[發明專利]鍺硅異質結雙極晶體管

有效

• 申請號: 201010291766.1
• 申請日: 2010-09-26
• 公開（公告）號: CN102412281A
• 公開（公告）日: 2012-04-11
• 發明（設計）人: 陳帆;陳雄斌;錢文生;周正良
• 申請（專利權）人: 上海華虹NEC電子有限公司
• 主分類號: H01L29/737
• 分類號: H01L29/737;H01L29/08;H01L21/265
• 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

1.一種鍺硅異質結雙極晶體管，形成于P型硅襯底上，有源區由場氧區隔離，其特征在于，所述鍺硅異質結雙極晶體管包括：

一集電區，由形成于所述有源區中的一N型離子注入區組成，所述集電區深度大于所述場氧區底部的深度、且所述集電區橫向延伸進入所述有源區兩側的場氧區底部；

一贗埋層，由形成于所述有源區兩側的場氧區底部的N型離子注入區組成，所述贗埋層在橫向位置上和所述有源區相隔一橫向距離、且所述贗埋層和所述集電區的橫向延伸進入所述場氧區底部的部分相接觸，通過調節所述贗埋層和所述有源區的橫向距離調節所述鍺硅異質結雙極晶體管的擊穿電壓；

第一深孔接觸，形成于所述贗埋層頂部的所述場氧區中并和所述贗埋層相連接，所述深孔接觸和上層金屬相連引出集電極；

多個第二深孔接觸，形成于所述集電區的橫向延伸部分頂部的所述場氧區中并和所述集電區的橫向延伸部分相連接，在所述第二深孔接觸和所述集電區的橫向延伸部分的接觸位置處形成有N型注入區，所述N型注入區的摻雜濃度滿足和所述第二深孔接觸的金屬形成歐姆接觸的條件；所述第二深孔接觸頂部不和上層金屬連接，為一浮空結構；所述第二深孔接觸的個數為1個以上；

一基區，由形成于所述硅襯底上的P型鍺硅外延層組成，包括一本征基區和一外基區，所述本征基區形成于所述有源區上部且和所述集電區形成接觸，所述外基區形成于所述場氧區上部且用于形成基區電極；

一發射區，由形成于所述本征基區上部的N型多晶硅組成，和所述本征基區形成接觸。

2.如權利要求1所述鍺硅異質結雙極晶體管，其特征在于：所述集電區的N型離子注入工藝條件為：注入劑量1e12cm^-2～5e14cm^-2，注入能量為50KeV～500KeV。

3.如權利要求1所述鍺硅異質結雙極晶體管，其特征在于：所述贗埋層的N型離子注入工藝條件為：注入劑量1e14cm^-2～1e16cm^-2，注入能量1KeV～100KeV。

4.如權利要求1所述鍺硅異質結雙極晶體管，其特征在于：所述本征基區的位置和大小由一基區窗口進行定義，所述基區窗口位于所述有源區上方且所述基區窗口的尺寸大于或等于所述有源區尺寸，所述基區窗口的位置和大小由基區窗口介質層進行定義，所述基區窗口介質層包括第一層氧化硅薄膜、第二層多晶硅薄膜，所述第一層氧化硅薄膜形成于所述硅襯底上、第二層多晶硅薄膜形成于所述第一層氧化硅薄膜上。

5.如權利要求1所述鍺硅異質結雙極晶體管，其特征在于：所述P型鍺硅外延層采用硼摻雜，該硼摻雜的工藝為離子注入工藝，工藝條件為：注入劑量為1e14cm^-2～1e16cm^-2、注入能量為1KeV～50KeV；鍺的分布為是梯形分布、或三角形分布。

6.如權利要求1所述鍺硅異質結雙極晶體管，其特征在于：所述發射區位置和大小由一發射區窗口進行定義，所述發射區窗口位于所述本征基區上方且所述發射區窗口的尺寸小于所述有源區尺寸，所述發射區窗口的位置和大小由發射區窗口介質層進行定義，所述發射區窗口介質層包括第三層氧化硅薄膜、第四層氮化硅薄膜，且所述第三層氧化硅薄膜形成于所述P型鍺硅外延層上、所述第四層氮化硅薄膜形成于所述第三層氧化硅薄膜上。

7.如權利要求1所述鍺硅異質結雙極晶體管，其特征在于：所述發射區的N型多晶硅通過N型離子注入進行摻雜，所述N型離子注入的工藝條件為：注入劑量1e14cm^-2～1e16cm^-2，注入能量10KeV～200KeV。

8.如權利要求1所述鍺硅異質結雙極晶體管，其特征在于：在所述發射區側面形成有氧化硅側墻。

9.如權利要求1所述鍺硅異質結雙極晶體管，其特征在于：所述發射區和所述外基區的表面都覆蓋有硅化物。

10.如權利要求1所述鍺硅異質結雙極晶體管，其特征在于：所述贗埋層和所述有源區邊緣的橫向距離大于0.4μm。