[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

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• 申請日: 2011-11-16
• 公開（公告）號: CN103117301A
• 公開（公告）日: 2013-05-22
• 發(fā)明（設計）人: 陳帆;陳雄斌;薛愷;周克然;潘嘉;李昊;蔡瑩;陳曦
• 申請（專利權）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;H01L29/08;H01L21/331
• 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

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)由淺槽場氧隔離，其特征在于，包括：

一集電區(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氧的底部深度；

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

一基區(qū)，由形成于所述有源區(qū)中的一N型離子注入?yún)^(qū)組成，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；在所述基區(qū)的周側的所述淺槽場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，由摻入N型雜質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)的側面相接觸，在所述外基區(qū)上形成有金屬接觸并引出基極；

一鍺硅生長前定義窗口，由形成于所述有源區(qū)上方的第一介質層定義而成，所述鍺硅生長前定義窗口位于所述有源區(qū)的正上方、所述鍺硅生長前定義窗口區(qū)域的所述第一介質層被去除而將形成于所述有源區(qū)中的所述基區(qū)露出；所述鍺硅生長前定義窗口的尺寸小于所述有源區(qū)尺寸、且所述鍺硅生長前定義窗口的尺寸為0.1微米～0.3微米；所述鍺硅生長前定義窗口的剖面結構呈一上邊小于等于底邊的正梯形、且該正梯形的底邊和側邊的夾角為70度～90度；

一發(fā)射區(qū)，由填充于所述鍺硅生長前定義窗口中且還延伸到所述鍺硅生長前定義窗口外側的所述第一介質層上的且為P型摻雜的鍺硅層組成，該鍺硅層的厚度為0.05微米～0.2微米并層多晶結構；所述發(fā)射區(qū)在所述鍺硅生長前定義窗口底部和所述基區(qū)相接觸；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.如權利要求1所述的鍺硅HBT工藝中垂直寄生型PNP三極管，其特征在于：所述第一介質層為氧化膜，氮化膜，氧化膜和氮化膜的復合膜，氧化膜和氮化膜和多晶硅的復合膜。

4.一種鍺硅HBT工藝中垂直寄生型PNP三極管的制作方法，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氧；

步驟四、在所述有源區(qū)進行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氧的底部深度，所述集電區(qū)的底部延伸到所述淺槽場氧底部并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)和所述淺槽場氧上形成第一介質層；

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)域為所述基區(qū)周側的所述淺槽場氧中；

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第一介質層；刻蝕后，在所述有源區(qū)上方形成鍺硅生長前定義窗口，所述鍺硅生長前定義窗口的尺寸小于所述有源區(qū)尺寸、且所述鍺硅生長前定義窗口的尺寸為0.1微米～0.3微米；所述鍺硅生長前定義窗口的剖面結構呈一上邊小于等于底邊的正梯形、且該正梯形的底邊和側邊的夾角為70度～90度；并進行過量刻蝕將所述槽的形成區(qū)域的所述淺槽場氧刻蝕掉并形成所述槽；所述槽和所述基區(qū)的側面相接觸，所述槽的深度小于等于所述基區(qū)的深度；

步驟九、在形成所述鍺硅生長前定義窗口和所述槽后的所述硅襯底的正面淀積厚度為0.05微米～0.2微米的鍺硅層，所述鍺硅層完全填充所述鍺硅生長前定義窗口、且填充于所述鍺硅生長前定義窗口中的所述鍺硅層為多晶硅結構，采用離子注入工藝對所述鍺硅層進行P型摻雜；在所述鍺硅層上形成第二介質層；

步驟十、采用光刻刻蝕工藝，將所述有源區(qū)外部的所述第二介質層和所述鍺硅層去除，位于所述有源區(qū)上方的所述鍺硅層組成發(fā)射區(qū)；

步驟十一、在形成所述發(fā)射區(qū)后的所述硅襯底的正面淀積多晶硅，所述多晶硅將所述槽完全填充，所述第二介質層將所述發(fā)射區(qū)和所述多晶硅隔離；

步驟十二、對所述多晶硅進行刻蝕，使所述多晶硅只保留于所述槽中，采用光刻膠定義圖形，對所述槽中的所述多晶硅進行N型離子注入，由所述槽中且摻入N型雜質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)的側面相接觸；

步驟十三、在所述贗埋層頂部的所述淺槽場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。