[發(fā)明專利]鍺硅異質(zhì)結(jié)雙極型晶體管及其制造方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210004111.0
• 申請(qǐng)日: 2012-01-06
• 公開（公告）號(hào): CN103050518A
• 公開（公告）日: 2013-04-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉冬華;石晶;段文婷;錢文生;胡君
• 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;H01L29/08;H01L29/40;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)體集成電路領(lǐng)域，特別是涉及一種鍺硅(SiGe)異質(zhì)結(jié)雙極型晶體管(HBT)。本發(fā)明還涉及鍺硅異質(zhì)結(jié)雙極型晶體管的制造方法。

背景技術(shù)

由于現(xiàn)代通信對(duì)高頻帶下高性能、低噪聲和低成本的RF組件的需求，現(xiàn)有的Si材料器件無法滿足性能規(guī)格、輸出功率和線性度新的要求，功率SiGe?HBT則在更高、更寬的頻段的功放中發(fā)揮重要作用。與砷化鎵器件相比，雖然SiGe?HBT在頻率上還處劣勢，但SiGe?HBT憑著更好的熱導(dǎo)率和良好的襯底機(jī)械性能，較好地解決了功放的散熱問題，SiGe?HBT還具有更好的線性度、更高集成度；SiGe?HBT仍然屬于硅基技術(shù)，和CMOS工藝有良好的兼容性，SiGe?BiCMOS工藝為功放與邏輯控制電路的集成提供極大的便利，也降低了工藝成本。

國際上目前已經(jīng)廣泛采用SiGe?HBT作為高頻大功率功放器件應(yīng)用于無線通訊產(chǎn)品，如手機(jī)中的功率放大器和低噪聲放大器等。為了提高射頻功率放大器的輸出功率，在器件正常工作范圍內(nèi)通過提高工作電流和提高工作電壓都是有效的方式。通過各種工藝設(shè)計(jì)和器件設(shè)計(jì)來減小鍺硅HBT的集電區(qū)電阻對(duì)降低功耗和提高器件的最高振蕩頻率也至關(guān)重要。同時(shí)，減小器件的尺寸對(duì)提高集成電路的集成度和減小一些寄生參數(shù)(如基區(qū)電阻、集電區(qū)電阻、電容等)、提高器件的性能也是重要的手段。對(duì)于用于鍺硅HBT，高耐壓器件可使電路在相同功率下獲得較小電流，從而降低功耗，因而需求廣泛。因此在如何保持器件的特征頻率的同時(shí)進(jìn)一步提高SiGe?HBT耐壓越來越成為鍺硅HBT器件的研究熱點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種鍺硅異質(zhì)結(jié)雙極型晶體管，能改善集電區(qū)的電場分布，提高集電區(qū)和基區(qū)之間的結(jié)擊穿電壓從而提高器件的擊穿電壓，能縮小器件的面積，減少基區(qū)和集電區(qū)的結(jié)電容并提高器件的頻率特性。為此，本發(fā)明還提供一種鍺硅異質(zhì)結(jié)雙極型晶體管的制造方法。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供的鍺硅異質(zhì)結(jié)雙極型晶體管形成于硅襯底上，有源區(qū)由淺槽場氧隔離，鍺硅異質(zhì)結(jié)雙極型晶體管包括：

集電區(qū)，由形成于所述有源區(qū)中的一N型離子注入?yún)^(qū)組成，所述集電區(qū)深度大于所述淺槽場氧底部的深度、且所述集電區(qū)橫向延伸進(jìn)入所述有源區(qū)周側(cè)的淺槽場氧底部。

贗埋層，由形成于所述有源區(qū)周側(cè)的淺槽場氧底部的N型離子注入?yún)^(qū)組成，所述贗埋層和所述有源區(qū)的邊緣相隔一段距離并和所述集電區(qū)的延伸部分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，該深孔接觸引出集電極。

多晶硅場板，形成于所述有源區(qū)周側(cè)的所述淺槽場氧的上，所述多晶硅場板覆蓋的區(qū)域包括所述集電區(qū)的延伸到所述淺槽場氧底部的部分以及所述贗埋層的一部分；在所述多晶硅場板上方形成有金屬接觸，該金屬接觸和所述集電極相連。

基區(qū)，由形成于所述有源區(qū)上的P型鍺硅外延層組成，所述基區(qū)在所述有源區(qū)的表面和所述集電區(qū)相接觸。

發(fā)射區(qū)，由形成于所述基區(qū)上部的N型多晶硅組成，所述發(fā)射區(qū)和所述基區(qū)相接觸，所述發(fā)射區(qū)的尺寸小于所述基區(qū)的尺寸；在所述發(fā)射區(qū)的頂部形成有金屬接觸，該金屬接觸和所述發(fā)射區(qū)接觸并引出發(fā)射極。

和所述發(fā)射區(qū)相接觸的所述基區(qū)為本征基區(qū)，所述本征基區(qū)外側(cè)的所述基區(qū)為外基區(qū)，所述外基區(qū)的摻雜濃度大于所述本征基區(qū)的摻雜濃度；在所述外基區(qū)的頂部形成有金屬接觸，該金屬接觸和所述外基區(qū)接觸并引出基極。

進(jìn)一步的改進(jìn)是，在所述發(fā)射區(qū)的側(cè)面、所述基區(qū)的側(cè)面和所述多晶硅場板的側(cè)面都形成有側(cè)墻。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供的鍺硅異質(zhì)結(jié)雙極型晶體管的制造方法包括如下步驟：

步驟一、在硅襯底上形成淺溝槽和有源區(qū)。

步驟二、在所述有源區(qū)周側(cè)的所述淺溝槽的底部的進(jìn)行N型離子注入形成贗埋層，所述贗埋層和所述有源區(qū)的邊緣相隔一橫向距離。

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)中進(jìn)行N型離子注入形成集電區(qū)，所述集電區(qū)深度大于所述淺槽場氧底部的深度、且所述集電區(qū)橫向延伸進(jìn)入所述有源區(qū)周側(cè)的所述淺槽場氧底部并和所述贗埋層形成接觸。

步驟五、在所述硅襯底正面淀積一層多晶硅并刻蝕形成多晶硅場板，所述多晶硅場板位于所述有源區(qū)周側(cè)的所述淺槽場氧的上，所述多晶硅場板覆蓋的區(qū)域包括所述集電區(qū)的延伸到所述淺槽場氧底部的部分以及所述贗埋層的一部分。

步驟六、在所述有源區(qū)上方形成基區(qū)，所述基區(qū)由一P型硅鍺外延層刻蝕后形成，所述基區(qū)和所述集電區(qū)形成接觸。