[發(fā)明專利]鍺硅異質(zhì)結(jié)雙極晶體管及制造方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810024847.1
• 申請(qǐng)日: 2018-01-11
• 公開（公告）號(hào): CN108258037B
• 公開（公告）日: 2021-08-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 錢文生
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海華虹宏力半導(dǎo)體制造有限公司
• 主分類號(hào): H01L29/737
• 分類號(hào): H01L29/737;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: 郭四華

本發(fā)明公開了一種鍺硅異質(zhì)結(jié)雙極晶體管，集電區(qū)包括整體集電區(qū)和局部集電區(qū)并和贗埋層接觸；基區(qū)由形成于集電區(qū)表面的P型鍺硅外延層組成；發(fā)射區(qū)由形成于基區(qū)上部的N型多晶硅組成且分成底部多晶硅和頂部多晶硅。局部集電區(qū)和底部多晶硅的發(fā)射區(qū)窗口采用相同的光刻圖形定義實(shí)現(xiàn)局部集電區(qū)和底部多晶硅的完全對(duì)準(zhǔn)；外基區(qū)的離子注入前所述發(fā)射區(qū)窗口介質(zhì)層被去除，外基區(qū)的帶傾角的離子注入和底部多晶硅的側(cè)面自對(duì)準(zhǔn)，使底部多晶硅外被頂部多晶硅覆蓋的交疊外基區(qū)的摻雜增加從而降低基區(qū)電阻。本發(fā)明還公開了一種鍺硅異質(zhì)結(jié)雙極晶體管的制造方法。本發(fā)明能同時(shí)提高器件的特征頻率和最高振蕩頻率，適用于器件的超高頻的應(yīng)用需求，且工藝成本低。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體集成電路制造領(lǐng)域，特別是涉及一種鍺硅(SiGe)異質(zhì)結(jié)雙極晶體管(HBT)；本發(fā)明還涉及一種鍺硅異質(zhì)結(jié)雙極晶體管的制造方法。

背景技術(shù)

超高頻的射頻應(yīng)用要求改善鍺硅異質(zhì)結(jié)雙極晶體管(SiGe HBT)的特征頻率(F_t)和最高振蕩頻率(F_max)。特征頻率也稱為截止頻率，是電流增益為1時(shí)的頻率；最高振蕩頻率為功率增益為1時(shí)的頻率。

全自對(duì)準(zhǔn)SiGe HBT制作工藝能夠獲得很高的特征頻率和最高振蕩頻率，但制作工藝復(fù)雜，而且需要選擇性SiGe外延工藝。

如圖1所示，是現(xiàn)有鍺硅異質(zhì)結(jié)雙極晶體管結(jié)構(gòu)示意圖；圖1所示的器件為準(zhǔn)自對(duì)準(zhǔn)SiGe HBT，現(xiàn)有鍺硅異質(zhì)結(jié)雙極晶體管形成于P型硅襯底101上，有源區(qū)由場(chǎng)氧化層103隔離，包括：

集電區(qū)，包括整體集電區(qū)104和局部集電區(qū)105，所述整體集電區(qū)104由形成于整個(gè)所述有源區(qū)中的第一N型離子注入?yún)^(qū)組成，也稱為大集電區(qū)；在所述第一N型離子注入?yún)^(qū)的局部區(qū)域中疊加有第二N型離子注入?yún)^(qū)且由所述第二N型離子注入?yún)^(qū)和所述第一N型離子注入?yún)^(qū)疊加形成所述局部集電區(qū)105。

贗埋層102，由形成于所述有源區(qū)兩側(cè)的場(chǎng)氧化層103底部的重?fù)诫s的第三N型離子注入?yún)^(qū)組成，所述贗埋層102和所述整體集電區(qū)104以及所述局部集電區(qū)105接觸；在所述贗埋層102頂部形成有穿過所述場(chǎng)氧化層103的深孔接觸，通過所述深孔接觸將所述集電區(qū)連接到由正面金屬層組成的集電極。

基區(qū)106，由形成于所述集電區(qū)表面并延伸到所述集電區(qū)兩側(cè)的所述場(chǎng)氧化層103表面的P型鍺硅外延層組成，包括一本征基區(qū)和一外基區(qū)。

發(fā)射區(qū)109，由形成于所述基區(qū)106上部的N型多晶硅組成，且所述發(fā)射區(qū)109的N型多晶硅分成底部多晶硅和頂部多晶硅，所述底部多晶硅的位置由發(fā)射區(qū)窗口定義，所述發(fā)射區(qū)窗口由發(fā)射區(qū)窗口介質(zhì)層光刻刻蝕后形成；所述頂部多晶硅疊加在所述底部多晶硅的頂部且會(huì)延伸到所述底部多晶硅的兩側(cè)的發(fā)射區(qū)窗口介質(zhì)層表面。通常，發(fā)射區(qū)窗口介質(zhì)層由氧化層107和氮化層108疊加而成。

和所述底部多晶硅相接觸的所述基區(qū)106組成所述本征基區(qū)，所述本征基區(qū)外的所述基區(qū)106組成所述外基區(qū)。

在發(fā)射區(qū)109的側(cè)面形成由側(cè)墻如氧化硅側(cè)墻，在基區(qū)106的側(cè)面也形成有側(cè)墻。

在發(fā)射區(qū)109和外基區(qū)的表面形成有金屬硅化物110。

層間膜111覆蓋在整個(gè)器件的表面，在發(fā)射區(qū)109的頂部和外基區(qū)的頂部分別形成有對(duì)應(yīng)的穿過層間膜111的接觸孔112。在贗埋層102的頂部形成有同時(shí)穿過層間膜111和場(chǎng)氧化層103的深孔接觸113。正面金屬層114圖形化后形成器件的發(fā)射極、基極和集電極，發(fā)射極通過對(duì)應(yīng)的接觸孔112連接發(fā)射區(qū)109，基極通過對(duì)應(yīng)的接觸孔112連接對(duì)應(yīng)的外基區(qū)，集電極通過深孔接觸113連接贗埋層。

和全自對(duì)準(zhǔn)SiGe HBT不同，圖1所示的結(jié)構(gòu)為準(zhǔn)自對(duì)準(zhǔn)SiGe HBT，這種結(jié)構(gòu)工藝會(huì)簡(jiǎn)單一點(diǎn)，但是有如下缺點(diǎn)：