝槽隔離相結合的技術，進行元件之間的物理電氣隔離所產生的工藝難度增大和制造成本提高的缺陷，提供一種新型的SiGe異質結雙極型晶體管的結構。

本發明的又一目的是針對在現有技術中，傳統的SiGe異質結雙極型晶體管通過采用淺溝槽隔離和深溝槽隔離相結合的技術，進行元件之間的物理電氣隔離所產生的工藝難度增大和制造成本提高的缺陷，提供一種新型的SiGe異質結雙極型晶體管的制備方法。

為達到上述目的，本發明采用如下技術方案：一種SiGe異質結雙極型晶體管，包括：襯底；在襯底上生長的集電區；形成在集電區內的淺溝槽隔離；在集電區上外延生長的SiGe層；形成在SiGe層上的基極；形成在SiGe層上的發射區；形成在發射區上的發射極；以及形成在集電區上的集電極；其中，所述集電區進一步包括在襯底上采用離子布植的方式形成的抗穿通層和在所述抗穿通層上形成的n型埋層。所述抗穿通層是p型袋域布植的抗穿通層。所述淺隔離溝槽采用絕緣物介質填充。所述絕緣物介質為二氧化硅、氮化硅和多晶硅。所述的離子布植的方式為傾斜角度的離子布植方式和角度旋轉的離子布植方式。

為達到上述又一目的，本發明采用如下的技術方案：一種制備所述的SiGe異質結雙極型晶體管的制備方法，包括：提供襯底；淺溝槽隔離的制備；抗穿通層的制備；n型埋層的制備；SiGe層的外延生長；集電極、基極、發射極的制備。所述SiGe異質結雙極型晶體管的制備方法進一步包括在集電極下方的區域進行n型重摻雜離子注入。所述襯底為p型襯底。