[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

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異質結雙極晶體管。

背景技術

隨著鍺硅(SiGe)工藝的日益成熟，射頻電路集成也越來越普遍，射頻接受、射頻發射以及開關等都趨向集成，因此放大接受信號的低噪聲放大器(LNA)和放大發射信號的功率放大器(PA)都應制作在同一芯片上，因此要求在同一套SiGe工藝平臺上僅改變版圖即可設計出高擊穿電壓的高壓鍺硅異質結雙極晶體管(SiGe?HBT)，以滿足不同放大器的需求。現有的高壓SiGe?HBT是采用在SiGe?HBT有源區兩側的場氧區下面制作埋層，稱作贗埋層，贗埋層作N型重摻雜，在場氧區刻深孔接觸，直接連接贗埋層引出集電區。在沒有CMOS的工藝中，由于熱過程比較少，因此很容易做出高耐壓的器件。但是一旦和CMOS器件集成到一起，由于CMOS的熱過程導致的贗埋層外擴散，會導致器件的BV急劇降低。

為了提高擊穿電壓，能通過控制CMOS的熱過程實現，或者通過控制晶體管集電區的參雜濃度實現。也能通過把贗埋層拉到遠離集電區的地方進行注入，這樣贗埋層在熱過程中擴散到集電區的就隨著距離的增加而減小，可以制作出擊穿電壓比較高的器件。但是采用這樣的方法來制作器件的話，負面效應就是器件的飽和壓降會很大，原因在于雖然贗埋層拉遠以后擴散到集電區的雜質元素小了，但是同樣電流通路增加，而且由于增加的路程沒有較大劑量的參雜，導致電阻很大。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種鍺硅異質結雙極晶體管，不僅能提高器件的擊穿電壓，還能降低器件電流通路和電阻、減小器件的飽和壓降。

為解決上述技術問題，本發明提供的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，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。所述集電區的N型離子注入工藝條件為：注入劑量le12cm^-2～5e14cm^-2，注入能量為50KeV～500KeV。

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。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。所述贗埋層和所述有源區邊緣的橫向距離大于0.4μm。

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。所述第一深孔接觸是通過在所述贗埋層頂部的場氧區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；所述第二深孔接觸是通過在所述集電區的橫向延伸部分頂部的所述場氧區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。所述N型注入區是在所述第二深孔接觸的深孔形成后在所述深孔的底部襯底中進行離子注入形成，所述N型注入區的離子注入工藝為：注入雜質為磷或砷，注入劑量1e13cm^-2～1e15cm^-2，注入能量3KeV～50KeV。