[發明專利]鍺硅邊緣變薄引起的直流電流放大倍數增大的補償方法

有效

• 申請號: 201110243845.X
• 申請日: 2011-08-24
• 公開（公告）號: CN102956478A
• 公開（公告）日: 2013-03-06
• 發明（設計）人: 周正良;李昊;蘇波
• 申請（專利權）人: 上海華虹NEC電子有限公司
• 主分類號: H01L21/331
• 分類號: H01L21/331
• 代理公司: 上海浦一知識產權代理有限公司 31211
• 代理人: 戴廣志

技術領域

本發明涉及半導體集成電路領域，特別涉及一種在鍺硅異質結雙極型三極管功率器件制造工藝中，為補償在無圖形的光片上生長鍺硅時邊緣變薄造成的集電極電流變大引起的直流電流方法倍數增大的方法。

背景技術

對1G赫茲范圍的射頻應用，鍺硅異質結雙極型三極管器件一般采用背面引出集電極的方式，即在N型重摻雜基板上進行低N摻雜的外延成長來形成集電區。它的優點是工藝簡單，可比傳統工藝少一半的光罩層，不足之處是在光片上生長鍺硅時，從晶片邊緣大致12毫米開始，鍺硅外延層的厚度會急劇下降，硅片上鍺硅外延層的各層厚度邊緣會比中心低，厚度之差最大可達20％，這是由于外延設備加熱方法設計和光片熱傳導的綜合作用導致的。由于集電極電流與鍺硅外延層的摻雜濃度和厚度之乘積成反比，這樣一來在整個單晶硅片面內，如果采用同樣的發射極多晶硅的摻雜濃度，則器件的關鍵一個參數——直流電流放大倍數的分布會很寬，甚至在離邊8毫米內會超上限而造成良率下降。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種鍺硅邊緣變薄引起的直流電流放大倍數增大的補償方法，可有效地補償集電極電流的上升，使直流電路放大倍數分布更緊，提高產品的成品率。

為解決上述技術問題，本發明的鍺硅邊緣變薄引起的直流電流放大倍數增大的補償方法，所述鍺硅層形成于外延層上，外延層形成于硅襯底上，所述鍺硅層上淀積介質膜，刻蝕介質膜形成發射極窗口，淀積發射極多晶硅，所述補償方法步驟如下：

第1步，進行第一次離子注入；

第2步，鍍一層負光膠；

第3步，進行8～12毫米的晶片邊緣曝光，顯影去除晶片中間的光阻；

第4步，進行第二次離子注入。

進一步地，在所述第二次離子注入后，進行干刻發射極多晶硅，形成側墻；然后退火推進注入雜質；最后形成金屬硅化物、接觸孔和金屬連線完成發射極、基極和集電極的連接。

其中優選的，所述硅襯底為N型重摻雜，在重摻雜的N型硅襯底上生長低摻雜的N型外延層，所述N型外延層的厚度為1.0～5.0微米，摻雜濃度為10¹⁵～10¹⁷cm^-3。

進一步地，所述鍺硅層生長于N型外延層上，其分為硅緩沖層、鍺硅層、硅帽層三層，其中鍺硅層有高摻雜的硼，硅帽層有低摻雜的硼；所述硅緩沖層的厚度為50～300埃；所述鍺硅層的厚度為200～600埃，其中20～300埃摻硼，摻雜濃度在2×10¹⁹～6×10¹⁹cm^-3；所述硅帽層的厚度為100～500埃，硼摻雜濃度在10¹⁵～10¹⁷cm^-3，硅片各層邊緣厚度比中心厚度低15％～20％。

進一步地，所述介質膜為氧化硅層，其厚度為500～1500埃，通過干刻和濕法刻蝕在氧化硅層形成窗口。

進一步地，所述發射極多晶硅的厚度為1500～3500埃。所述發射極多晶硅為N型摻雜。

進一步地，所述第一次離子注入為N型離子，注入劑量為10¹⁵～10¹⁶cm^-2，能量為50～100keV。所述第二次離子注入為N型離子，注入劑量為10¹⁵～10¹⁶cm^-2，能量為50～100keV。

進一步地，所述退火工藝的溫度為900～1100℃，時間為10～100秒。

1、本發明的補償方法中，由于采用晶片邊緣曝光顯影去除晶片中間的光阻，邊緣蓋有光阻，所以第二次離子注入不會進入邊緣，這樣邊緣發射極多晶硅的摻雜濃度較低，在形成器件的最終熱退火后發射極的濃度和擴散深度都會較低，由于基極擴散電流反比于發射極的濃度和擴散深度，基極擴散電流增大，可有效地補償集電極電流的上升；

2、本發明的整個單晶硅片面內，直流電流放大倍數的分布更緊；

3、本發明的方法工藝相對簡單，產品的成品率顯著提高。

附圖說明

下面結合附圖與具體實施方式對本發明作進一步詳細的說明：

圖1是本發明進行第一次離子注入的器件剖面圖；

圖2是本發明晶片邊緣曝光和顯影后并進行第二次離子注入的器件剖面圖；

圖3是本發明最終形成的器件剖面圖；

圖4是本發明實施例的具體工藝流程圖。

具體實施方式