[發(fā)明專利]鍺硅HBT工藝中垂直寄生型PNP三極管及其制造方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110326340.X
• 申請(qǐng)日: 2011-10-24
• 公開（公告）號(hào): CN102412284A
• 公開（公告）日: 2012-04-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳帆;陳雄斌;薛凱;周克然;潘嘉;李昊;陳曦;蔡瑩
• 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

1.一種鍺硅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，其特征在于：

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)表面的鍺硅單晶、鍺硅多晶和多晶硅組成，在所述鍺硅單晶、所述鍺硅多晶和所述多晶硅都為P型摻雜使所述發(fā)射區(qū)為P型結(jié)構(gòu)；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。

2.如權(quán)利要求1所述的鍺硅HBT工藝中垂直寄生型PNP三極管，其特征在于：所述槽的深度為500埃～1500埃、寬度為0.2微米～0.4微米。

3.一種鍺硅HBT工藝中垂直寄生型PNP三極管的制造方法，其特征在于，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)氧中且和所述基區(qū)的側(cè)面鄰接；

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，和所述基區(qū)接觸的所述鍺硅層為鍺硅單晶，和所述淺槽場(chǎng)氧或所述所述介質(zhì)氧化層接觸的所述鍺硅層為鍺硅多晶；

步驟十、在所述鍺硅層上生長(zhǎng)第二介質(zhì)層，采用光刻刻蝕工藝，將發(fā)射區(qū)區(qū)域外部的所述第二介質(zhì)層和所述鍺硅層去除，其中所述發(fā)射區(qū)區(qū)域位于所述有源區(qū)上方且大小小于等于所述有源區(qū)的大小；再將所述第二介質(zhì)層完全去除，只在所述發(fā)射區(qū)區(qū)域上保留所述鍺硅層；

步驟十一、在去除所述第二介質(zhì)層后的所述硅襯底的正面淀積多晶硅，所述多晶硅在所述槽的位置處的厚度比其它區(qū)域要厚、在所述槽的位置處所述多晶硅的底部將所述槽完全填充；

步驟十二、采用光刻工藝將所述發(fā)射區(qū)區(qū)域用光刻膠保護(hù)起來(lái)，對(duì)所述發(fā)射區(qū)區(qū)域外的所述多晶硅就進(jìn)行刻蝕；刻蝕后，在所述槽的位置處所述多晶硅正好將所述槽填滿，其它所述發(fā)射區(qū)區(qū)域外的所述多晶硅都被去除；所述槽中的所述多晶硅和所述基區(qū)在所述基區(qū)的側(cè)面相接觸；去除所述發(fā)射區(qū)區(qū)域的光刻膠，由所述發(fā)射區(qū)區(qū)域的所述鍺硅層和所述多晶硅組成發(fā)射區(qū)，所述發(fā)射區(qū)通過所述鍺硅單晶和所述基區(qū)接觸；

步驟十三、采用光刻膠定義圖形，在所述發(fā)射區(qū)中進(jìn)行P型離子注入；

步驟十四、采用光刻膠定義圖形，對(duì)所述槽中的所述多晶硅進(jìn)行N型離子注入，由所述槽中且摻入N型雜質(zhì)的所述多晶硅形成所述外基區(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；

步驟十五、在所述贗埋層頂部的所述淺槽場(chǎng)氧中形成深孔接觸引出集電極；在所述外基區(qū)的頂部形成金屬接觸引出基極；在所述發(fā)射區(qū)的頂部形成金屬接觸引出發(fā)射極。