[發(fā)明專利]寄生橫向型PNP器件及制造方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110363181.0
• 申請日: 2011-11-16
• 公開（公告）號: CN103117300A
• 公開（公告）日: 2013-05-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳帆;陳雄斌;薛愷;周克然;潘嘉;李昊;蔡瑩;陳曦
• 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;H01L29/06;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: 丁紀鐵

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，特別是涉及一種寄生橫向型PNP器件；本發(fā)明還涉及一種寄生橫向型PNP器件的制造方法。

背景技術(shù)

在射頻應(yīng)用中，需要越來越高的器件特征頻率，RFCMOS雖然在先進的工藝技術(shù)中可實現(xiàn)較高頻率，但還是難以完全滿足射頻要求，如很難實現(xiàn)40GHz以上的特征頻率，而且先進工藝的研發(fā)成本也是非常高；化合物半導(dǎo)體可實現(xiàn)非常高的特征頻率器件，但由于材料成本高、尺寸小的缺點，加上大多數(shù)化合物半導(dǎo)體有毒，限制了其應(yīng)用。鍺硅(SiGe)異質(zhì)結(jié)雙極晶體管(HBT)則是超高頻器件的很好選擇，首先其利用SiGe與硅(Si)的能帶差別，提高發(fā)射區(qū)的載流子注入效率，增大器件的電流放大倍數(shù)；其次利用SiGe基區(qū)的高摻雜，降低基區(qū)電阻，提高特征頻率；另外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力軍。在這種背景下，其對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)(不小于15)和截止頻率(不小于1G赫茲)。

現(xiàn)有SiGe?HBT采用高摻雜的集電區(qū)埋層，以降低集電區(qū)電阻，另外采用深槽隔離降低集電區(qū)和襯底之間的寄生電容，改善HBT的頻率特性。現(xiàn)有SiGe?HBT能采用寄生橫向型PNP器件，如圖1所示，為現(xiàn)有寄生橫向型PNP器件的電性原理圖，基極、發(fā)射極、集電極分別連接基區(qū)、發(fā)射區(qū)和集電區(qū)。現(xiàn)有寄生橫向型PNP器件工藝成熟可靠，但主要缺點有：1、基區(qū)的電流Ic通路為L型結(jié)構(gòu)，因此電流放大能力弱，頻率特性差。2、基區(qū)由邊上引出，器件面積大。3、集電區(qū)采用外延生長，外延成本高。4、深槽隔離工藝復(fù)雜，而且成本較高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種寄生橫向型PNP器件，能提高器件的電流增益、改善器件的頻率特性，能減少器件的面積、提高電流密度，能減少發(fā)射極和集電極的連接電阻。為此，本發(fā)明還提供一種寄生橫向型PNP器件的制造方法。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供的寄生橫向型PNP器件形成于硅襯底上，有源區(qū)由淺槽場氧隔離即有源區(qū)的隔離結(jié)構(gòu)為淺溝槽隔離(STI)，寄生橫向型PNP器件包括：

一基區(qū)，由形成于兩個相鄰的第一有源區(qū)和第二有源區(qū)中的N型注入層組成，所述第一有源區(qū)和所述第二有源區(qū)中間的所述淺槽場氧為第一淺槽場氧，位于所述第一有源區(qū)和所述第二有源區(qū)兩側(cè)的所述淺槽場氧分別為第二淺槽場氧和第三淺槽場氧，所述第一有源區(qū)和第二有源區(qū)中的N型注入層的深度大于所述淺槽場氧的深度并橫向延伸到所述第一淺槽場氧、第二淺槽場氧和第三淺槽場氧底部并連接成一個整體；在所述第一有源區(qū)頂部形成有第一N型多晶硅，在所述第二有源區(qū)頂部形成有第二N型多晶硅，所述第一N型多晶硅和所述第二N型多晶硅都和所述基區(qū)相接觸，在所述第一N型多晶硅和所述第二N型多晶硅的頂部分別形成有金屬接觸并分別引出第一基極和第二基極。

在所述第一淺槽場氧、第二淺槽場氧和第三淺槽場氧的底部都分別形成有一槽，在所述槽中填充有多晶硅，由填充于所述槽中的所述多晶硅形成多晶硅贗埋層，在所述多晶硅贗埋層中摻入有P型雜質(zhì)，所述P型雜質(zhì)還擴散至所述多晶硅贗埋層周側(cè)的所述硅襯底中形成第一P型摻雜區(qū)，所述多晶硅贗埋層和所述第一P型摻雜區(qū)都被所述基區(qū)的底部的所述N型注入層包圍并相接觸。

由所述第一淺槽場氧底部的所述多晶硅贗埋層和所述第一P型摻雜區(qū)組成發(fā)射區(qū)，在所述發(fā)射區(qū)的頂部的所述第一淺槽場氧中形成有深孔接觸，該深孔接觸和所述發(fā)射區(qū)相接觸并引出發(fā)射極。

由所述第二淺槽場氧和所述第三淺槽場氧底部的所述多晶硅贗埋層和所述第一P型摻雜區(qū)組成集電區(qū)，在所述集電區(qū)的頂部的所述第二淺槽場氧和所述第三淺槽場氧中分別形成有和所述集電區(qū)接觸的深孔接觸，位于所述第二淺槽場氧中的所述深孔接觸引出第一集電極、位于所述第三淺槽場氧中的所述深孔接觸引出第二集電極。

進一步的改進為，所述槽的寬度小于等于所述淺槽場氧的底部寬度，所述槽的深度為0.05微米～0.3微米。

進一步的改進為，所述發(fā)射區(qū)或所述集電區(qū)和所述基區(qū)頂部表面的距離由所述淺槽場氧的深度決定，所述淺槽場氧的深度為0.3微米～0.5微米。

進一步的改進為，所述發(fā)射區(qū)和所述集電區(qū)之間的距離由所述寄生橫向型PNP器件的電性要求決定且范圍為0.4微米～2微米。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供的寄生橫向型PNP器件的制造方法包括如下步驟：