[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

技術領域

本發明涉及一種半導體集成電路器件，特別是涉及一種鍺硅BiCMOS工藝中的寄生PNP雙極晶體管。

背景技術

在射頻應用中，需要越來越高的器件特征頻率，RFCMOS雖然在先進的工藝技術中可實現較高頻率，但還是難以完全滿足射頻要求，如很難實現40GHz以上的特征頻率，而且先進工藝的研發成本也是非常高；化合物半導體可實現非常高的特征頻率器件，但由于材料成本高、尺寸小的缺點，加上大多數化合物半導體有毒，限制了其應用。鍺硅異質結雙極型晶體管(SiGe?HBT)則是超高頻器件的很好選擇，首先其利用鍺硅(SiGe)與硅(Si)的能帶差別，提高發射區的載流子注入效率，增大器件的電流放大倍數；其次利用SiGe基區的高摻雜，降低基區電阻，提高特征頻率；另外SiGe工藝基本與硅工藝相兼容，工藝成本不高。因此SiGe?HBT已經成為超高頻器件的主力軍。

PNP雙極晶體管是鍺硅BiCMOS(SiGe?BiCMOS)工藝中除SiGe?NPN?HBT之外的另一種重要器件。在常規的SiGe?BiCMOS工藝中，PNP是一種橫向結構器件，以方便引出P阱形成的集電區。橫向PNP晶體管的最大弱點是基區寬度較大，電流增益較小。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種鍺硅BiCMOS工藝中的寄生PNP雙極晶體管，能大大縮小器件的面積、提高器件的電流放大系統，通過版圖更改就能方便的調節器件的擊穿電壓，器件的制造工藝能和鍺硅BiCMOS工藝兼容。

為解決上述技術問題，本發明提供的鍺硅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，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。所述第一基區的第一N型離子注入的采用SiGe?NPN?HBTde?N-集電區的形成工藝，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并且所述注入窗口寬度的具體值要保證集電區和基區的PN結的正確形成，所述注入能量的具體值要保證所述第一基區能和所述N型贗埋層及所述P型贗埋層形成良好的接觸。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。

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。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。

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。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。