[發(fā)明專利]鍺硅HBT工藝中垂直寄生型PNP三極管及制作方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110326310.9
• 申請(qǐng)日: 2011-10-24
• 公開（公告）號(hào): CN103066118A
• 公開（公告）日: 2013-04-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳帆;王永成;陳雄斌
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海華虹NEC電子有限公司
• 主分類號(hào): H01L29/737
• 分類號(hào): H01L29/737;H01L29/06;H01L21/331
• 代理公司: 上海浦一知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31211
• 代理人: 丁紀(jì)鐵

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體集成電路制造領(lǐng)域，特別是涉及一種鍺硅HBT工藝中垂直寄生型PNP三極管，本發(fā)明還涉及一種鍺硅HBT工藝中垂直寄生型PNP三極管的制作方法。

背景技術(shù)

在射頻應(yīng)用中，需要越來(lái)越高的器件特征頻率。在BiCMOS工藝技術(shù)中，NPN三極管，特別是鍺硅(SiGe)異質(zhì)結(jié)三極管(HBT)或者鍺硅碳異質(zhì)結(jié)三極管(SiGeC?HBT)則是超高頻器件的很好選擇。并且SiGe工藝基本與硅工藝相兼容，因此SiGe?HBT已經(jīng)成為超高頻器件的主流之一。在這種背景下，其對(duì)輸出器件的要求也相應(yīng)地提高，比如具有一定的電流增益系數(shù)和截止頻率。

現(xiàn)有技術(shù)中輸出器件能采用垂直型寄生PNP三極管，現(xiàn)有BiCMOS工藝中垂直寄生型PNP器件的集電極的引出通常先由一形成于淺槽隔離(STI)即淺槽場(chǎng)氧底部的埋層或阱和器件的集電區(qū)相接觸并將集電區(qū)引出到和集電區(qū)相鄰的另一個(gè)有源區(qū)中、通過(guò)在該另一個(gè)有源區(qū)中形成金屬接觸引出集電極。這樣的做法是由其器件的垂直結(jié)構(gòu)特點(diǎn)所決定的。其缺點(diǎn)是器件面積大，集電極的連接電阻大。由于現(xiàn)有技術(shù)中的集電極的引出要通過(guò)一和集電區(qū)相鄰的另一個(gè)有源區(qū)來(lái)實(shí)現(xiàn)、且該另一個(gè)有源區(qū)和集電區(qū)間需要用STI或者其他場(chǎng)氧來(lái)隔離，這樣就大大限制了器件尺寸的進(jìn)一步縮小。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種鍺硅HBT工藝中垂直寄生型PNP三極管，能用作高速、高增益HBT電路中的輸出器件，為電路提供多一種器件選擇，能有效地縮小器件面積、減小器件的寄生效應(yīng)、減小PNP管的集電極電阻、提高器件的性能；本發(fā)明還提供一種鍺硅HBT工藝中垂直寄生型PNP三極管的制作方法，無(wú)須額外的工藝條件，能夠降低生產(chǎn)成本。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供的鍺硅HBT工藝中垂直寄生型PNP三極管形成于硅襯底上，有源區(qū)由淺槽場(chǎng)氧隔離。

PNP三極管的基區(qū)由形成于所述有源區(qū)中的一N型離子注入?yún)^(qū)組成；在所述基區(qū)的周側(cè)的所述淺槽場(chǎng)氧中形成一和所述基區(qū)相接觸的槽，位于所述槽中的所述淺槽場(chǎng)氧都被去除，所述槽的深度小于等于所述基區(qū)的深度，在所述槽中填充有多晶硅并在所述多晶硅中摻入了N型雜質(zhì)，由摻入N型雜質(zhì)的所述多晶硅形成外基區(qū)，所述外基區(qū)和所述基區(qū)在所述基區(qū)的側(cè)面相接觸，在所述外基區(qū)上形成有金屬接觸并引出基極。

所述PNP三極管的集電區(qū)由形成于所述有源區(qū)中的一P型離子注入?yún)^(qū)組成，所述集電區(qū)的深度大于或等于所述淺槽場(chǎng)氧的底部深度；所述基區(qū)位于所述集電區(qū)上部并和所述集電區(qū)相接觸。

所述PNP三極管還包括一贗埋層，由形成于所述集電區(qū)周側(cè)的所述淺槽場(chǎng)氧底部的P型離子注入?yún)^(qū)組成，所述贗埋層和所述集電區(qū)在所述淺槽場(chǎng)氧底部相接觸，在所述贗埋層頂部的所述淺槽場(chǎng)氧中形成有深孔接觸并引出集電極。

所述PNP三極管的發(fā)射區(qū)由形成于所述有源區(qū)表面的且為P型摻雜的鍺硅層組成；所述發(fā)射區(qū)和所述基區(qū)形成接觸，在所述發(fā)射區(qū)頂部形成有金屬接觸并引出發(fā)射極。

進(jìn)一步的改進(jìn)是，所述槽的深度為500埃～1500埃、寬度為0.2微米～0.4微米。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供的鍺硅HBT工藝中垂直寄生型PNP三極管的制作方法包括如下步驟：

步驟一、采用刻蝕工藝在硅襯底上形成有源區(qū)和淺溝槽。

步驟二、在所述淺溝槽底部進(jìn)行P型離子注入形成贗埋層。

步驟三、在所述淺溝槽中填入氧化硅形成淺槽場(chǎng)氧。

步驟四、在所述有源區(qū)進(jìn)行N型離子注入形成基區(qū)；所述基區(qū)的深度小于所述淺溝槽的底部深度。

步驟五、在所述有源區(qū)中進(jìn)行P型離子注入形成集電區(qū)，所述集電區(qū)的深度大于或等于所述淺槽場(chǎng)氧的底部深度，所述集電區(qū)在底部和所述贗埋層形成接觸；所述集電區(qū)的頂部和所述基區(qū)形成接觸。

步驟六、在所述有源區(qū)和所述淺槽場(chǎng)氧上形成介質(zhì)氧化層。

步驟七、用光刻膠定義圖形，所述光刻膠在所述基區(qū)和后續(xù)要形成的發(fā)射區(qū)的接觸區(qū)域處、以及后續(xù)要形成的所述槽的區(qū)域處形成窗口；所述基區(qū)和所述發(fā)射區(qū)的接觸區(qū)域位于所述有源區(qū)上方且小于等于所述有源區(qū)的大小，所述槽的形成區(qū)域?yàn)樗龌鶇^(qū)周側(cè)的所述淺槽場(chǎng)氧中。

步驟八、采用干法加濕法刻蝕工藝刻蝕所述光刻膠形成的窗口下方的所述介質(zhì)氧化層，并進(jìn)行過(guò)量刻蝕將所述槽的形成區(qū)域的所述淺槽場(chǎng)氧刻蝕掉并形成所述槽；所述槽和所述基區(qū)的側(cè)面相接觸，所述槽的深度小于等于所述基區(qū)的深度。

步驟九、在形成所述槽后的所述硅襯底的正面淀積鍺硅層并采用離子注入工藝進(jìn)行P型摻雜；在所述鍺硅層上形成第二介質(zhì)層。