[發(fā)明專利]自對準鍺硅異質(zhì)結(jié)雙極型三極管及其制作方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110231124.7
• 申請日: 2011-08-12
• 公開（公告）號: CN102931226A
• 公開（公告）日: 2013-02-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 周正良;李昊
• 申請（專利權(quán)）人: 上海華虹NEC電子有限公司
• 主分類號: H01L29/737
• 分類號: H01L29/737;H01L21/331
• 代理公司: 上海浦一知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31211
• 代理人: 戴廣志

1.一種自對準鍺硅異質(zhì)結(jié)雙極型三極管，形成于P型硅襯底上，有源區(qū)由淺槽隔離，其特征在于，所述三極管包括：

一集電區(qū)，包括形成于P型硅襯底上的N型埋層、形成于N型埋層上且被淺槽隔離的N型外延、第一離子注入?yún)^(qū)和第二離子注入?yún)^(qū)；所述第一離子注入?yún)^(qū)位于N型埋層上并和所述N型外延形成連接，所述第二離子注入?yún)^(qū)位于淺槽之間的N型外延中；所述N型埋層的摻雜濃度大于所述N型外延的摻雜濃度；

一基區(qū)，由形成于N型外延上的鍺硅外延層組成，包括一本征基區(qū)和一外基區(qū)，所述本征基區(qū)形成于所述有源區(qū)上部且和所述集電區(qū)形成接觸，所述外基區(qū)位于本征基區(qū)兩側(cè)，其兩側(cè)端位于淺槽區(qū)域上且用于形成基區(qū)電極；

一發(fā)射區(qū)，由形成于本征基區(qū)上部的多晶硅組成，和所述本征基區(qū)形成接觸。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自對準鍺硅異質(zhì)結(jié)雙極型三極管，其特征在于：所述N型埋層和第一離子注入?yún)^(qū)的注入劑量均為10¹⁵cm^-2～10¹⁵cm^-2，注入能量均為50KeV～100KeV。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的自對準鍺硅異質(zhì)結(jié)雙極型三極管，其特征在于：所述N型埋層的注入離子為砷。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的自對準鍺硅異質(zhì)結(jié)雙極型三極管，其特征在于：所述第一離子注入?yún)^(qū)的注入離子為磷。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自對準鍺硅異質(zhì)結(jié)雙極型三極管，其特征在于：所述N型外延的離子摻雜濃度為10¹⁵cm^-3～10¹⁶cm^-3，N型外延的厚度為0.5μm～2μm。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自對準鍺硅異質(zhì)結(jié)雙極型三極管，其特征在于：所述第二離子注入?yún)^(qū)為選擇性N型離子注入。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自對準鍺硅異質(zhì)結(jié)雙極型三極管，其特征在于：所述鍺硅外延層分為硅緩沖層、鍺硅層和硅帽層，其中硅鍺層和硅帽層摻雜有硼，且硅鍺層的摻雜濃度大于硅帽層的摻雜濃度。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的自對準鍺硅異質(zhì)結(jié)雙極型三極管，其特征在于：所述硅緩沖層的厚度為50～300埃；所述鍺硅層的厚度為300～800埃，其中20～300埃摻雜硼，摻雜濃度在2×10¹⁹cm^-3～6×10¹⁹cm^-3；所述硅帽層的厚度為100～500埃，其中摻雜濃度為10¹⁵cm^-3～10¹⁷cm^-3。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自對準鍺硅異質(zhì)結(jié)雙極型三極管，其特征在于：所述發(fā)射區(qū)的多晶硅為N型摻雜，或者為N型離子注入。

10.如權(quán)利要求1所述的自對準鍺硅異質(zhì)結(jié)雙極型三極管的制作方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟一，在P型硅襯底上進行注入劑量為10¹⁵cm^-2～10¹⁶cm^-2，注入能量為50KeV～100KeV的N型離子注入，形成N型埋層；

步驟二，在N型埋層上進行厚度為0.5μm～2μm、摻雜濃度為10¹⁵cm^-3～10¹⁶cm^-3的低N-摻雜外延生長，并形成隔離區(qū)；

步驟三，在N型埋層上進行注入劑量為10¹⁵cm^-2～10¹⁶cm^-2，注入能量為50KeV～100KeV的N型離子注入，形成第一離子注入?yún)^(qū)；

步驟四，在隔離區(qū)之間的N型外延中進行選擇N型離子注入，形成低電阻底座的第二離子注入?yún)^(qū)；

步驟五，用外延法生長鍺硅外延層；

步驟六，在鍺硅外延層上淀積介質(zhì)膜，所述介質(zhì)膜為150～500埃的摻硼或離子注入硼的第一層氧化硅薄膜、1200～2000埃的第二層多晶硅薄膜、100～300埃的第三層氧化硅薄膜，通過干刻第三層氧化硅薄膜和第二層多晶硅薄膜并停止在底層的第一層氧化硅薄膜上，形成發(fā)射極窗口；

步驟七，在發(fā)射極窗口處淀積介質(zhì)膜，所述介質(zhì)膜為100～300埃的摻硼或離子注入硼的第四層氧化硅薄膜、200～500埃的第五層氮化硅薄膜、500～1000埃的第六層氧化硅薄膜，通過干刻第六層氧化硅薄膜和第五層氮化硅薄膜并停止在底層的第四層氧化硅薄膜上，形成側(cè)墻；

步驟八，通過濕法刻蝕去除頂層的氧化硅薄膜，并在氮化硅底部的第四層氧化硅薄膜形成底切；在有氧環(huán)境下快速退火形成一氧化層，并淀積1500～3500埃的N型摻雜的多晶硅；

步驟九，在發(fā)射極多晶硅上淀積氧化硅并通過化學(xué)機械拋光平坦，并利用多晶硅淀積到發(fā)射極窗口形成的凹槽內(nèi)留下的氧化硅作多晶硅刻蝕阻擋，通過刻蝕形成發(fā)射極；

步驟十，對注入雜質(zhì)進行退火推進，溫度為900～1100℃，時間為10～100秒；采用接觸孔工藝和金屬連線工藝對發(fā)射極、基極和集電極進行連接。