[發明專利]硅鍺異質結雙極晶體管發射極的制作方法

在審

• 申請號: 201810477302.6
• 申請日: 2018-05-18
• 公開（公告）號: CN108615682A
• 公開（公告）日: 2018-10-02
• 發明（設計）人: 崔偉;楊永暉;李文;張霞;朱坤峰;黃東;錢呈;譚開洲;梁柳洪;汪璐
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第二十四研究所
• 主分類號: H01L21/331
• 分類號: H01L21/331;H01L21/027
• 代理公司: 重慶樂泰知識產權代理事務所(普通合伙) 50221
• 代理人: 劉佳

本發明公開一種硅鍺異質結雙極晶體管發射極的制作方法，包括：在襯底表面形成SiGe HBT晶體管基區窗口；在襯底的表面上形成SiGe材料層；在襯底的表面上形成SiGe HBT晶體管發射區窗口；在硅片表面上形成SiGe HBT晶體管多晶發射極；以及形成SiGe HBT晶體管。上述發明通過在第二多晶硅層上增加一層抗反射材料層，減小基區窗口底部和發射極周邊臺階側壁對多晶發射極光刻的反射，從而改善多晶發射極的形貌。同時該抗反射材料層還可以作為第三多晶硅層刻蝕時的停止層，可精確控制第二多晶硅層刻蝕，避免在后續刻蝕中損傷SiGe HBT的外基區材料層。

技術領域

本發明屬于一種半導體集成電路，特別涉及一種SiGeHBT晶體管發射極的制作方法。

背景技術

硅雙極晶體管器件要兼顧電流放大系數和擊穿，基區無法重摻雜，導致載流子渡越時間長，頻率低，無法滿足射頻通信系統等高頻電路的需求。在雙極晶體管基區硅材料中引入Ge形成SiGe合金半導體來調整其能帶結構，提高發射區的載流子注入效率，增大器件的電流放大倍數；其次利用SiGe基區的高摻雜，降低基區電阻，提高器件特征頻率。另外SiGe工藝與硅工藝相兼容，因此SiGe HBT(硅鍺異質結雙極晶體管)已經成為超高頻器件的主力軍。它被廣泛應用于通信系統的射頻前端組件。

SiGe HBT器件多晶發射極是大面積刻蝕，保留少數的多晶條。而SiGe HBT基區窗口刻蝕后會形成凹坑，在多晶發射極光刻時會存在側壁光學反射，另外其它臺階如有源區臺階也存在類似側壁光學反射，從而影響多晶發射極的形貌，形成畸變。

常規的SiGe HBT多晶發射極光刻采用底部抗發射涂層(Barc)或頂部抗反射涂層(Tarc)與光刻膠結合的復合結構。使用Barc時，不同區域Barc層厚薄不一致，會給刻蝕帶來不確定因素，存在對發射極多晶過刻蝕的弊端；使用Tarc層時，Tarc層在多晶發射極光刻顯影過程中顯掉了，底部光刻膠曝光量可進行優化調整，但無法達到理想的多晶發射極形貌；兩種方法在實際使用過程中均存在多晶發射極形貌畸變問題，改善效果不明顯。

發明內容

針對現有技術中存在的問題，本發明提供一種硅鍺異質結雙極晶體管發射極的制作方法，包括：

在襯底表面形成SiGe HBT晶體管基區窗口；

在襯底的表面上形成SiGe材料層；

在襯底的表面上形成SiGe HBT晶體管發射區窗口；

在硅片表面上形成SiGe HBT晶體管多晶發射極；以及

形成SiGe HBT晶體管。

進一步的，所述步驟“在襯底表面形成SiGe HBT晶體管基區窗口”包括：在有源區和場氧上淀積第一氧化硅層和第一多晶硅層；依次刻蝕第一多晶硅層和第一氧化硅層形成基區窗口。

進一步的，所述步驟“在襯底的表面上形成SiGe材料層”包括：對硅片表面進行淀積前清洗，清洗完成后在硅片表面生長SiGe復合層，該SiGe復合層包括硅緩沖層、SiGe層和硅蓋帽層。

進一步的，采用快速熱處理化學氣相淀積方法在硅片表面生長SiGe復合層。

進一步的，所述SiGe層包括鍺濃度快速上升區、平臺區和逐步降低區。

進一步的，所述步驟“在襯底的表面上形成SiGe HBT晶體管發射區窗口”包括：在SiGe復合層結構上依次淀積第二氧化硅層、第二多晶硅層及抗反射材料層；依次刻蝕抗反射材料層、第二多晶硅層和第二氧化硅層至硅蓋帽層，形成發射區窗口。

進一步的，所述步驟“在硅片表面上形成SiGe HBT晶體管多晶發射極”包括：用多晶硅填充所述發射區窗口和進行雜質摻雜，形成用作發射極的第三多晶硅層；在第三多晶硅層涂抗反射涂層和光刻膠，通過干法刻蝕形成多晶發射極。