[發明專利]鍺硅HBT工藝中的橫向寄生型PNP器件及制造方法

有效

• 申請號: 201110256104.5
• 申請日: 2011-09-01
• 公開（公告）號: CN102969349A
• 公開（公告）日: 2013-03-13
• 發明（設計）人: 周正良;周克然
• 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;H01L29/36;H01L21/331;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

本發明涉及半導體集成電路領域，特別涉及一種鍺硅HBT工藝中的橫向寄生型PNP器件。本發明還涉及所述鍺硅HBT工藝中的橫向寄生型PNP器件的制造方法。

背景技術

常規的鍺硅HBT工藝中的橫向寄生型PNP三極管，它的集電區是由高劑量、低能量的硼注入加一次退火推進雜質和/或加上傳統的CMOS?P阱注入形成的，故摻雜濃度較高，同時發射極上有金屬硅化物使發射區擴散長度較短導致基區擴散電流較大。為了使器件有適當的直流電流放大倍數，通常需要降低基區濃度和厚度來增加集電區擴散電流，而這樣形成的三極管的厄利電壓很低，而且器件主要參數的一致性也會很差。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種鍺硅HBT工藝中的橫向寄生型PNP器件，可用作高速、高增益HBT電路中的輸出器件，可以減小基極電流，提高器件的直流電流放大倍數和厄利電壓；為此，本發明還提供一種所述鍺硅HBT工藝中的橫向寄生型PNP器件的制造方法。

為解決上述技術問題，本發明的鍺硅HBT工藝中的橫向寄生型PNP器件，有源區由淺槽場氧隔離，包括集電區、基區和發射區；其中，

集電區，包括形成于有源區兩側的淺槽底部的P型埋層、形成于淺槽底部且與P型埋層連接的P型雜質離子注入層，所述P型埋層與基區在橫向相隔的距離大于1微米，所述集電區通過在P型埋層頂部對應的淺槽中的深接觸孔引出；

基區，由形成于有源區上部的N型雜質離子注入層構成；

發射區，由形成于基區的N型雜質離子注入層之上的P型鍺硅外延層和形成于淺槽頂部與P型鍺硅外延層相接的多晶硅層構成，所述發射區通過多晶硅層頂部的金屬硅化物層上的接觸孔引出；所述P型鍺硅外延層的上部具有一阻止鍺硅金屬硅化的硅化物阻擋層。

進一步地，還包括一外基區，所述外基區由形成于有源區兩側的淺槽底部的N型埋層，及形成于基區底部的一N型深阱注入層組成，N型埋層與集電區的P型埋層之間有一橫向距離，所述N型深阱注入層與N型埋層相連，所述基區通過在N型埋層頂部對應的淺槽中的深接觸孔引出。

本發明還提供一種鍺硅HBT工藝中的橫向寄生型PNP器件的制造方法，包括如下步驟：

第1步，在硅襯底上形成有源區和淺槽；

第2步，通過在淺槽底部注入P型離子形成P型埋層；

第3步，通過在淺槽底部注入N型離子形成N型埋層；

第4步，在P型埋層到有源區的邊沿進行P型雜質離子注入形成集電區的P型雜質離子注入層，所述P型雜質離子注入采用CMOS中P阱注入工藝，利用退火工藝使集電區的P型埋層橫向擴散到有源區并和基區相連接；

第5步，在有源區上方進行N型雜質離子注入形成基區的N型雜質離子注入層，并在底部進行離子注入形成N型深阱注入層，使N型深阱注入層與N型埋層相連；

第6步，在基區上部淀積介質層和多晶硅層，光刻和刻蝕打開大于有源區的窗口，生長鍺硅外延層，對鍺硅外延層注入P型雜質離子進行重摻雜形成發射區；

第7步，退火激活注入的雜質離子；

第8步，進行硅化物阻擋層的淀積、光刻和刻蝕，位于有源區上的硅化物阻擋層阻止有源區生成金屬硅化物，而有源區外的多晶硅層生成金屬硅化物層；再依次形成接觸孔、深接觸孔和金屬連線對發射極、基極和集電極的連接。

優選的，所述P型埋層的注入離子為硼，注入劑量為10¹⁴～10¹⁶cm^-2、能量小于15keV；所述N型埋層的注入離子為砷，注入劑量為10¹⁵～10¹⁶cm^-2、能量為50～100keV；所述N型深阱注入層的注入離子為磷，注入劑量為10¹⁴～10¹⁵cm^-2、能量為500～1500keV。

所述P型雜質離子注入層采用CMOS中P阱注入工藝形成，注入離子為硼，注入條件為低劑量10¹³～10¹⁴cm^-2、中等能量100～150keV。