[發(fā)明專利]鍺硅HBT器件及制造方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210004445.8
• 申請日: 2012-01-06
• 公開（公告）號: CN103050519A
• 公開（公告）日: 2013-04-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉冬華;段文婷;錢文生;胡君;石晶
• 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;H01L29/10;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(jì)鐵

1.一種鍺硅HBT器件，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：

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；

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；所述基區(qū)的尺寸小于所述有源區(qū)的尺寸、且所述基區(qū)位于所述有源區(qū)的中間區(qū)域的上方；

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、且所述發(fā)射區(qū)位于所述基區(qū)的中間區(qū)域的上方；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；

在所述基區(qū)周側(cè)的所述有源區(qū)上方形成有金屬接觸，該金屬接觸和所述集電區(qū)接觸并引出集電極。

2.如權(quán)利要求1所述的鍺硅HBT器件，其特征在于：在所述發(fā)射區(qū)的側(cè)面和所述基區(qū)的側(cè)面都形成有氧化硅側(cè)墻。

3.一種鍺硅HBT器件的制造方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟一、采用光刻刻蝕工藝在硅襯底上形成淺溝槽和有源區(qū)；

步驟二、在所述淺溝槽中填充氧化物形成淺槽場氧；

步驟三、在所述有源區(qū)中進行N型雜質(zhì)離子注入形成集電區(qū)；

步驟四、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)的尺寸小于所述有源區(qū)的尺寸，且所述基區(qū)位于所述有源區(qū)的中央?yún)^(qū)域的上方；所述基區(qū)和所述集電區(qū)形成接觸；

步驟五、在所述基區(qū)上方形成發(fā)射區(qū)，所述發(fā)射區(qū)由N型多晶硅刻蝕后形成；所述發(fā)射區(qū)的尺寸小于所述基區(qū)的尺寸，且所述發(fā)射區(qū)位于所述基區(qū)的中央?yún)^(qū)域的上方；所述發(fā)射區(qū)和所述基區(qū)形成接觸；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)的為外基區(qū)；

步驟六、采用離子注入工藝在所述外基區(qū)中摻入P型雜質(zhì)；

步驟七、在所述外基區(qū)的頂部形成金屬接觸，該金屬接觸和所述外基區(qū)接觸并引出基極；在所述發(fā)射區(qū)的頂部形成金屬接觸，該金屬接觸和所述發(fā)射區(qū)接觸并引出發(fā)射極；在所述基區(qū)外側(cè)的所述有源區(qū)中形成金屬接觸，該金屬接觸和所述集電區(qū)接觸并引出集電極。

4.如權(quán)利要求3所述的鍺硅HBT器件的制造方法，其特征在于：步驟三中所述集電區(qū)的N型離子注入工藝條件為：注入劑量1e12cm^-2～5e14cm^-2，注入能量為20KeV～400KeV。

5.如權(quán)利要求3所述的鍺硅HBT器件的制造方法，其特征在于：步驟四中形成所述基區(qū)前還包括形成基區(qū)窗口的步驟，先在所述硅襯底上淀積第一介質(zhì)層，再刻蝕所述第一介質(zhì)層形成所述基區(qū)窗口，所述基區(qū)窗口位于所述有源區(qū)的中央?yún)^(qū)域的上方，所述基區(qū)窗口定義出所述集電區(qū)和所述基區(qū)的接觸區(qū)域。

6.如權(quán)利要求3所述的鍺硅HBT器件的制造方法，其特征在于：步驟五中形成所述發(fā)射區(qū)前還包括形成發(fā)射區(qū)窗口的步驟，先在所述硅襯底上淀積第二介質(zhì)層，所述第二介質(zhì)層和所述鍺硅外延層相接觸；刻蝕所述第二介質(zhì)層形成發(fā)射區(qū)窗口，所述發(fā)射區(qū)窗口位于所述基區(qū)的正上方且比所述基區(qū)的尺寸要小；所述發(fā)射區(qū)窗口定義出所述基區(qū)和所述發(fā)射區(qū)的接觸區(qū)域。

7.如權(quán)利要求3所述的鍺硅HBT器件的制造方法，其特征在于：步驟五中所述發(fā)射區(qū)的N型多晶硅的采用離子注入工藝進行摻雜并采用熱退火工藝進行激活，離子注入的工藝條件為：注入雜質(zhì)為磷或砷、注入劑量5e14cm^-2～1e16cm^-2、注入能量為20KeV～400KeV，熱退火的工藝條件為：退火溫度為950℃～1050℃、退火時間為5秒～30秒。

8.如權(quán)利要求3所述的鍺硅HBT器件的制造方法，其特征在于：步驟六中的所述外基區(qū)的P型雜質(zhì)之后，還包括在所述發(fā)射區(qū)的側(cè)面和所述基區(qū)的側(cè)面形成氧化硅側(cè)墻的工藝。