[發明專利]金屬硅化物自對準鍺硅異質結雙極晶體管及其制備方法

有效

• 申請號: 201210161189.3
• 申請日: 2012-05-22
• 公開（公告）號: CN102790079A
• 公開（公告）日: 2012-11-21
• 發明（設計）人: 付軍;王玉東;張偉;李高慶;吳正立;崔杰;趙悅;劉志弘
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: H01L29/423
• 分類號: H01L29/423;H01L29/737;H01L21/28;H01L21/331
• 代理公司: 北京中偉智信專利商標代理事務所 11325
• 代理人: 張岱

1.一種金屬硅化物自對準鍺硅異質結雙極晶體管，所述晶體管主要包括Si集電區、局部介質區、Si集電區和局部介質區上方的基區、基區上方的重摻雜多晶硅發射區和發射區-基區隔離介質區、發射區-基區隔離介質區圍成的發射區窗口下的重摻雜單晶發射區、基區表面的基區低電阻金屬硅化物層、接觸孔介質層、發射極金屬電極以及基極金屬電極；其中，所述基區由單晶鍺硅基區、重摻雜單晶鍺硅基區和重摻雜多晶鍺硅基區組成；所述發射區-基區隔離介質區由L形氧化硅層和氮化硅側墻構成，其特征在于：所述基區低電阻金屬硅化物層一直延伸至發射區-基區隔離介質區外側。

2.一種金屬硅化物自對準鍺硅異質結雙極晶體管制備方法，其特征在于，所述方法至少包括下述步驟：

2.1制備第一導電類型的Si外延層，在所得Si外延層中形成局部介質區，Si外延層中未形成局部介質區的部分為Si集電區；

2.2在所得結構上制備第二導電類型的鍺硅基區，在對應Si集電區的位置形成單晶鍺硅基區，在對應局部介質區的位置形成多晶鍺硅基區；

2.3淀積或濺射金屬層；

2.4淀積第一氧化硅層；

2.5有選擇性地先后去掉第一氧化硅層和金屬層的中間部分，形成第一窗口，露出單晶鍺硅基區表面的中間部分；

2.6淀積第二氧化硅層；

2.7淀積氮化硅層，再利用各向異性刻蝕方法在第一窗口內邊緣形成氮化硅側墻；

2.8去除未被氮化硅側墻覆蓋的第二氧化硅層，形成L形氧化硅層和氮化硅側墻構成的發射區-基區隔離介質區，所述發射區-基區隔離介質區圍成發射區窗口，露出單晶鍺硅基區表面的中間部分；?

2.9淀積多晶硅層，并將所述多晶硅層重摻雜為第一導電類型多晶硅層；

2.10在多晶硅層上形成保護層，然后將未被保護層掩蔽的多晶硅層和第一氧化硅層刻蝕掉，形成重摻雜的第一導電類型的多晶硅發射區；

2.11在所得結構上進行第二導電類型的離子注入，在保護層的掩蔽下形成第二導電類型的重摻雜單晶鍺硅基區和重摻雜多晶鍺硅基區；去除保護層；

2.12金屬層分別與其所接觸的重摻雜多晶鍺硅基區、重摻雜單晶鍺硅基區和部分單晶鍺硅基區發生硅化反應得到基區低電阻金屬硅化物層；步驟2.10形成的重摻雜的第一導電類型的多晶硅發射區中的雜質通過發射區窗口向下外擴散形成第一導電類型的重摻雜單晶發射區；

2.13制備接觸孔，引出發射極金屬電極和基極金屬電極。

3.根據權利要求2所述的金屬硅化物自對準鍺硅異質結雙極晶體管制備方法，其特征在于，步驟2.1中在Si外延層中制備局部介質區的方法為挖槽再填充介質材料或局部氧化。

4.根據權利要求2所述的金屬硅化物自對準鍺硅異質結雙極晶體管制備方法，其特征在于，步驟2.3中金屬層的材質為鈦、鈷或鎳中的一種。

5.根據權利要求2所述的金屬硅化物自對準鍺硅異質結雙極晶體管制備方法，其特征在于，步驟2.6中第二氧化硅層的厚度為5nm至50nm之間。

6.根據權利要求2所述的金屬硅化物自對準鍺硅異質結雙極晶體管制備方法，其特征在于，步驟2.7中氮化硅側墻的形成方法是先淀積氮化硅再進行各向異性刻蝕，所述側墻的寬度在10nm到500nm之間。

7.根據權利要求2所述的金屬硅化物自對準鍺硅異質結雙極晶體管制備方法，其特征在于，步驟2.9中將所述多晶硅層重摻雜為第一導電類型多晶硅層的方法為在淀積多晶硅層過程中采用原位摻雜的方法，或者在淀積之后采用劑量大于10¹⁴/cm²的離子注入的方法。?

8.根據權利要求2所述的金屬硅化物自對準鍺硅異質結雙極晶體管制備方法，其特征在于，步驟2.10中形成的保護層和在所述保護層的掩蔽下刻蝕形成的重摻雜的第一導電類型的多晶硅發射區對于第一窗口每邊的覆蓋尺寸不小于光刻最小套準尺寸。

9.根據權利要求2所述的金屬硅化物自對準鍺硅異質結雙極晶體管制備方法，其特征在于，步驟2.12中形成基區低電阻金屬硅化物層的方法為利用一次或者多次快速熱退火工藝。

10.根據權利要求2所述的金屬硅化物自對準鍺硅異質結雙極晶體管制備方法，其特征在于，步驟2.12中重摻雜的第一導電類型的多晶硅發射區中的雜質通過發射區窗口向下外擴散形成第一導電類型的重摻雜單晶發射區的方法為利用上述形成基區低電阻金屬硅化物層的一次或多次快速熱退火工藝，或者利用在此之前或者之后的快速熱退火或者其他熱擴散推進工藝。?