[發明專利]鍺硅HBT工藝中垂直寄生型PNP三極管及制作方法

有效

• 申請號: 201110409888.0
• 申請日: 2011-12-09
• 公開（公告）號: CN103165667A
• 公開（公告）日: 2013-06-19
• 發明（設計）人: 陳帆;陳雄斌;劉冬華;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，有源區由淺槽場氧隔離，其特征在于，包括：

一集電區，由形成于所述有源區中的一P型離子注入區組成，所述集電區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周側的所述淺槽場氧底部的P型離子注入區組成，所述贗埋層和所述集電區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，由形成于所述有源區中的一N型離子注入區組成，所述基區位于所述集電區上部并和所述集電區相接觸；

一鍺硅生長前定義窗口，由形成于所述有源區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的正上方、所述鍺硅生長前定義窗口區域的所述第一介質層被去除而將形成于所述有源區中的所述基區露出；所述鍺硅生長前定義窗口的尺寸小于所述有源區尺寸、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；

一發射區，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微米并呈多晶結構；所述發射區的頂部和底部尺寸都小于所述有源區尺寸，所述發射區的區域外的所述第一介質層都被去除；所述發射區在所述鍺硅生長前定義窗口底部和所述基區相接觸；在所述發射區頂部形成有金屬接觸并引出發射極；

在所述發射區周側的所述有源區上部形成有N型發射極多晶硅，所述發射極多晶硅和所述基區相接觸并作為所述基區的引出端，在所述發射極多晶硅上形成有金屬接觸，該金屬接觸和所述發射極多晶硅接觸并引出基極。

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。

3.一種鍺硅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和淺溝槽；

步驟二、在所述有源區進行N型離子注入形成基區；所述基區的深度小于所述淺溝槽的底部深度；

步驟三、在所述淺溝槽底部進行P型離子注入形成贗埋層；

步驟四、進行退火工藝，所述贗埋層橫向和縱向擴散進入所述有源區中；

步驟五、在所述淺溝槽中填入氧化硅形成淺槽場氧；

步驟六、在所述有源區中進行P型離子注入形成集電區，所述集電區的深度大于或等于所述淺槽場氧的底部深度，所述集電區在底部和所述贗埋層形成接觸；所述集電區的頂部和所述基區形成接觸；

步驟七、在所述有源區和所述淺槽場氧上形成第一介質層；

步驟八、用光刻膠定義圖形，所述光刻膠在所述基區和后續要形成的發射區的接觸區域處形成窗口；所述基區和所述發射區的接觸區域位于所述有源區上方且小于所述有源區的大?。?/p>

步驟九、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；

步驟十、在形成所述鍺硅生長前定義窗口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；

步驟十一、采用光刻刻蝕工藝對所述鍺硅層和所述第一介質層進行刻蝕形成發射區；所述發射區在所述鍺硅生長前定義窗口底部和所述基區相接觸，所述發射區的頂部所述鍺硅層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；所述發射區的頂部和底部尺寸都小于所述有源區尺寸，所述發射區的區域外的所述第一介質層都被去除；

步驟十二、在形成所述發射區后的所述硅襯底的正面淀積所述第二介質層，所述第二介質層將所述發射區和所述發射區外部的所述有源區和所述淺槽場氧都覆蓋；采用光刻刻蝕工藝對所述第二介質層進行刻蝕，刻蝕后的所述第二介質層將所述發射區的頂面和側面都覆蓋并將所述發射區周側的所述有源區表面露出；

步驟十三、在刻蝕了所述第二介質層后的所述硅襯底的正面淀積發射極多晶硅；

步驟十四、采用光刻刻蝕工藝對所述發射極多晶硅進行刻蝕，刻蝕后的所述發射極多晶硅位于所述發射區周側的的所述有源區上部并延伸到所述有源區周側的所述淺槽場氧上，所述發射區頂部的所述發射極多晶硅和所述第二介質層也被刻蝕掉；所述發射極多晶硅的底部和所述基區相接觸；

步驟十五、對所述發射極多晶硅進行N型離子注入摻雜；對所述發射區進行P型離子注入摻雜；

步驟十六、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；在所述發射極多晶硅的頂部形成金屬接觸引出基極；在所述發射區的頂部形成金屬接觸引出發射極。