[發明專利]鍺硅BiCMOS工藝中的寄生PNP雙極晶體管

有效

• 申請號: 201010278159.1
• 申請日: 2010-09-10
• 公開（公告）號: CN102403344A
• 公開（公告）日: 2012-04-04
• 發明（設計）人: 劉冬華;錢文生
• 申請（專利權）人: 上海華虹NEC電子有限公司
• 主分類號: H01L29/732
• 分類號: H01L29/732;H01L29/10;H01L21/265;H01L23/485
• 代理公司: 上海浦一知識產權代理有限公司 31211
• 代理人: 丁紀鐵

1.一種鍺硅BiCMOS工藝中的寄生PNP雙極晶體管，形成于P型硅襯底上，有源區由淺槽場氧隔離，其特征在于，所述寄生PNP雙極晶體管包括：

一基區，由第一基區和局部基區組成，所述第一基區由形成于所述有源區中的第一N型離子注入區組成，所述第一基區的深度大于所述淺槽場氧底部的深度、且所述第一基區的底部橫向延伸進入所述有源區兩側的所述淺槽場氧底部；所述局部基區由形成于所述第一基區的上部區域中的第二N型離子注入區組成，所述局部基區的摻雜濃度大于所述第一基區的摻雜濃度，所述局部基區的深度小于所述淺槽場氧底部的深度；

一N型贗埋層，由形成于所述有源區第一側的所述淺槽場氧底部的第三N型離子注入區組成，所述N型贗埋層和所述第一基區形成接觸，通過在所述N型贗埋層頂部的所述淺槽場氧中形成的深孔接觸引出所述基極；

一集電區，由形成于所述有源區第二側的所述淺槽場氧底部的P型贗埋層組成，所述P型贗埋層在橫向位置上和所述有源區相隔一橫向距離、且所述P型贗埋層和所述第一基區的底部橫向延伸進入所述淺槽場氧底部的部分相接觸，通過調節所述P型贗埋層和所述有源區的橫向距離調節所述第一基區的底部寬度從而調節所述寄生PNP雙極晶體管的擊穿電壓，通過在所述P型贗埋層頂部的所述淺槽場氧中形成的深孔接觸引出所述集電極；

一發射區，由形成于所述有源區頂部的P型鍺硅外延層組成并和所述局部基區形成接觸，通過一金屬接觸引出所述發射極。

2.如權利要求1所述鍺硅BiCMOS工藝中的寄生PNP雙極晶體管，其特征在于：所述第一基區的第一N型離子注入的工藝條件為：注入劑量為1e12cm^-2～5e14cm^-2、注入能量為50KeV～500KeV、注入窗口寬度大于所述有源區寬度。

3.如權利要求1所述鍺硅BiCMOS工藝中的寄生PNP雙極晶體管，其特征在于：所述局部基區的第二N型離子注入的工藝條件為：單次注入或多次注入、總注入劑量為5e12cm^-2～1e14cm^-2、注入能量為10KeV～100KeV、注入窗口寬度小于或等于所述有源區寬度。

4.如權利要求1所述鍺硅BiCMOS工藝中的寄生PNP雙極晶體管，其特征在于：所述N型贗埋層是在所述淺槽場氧形成前在淺槽的底部通過第三N型離子注入形成，所述第三N型離子注入的工藝條件為：注入雜質為砷或磷、注入劑量大于5e14cm^-2、注入能量為1KeV～100KeV。

5.如權利要求1所述鍺硅BiCMOS工藝中的寄生PNP雙極晶體管，其特征在于：所述集電區的P型贗埋層是在所述淺槽場氧形成前在淺槽的底部通過P型離子注入形成，所述P型贗埋層的P型離子注入的工藝條件為：硼或二氟化硼，注入劑量為1e13cm^-2～1e16cm^-2，注入能量1KeV～100KeV。

6.如權利要求1所述鍺硅BiCMOS工藝中的寄生PNP雙極晶體管，其特征在于：所述P型鍺硅外延層采用離子注入工藝摻雜，工藝條件為：注入劑量為大于1e15cm^-2、注入雜質為硼或二氟化硼，注入能量滿足穿透所述P型鍺硅外延層并進入所述P型鍺硅外延層低部的有源區中100?！?00埃。

7.如權利要求1所述鍺硅BiCMOS工藝中的寄生PNP雙極晶體管，其特征在于：所述深孔接觸是通過在所述淺槽場氧中開一深孔并在所述深孔中淀積鈦/氮化鈦阻擋金屬層后、再填入鎢形成。