專利名稱：硅-鍺異質(zhì)結(jié)雙極晶體管及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體集成電路器件，特別是涉及一種硅-鍺異質(zhì)結(jié)雙極晶體管。
背景技術(shù)：
異質(zhì)結(jié)雙極晶體管(HBT)由寬禁帶的發(fā)射區(qū)，重?fù)诫s、帶隙較小的基區(qū)和寬禁帶 的集電區(qū)材料組成，如發(fā)射區(qū)由硅構(gòu)成、基區(qū)由硅鍺合金(通常簡(jiǎn)寫為硅-鍺)構(gòu)成、集電 區(qū)由硅構(gòu)成的硅-鍺HBT。硅-鍺HBT的基區(qū)能帶間隙比發(fā)射區(qū)小，并且與硅集成電路工藝 完全兼容，適合制造高集成度、高速度、與硅半導(dǎo)體制造工藝高度兼容的半導(dǎo)體器件，被廣 泛應(yīng)用于高頻高速通信領(lǐng)域。請(qǐng)參閱圖1 (i)，這是一種現(xiàn)有的硅_鍺HBT的示意圖。硅襯底101之上依次是埋 層103和外延層102，硅襯底101、外延層102和埋層103的兩側(cè)是深隔離層104，深隔離層 104之上和部分外延層102之上有淺隔離層105。外延層102內(nèi)有集電區(qū)106和集電極引 出區(qū)107。集電區(qū)106之上有硅鍺合金內(nèi)基區(qū)108a，部分淺隔離區(qū)105之上和部分外延層 102之上有硅鍺合金外基區(qū)108b。內(nèi)基區(qū)108a之上有絕緣層109a和T型發(fā)射極110a，絕 緣層109a和T型發(fā)射極IlOa的兩側(cè)有側(cè)墻111a。現(xiàn)有的硅-鍺HBT器件中，內(nèi)基區(qū)108a和外基區(qū)108b是硅鍺合金，化學(xué)式表示為 SixGei_x或者Ge1Jix，其中χ為正整數(shù)；發(fā)射極IlOa通常采用多晶硅；集電區(qū)106通常采 用有摻雜的硅(單晶硅)。出于盡可能增大放大系數(shù)和升高截止頻率的需求，一般發(fā)射極 1 IOa都是T形結(jié)構(gòu)，其通過(guò)T形結(jié)構(gòu)兩肩膀部位下方的絕緣層109a和硅鍺合金的內(nèi)外基區(qū) 108a、108b相隔離，并通過(guò)一個(gè)很小的發(fā)射極窗口(即T形結(jié)構(gòu)的底部)與內(nèi)基區(qū)108a相 連。現(xiàn)有的硅_鍺異質(zhì)結(jié)雙極晶體管的制造方法包括如下步驟開(kāi)始時(shí)的狀態(tài)，請(qǐng)參閱圖1 (a)，在硅襯底101上淀積有外延層102，通過(guò)離子注入 工藝在硅襯底101和外延層102之間形成埋層103，在硅襯底101、外延層102和埋層103 的兩側(cè)形成深隔離層104，在深隔離層104和部分外延層102之上淀積有淺隔離層105，在 外延層102中通過(guò)離子注入工藝形成集電區(qū)106和集電極引出區(qū)107，在外延層102和淺隔 離層105之上(即此時(shí)的硅片表面)淀積有一層硅鍺合金基區(qū)108。第1步，請(qǐng)參閱圖1(b)，在硅片表面淀積一層絕緣介質(zhì)109。第2步，請(qǐng)參閱圖1(c)，在硅片表面刻蝕出矩形的發(fā)射極窗口 109a，該發(fā)射極窗口 109a在集電區(qū)106的正上方，發(fā)射極窗口 109a的底部是基區(qū)108的上表面。第3步，請(qǐng)參閱圖1(d)，在硅片表面淀積一層多晶硅110。由于發(fā)射極窗口 109a 的存在，發(fā)射極窗口 109a正上方的多晶硅110的上表面會(huì)出現(xiàn)明顯的凹陷。第4步，請(qǐng)參閱圖1 (e)，采用光刻和刻蝕工藝刻蝕出T型多晶硅發(fā)射極110a，發(fā)射 極IlOa的T型結(jié)構(gòu)的兩肩膀部位之下殘留的絕緣介質(zhì)形成了發(fā)射極IlOa與基區(qū)108之間 的絕緣層109b。
第5步，請(qǐng)參閱圖1 (f)，在硅片表面淀積一層絕緣介質(zhì)111。第6步，請(qǐng)參閱圖1 (g)，采用干法刻蝕的反刻工藝刻蝕硅片表面的絕緣介質(zhì)111， 直至刻蝕到基區(qū)108時(shí)停止刻蝕。發(fā)射極IlOa和絕緣層109b的兩側(cè)殘留有部分絕緣介質(zhì) 形成了側(cè)墻111a。第7步，請(qǐng)參閱圖1(h)，采用離子注入工藝在兩側(cè)墻Illa之外的基區(qū)108進(jìn)行ρ 型雜質(zhì)的例子注入，形成外基區(qū)108b，剩余的部分基區(qū)成為內(nèi)基區(qū)108a。第8步，請(qǐng)參閱圖l(i)，將集電極引出區(qū)107上方、且在兩個(gè)淺隔離層105之間的 外基區(qū)108a刻蝕掉，直至刻蝕到外延層102或集電極引出區(qū)107時(shí)停止刻蝕。上述硅-鍺HBT及其制造方法具有三個(gè)不足，詳述如下。第一，上述方法的第3步中，在發(fā)射極窗口 109a處所淀積的多晶硅110的厚度就 是最終形成的發(fā)射極的厚度，由于器件特性的要求和工藝能力的限制，通常在發(fā)射極窗口 109a處的多晶硅110的上表面無(wú)法做到完全平坦化，而具有一個(gè)明顯凹陷，且此凹陷隨著 淀積工藝的均勻性不同、發(fā)射極窗口的形狀不同在不斷變化，導(dǎo)致發(fā)射極到基區(qū)的有效發(fā) 射極厚度變化很大。發(fā)射極厚度不同又會(huì)影響到后續(xù)的基區(qū)注入時(shí)(第7步)不同位置的 內(nèi)基區(qū)108a和外基區(qū)108b的硅和/或鍺的濃度分布會(huì)有細(xì)微變化。這兩者的變化對(duì)于最 終硅-鍺HBT的放大系數(shù)和截止頻率影響很大，導(dǎo)致最終實(shí)際生產(chǎn)出的硅-鍺HBT的整體 良品率很難提升，有時(shí)只能通過(guò)降低技術(shù)指標(biāo)來(lái)變相達(dá)到較高的良品率。第二，上述方法中，為了提高硅-鍺HBT的良品率，對(duì)發(fā)射極窗口 109a的保真度要 求很高，這是因?yàn)樽罱K淀積發(fā)射極后形成的凹陷和發(fā)射極窗口的形狀和尺寸密切相關(guān)，必 須保持非常高要求的形狀和尺寸控制，才能保證因?yàn)榘枷莶煌鸬陌l(fā)射極有效厚度的變 化在可容許范圍內(nèi)，對(duì)于0. 35 μ m,放大系數(shù)100，截止頻率10 40GHZ的HBT工藝，僅僅 3%的關(guān)鍵尺寸差異或0.5%的發(fā)射極窗口矩形長(zhǎng)寬比變化就可以引起截止頻率、工作電 壓、放大系數(shù)等超標(biāo)，導(dǎo)致成品率大幅度降低，而一般生產(chǎn)上工藝控制能力都在5% 10% 左右。因此傳統(tǒng)的HBT結(jié)構(gòu)，發(fā)射極窗口工藝難度很大，往往需要使用更高端的光刻技術(shù)來(lái) 滿足低端工藝的需求。例如0. 35 μ m的硅-鍺HBT的發(fā)射極窗口需要使用0. 18 μ m的光刻 工藝，而0. 13 μ m的硅-鍺HBT的發(fā)射極窗口需要使用0. 09 μ m或0. 065 μ m的光刻工藝， 這使硅_鍺HBT要落后于CMOS工藝2代以上，同時(shí)限制了整體工藝代的發(fā)展。第三，硅-鍺HBT本來(lái)就是應(yīng)用于高速器件，隨著目前CMOS工藝開(kāi)始普遍采用高 k(介電常數(shù))金屬材料做為柵極，例如是含Hf的合金材料或氧化物。為了保持與CMOS工 藝的高兼容性，硅-鍺HBT的發(fā)射極也采用高k金屬材料勢(shì)必成為未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)。然而 由于高k金屬材料耐熱性很差，必須在所有主要的離子注入工藝后再形成，因此無(wú)法用傳 統(tǒng)的先淀積、再刻蝕、再注入的方法形成。同時(shí)高k金屬材料的刻蝕工藝難度高、且刻蝕設(shè) 備和氣體比較特殊，成本很高。因此現(xiàn)在通行的高k金屬柵工藝往往是采用柵極最后形成工藝，先使用大馬士革 工藝或贗柵工藝先形成柵極占位，然后進(jìn)行注入，再填充高k金屬材料，再以化學(xué)機(jī)械研磨 或反刻工藝進(jìn)行平坦化，因此傳統(tǒng)的硅_鍺HBT結(jié)構(gòu)及制造方法，很難和使用高K金屬的 CMOS工藝兼容，工藝復(fù)雜度很高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種硅-鍺HBT，該硅-鍺HBT具有T形發(fā)射極 且發(fā)射極上表面保持水平，所述發(fā)射極可以是多晶硅或高k金屬。為此本發(fā)明還要提供一 種所述硅_鍺HBT的制造方法，該方法中對(duì)于一種規(guī)格的硅_鍺HBT只需采用同規(guī)格光刻 工藝即可，無(wú)需采用更高規(guī)格的光刻工藝。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明硅_鍺異質(zhì)結(jié)雙極晶體管，包括T形發(fā)射極，所述T 形發(fā)射極兩側(cè)為側(cè)墻，所述τ形發(fā)射和側(cè)墻整體的最大厚度為a，最小厚度為b，a與b的差 值為c，c小于或等于b的5%，或者c小于或等于500A。上述的硅_鍺異質(zhì)結(jié)雙極晶體管的制造方法包括如下步驟第1步，在準(zhǔn)備好的硅片表面淀積一層絕緣介質(zhì)；所述準(zhǔn)備好的硅片是在硅襯底上淀積有外延層，通過(guò)離子注入工藝在硅襯底和外 延層之間形成埋層，在硅襯底、外延層和埋層的兩側(cè)形成深隔離層，在深隔離層和部分外延 層之上淀積有淺隔離層，在外延層中通過(guò)離子注入工藝形成集電區(qū)和集電極引出區(qū)，在部 分外延層和淺隔離層之上淀積有硅鍺合金基區(qū)；第2步，采用雙大馬士革工藝在硅片表面刻蝕出T形發(fā)射極窗口，該發(fā)射極窗口的 底部在集電區(qū)的正上方，該發(fā)射極窗口的底部為基區(qū)的上表面；第3步，在硅片表面淀積一層發(fā)射極材料；第4步，采用化學(xué)機(jī)械研磨工藝對(duì)硅片表面進(jìn)行平坦化處理，直至研磨至絕緣介 質(zhì)上表面時(shí)停止，在T形發(fā)射極窗口中剩余有發(fā)射極材料形成T形發(fā)射極；第5步，采用光刻和刻蝕工藝刻蝕出側(cè)墻，側(cè)墻為L(zhǎng)形，既在在發(fā)射極的兩側(cè)，作為 發(fā)射極的側(cè)墻；又在T形發(fā)射極的兩肩膀部位之下，作為發(fā)射極與基區(qū)的絕緣隔離；第6步，采用離子注入工藝在兩側(cè)墻之外的基區(qū)注入ρ型雜質(zhì)，形成外基區(qū)，剩余 的部分基區(qū)成為內(nèi)基區(qū)；第7步，將集電極引出區(qū)上方、且在兩個(gè)淺隔離層之間的外基區(qū)刻蝕掉，直至刻蝕 到外延層或集電極引出區(qū)時(shí)停止刻蝕。本發(fā)明硅_鍺HBT及其制造方法可以獲得厚度均勻的發(fā)射極，尤其是上表面平整 的發(fā)射極；同時(shí)對(duì)發(fā)射極窗口的保真度要求低，制造工藝簡(jiǎn)單；并且兼容于目前的CMOS工 藝的金屬柵極制造工藝，具有高兼容性。


圖1 (i)是現(xiàn)有的硅-鍺HBT的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；圖1 (a) 圖1⑴是現(xiàn)有的硅-鍺HBT的制造方法的各步驟示意圖；圖2(h)是本發(fā)明的硅-鍺HBT的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；圖2(a) 圖2(h)是本發(fā)明的硅-鍺HBT的制造方法的各步驟示意圖。圖中附圖標(biāo)記說(shuō)明101為硅襯底；102為外延層；103為埋層；104為深隔離層；105為淺隔離層；106 為集電區(qū)；107為集電極引出區(qū)；108為基區(qū)；108a為內(nèi)基區(qū)；108b為外基區(qū)；109為絕緣介 質(zhì)；109a為矩形發(fā)射極窗口，109b為發(fā)射極與硅鍺合金之間的絕緣層；110為多晶硅；IlOa 為發(fā)射極；111為絕緣材料；Illa為側(cè)墻；201為硅襯底；202為外延層；203為埋層；204為深隔離層；205為淺隔離層；206為集電區(qū)；207為集電極引出區(qū)；208為基區(qū)；208a為內(nèi)基 區(qū)；208b為外基區(qū)；209為絕緣介質(zhì)；209a為T形發(fā)射極窗口 ；209b為絕緣層和側(cè)墻；210為 發(fā)射極材料；210a為發(fā)射極。
具體實(shí)施例方式請(qǐng)參閱圖2 (h)，本發(fā)明硅-鍺HBT是在硅襯底201之上依次是埋層203和外延層 202，硅襯底201、外延層202和埋層203的兩側(cè)是深隔離層204，深隔離層204之上和部分 外延層202之上有淺隔離層205。外延層202內(nèi)有集電區(qū)206和集電極引出區(qū)207。集電 區(qū)206之上有內(nèi)基區(qū)208a，部分淺隔離區(qū)205之上和部分外延層202之上有外基區(qū)208b。 內(nèi)基區(qū)208a之上有L形側(cè)墻209b和T型發(fā)射極210a，L形側(cè)墻209b同時(shí)作為發(fā)射極210a 與內(nèi)基區(qū)208a、外基區(qū)208b的隔離。與現(xiàn)有的硅-鍺HBT (如圖l(i)所示)相比，本發(fā)明硅-鍺HBT至少有如下三處 顯著不同。第一是發(fā)射極210a在發(fā)射極窗口 209a內(nèi)的上表面保持平整。如果將發(fā)射極210a 的T形結(jié)構(gòu)和側(cè)墻209b的L形結(jié)構(gòu)作為一個(gè)整體，則該整體結(jié)構(gòu)的最大厚度與最小厚度的 差值小于或等于該最小厚度的5%，或者該最大厚度與最小厚度的差值小于或等于500A。 理想的情況下，發(fā)射極210a在發(fā)射極窗口 209a內(nèi)的上表面為水平狀。之所以能實(shí)現(xiàn)厚度 均勻的T形發(fā)射極210a，是由于本發(fā)明中發(fā)射極210a經(jīng)過(guò)淀積和化學(xué)機(jī)械拋光兩步，在淀 積時(shí)可以淀積比發(fā)射極210a厚度更厚的發(fā)射極材料210，之后通過(guò)化學(xué)機(jī)械拋光進(jìn)行發(fā)射 極210a上表面的平坦化處理。而現(xiàn)有的硅-鍺HBT中，發(fā)射極是采用淀積和刻蝕兩步，淀 積時(shí)的發(fā)射極材料就是最終形成的發(fā)射極的厚度，因此不可避免地會(huì)出現(xiàn)發(fā)射極上表面不 平整的情況。第二是側(cè)墻209b呈L形，既在T形發(fā)射極210a的兩側(cè)，作為發(fā)射極210a的側(cè)墻； 又在T形發(fā)射極210a兩肩膀部位的下方，作為發(fā)射極210a與硅鍺合金208a、208b的絕緣 層。這是由于本發(fā)明采用雙大馬士革工藝在絕緣介質(zhì)209上刻蝕出一個(gè)T形發(fā)射極窗口 209a，該發(fā)射極窗口 209a兩側(cè)的L形部分就成為了 L形側(cè)墻209b。雙大馬士革工藝是一 種非常成熟的半導(dǎo)體制造工藝，電子工業(yè)出版社2004年出版的《半導(dǎo)體制造技術(shù)》(美國(guó) Michael Quirk、Julian Serda著)第301-303頁(yè)介紹了雙大馬士革工藝的基本工藝流程， 可作為一種參考。第三，側(cè)墻209b的外側(cè)面為垂直狀。這是由于本發(fā)明硅-鍺HBT中，側(cè)墻209b的 外側(cè)面是通過(guò)光刻+刻蝕得到的，因此可以具有傾斜角度在60-90度之間的側(cè)墻外側(cè)面，在 理想情況下更可實(shí)現(xiàn)垂直的外側(cè)面。而現(xiàn)有的硅-鍺HBT中，側(cè)墻的外側(cè)面是通過(guò)干法刻 蝕的反刻工藝得到的，因此只具有圖l(i)中所示的側(cè)墻Illa的弧形外側(cè)面。通常硅-鍺HBT都是NPN型，對(duì)于NPN型的硅-鍺HBT，各部分可以選用的材料為硅襯底201通常摻雜有ρ型雜質(zhì)，例如硼等，ρ型硅襯底201的電阻率在 0. 001-1000歐姆·厘米較適宜。外延層202通常是具有η型雜質(zhì)摻雜的單晶硅，η型雜質(zhì)可以是磷、砷、銻等。埋層203通常是具有η型雜質(zhì)重?fù)诫s的單晶硅，用于集電區(qū)206和集電極引出區(qū) 之間的走線。埋層203的摻雜濃度比外延層202的摻雜濃度要高，從而獲得較低的電阻，而且和硅襯底201形成很強(qiáng)的PN結(jié)反偏隔離。深隔離層204通常具有多層結(jié)構(gòu)，先在硅片上開(kāi)設(shè)深隔離槽，然后使用絕緣材料 (如氧化硅、氮化硅等)作為側(cè)壁保護(hù)層及緩沖層，再進(jìn)行溝槽填充(一般為多晶硅或絕緣 材料，也可能采用特殊工藝形成空氣間隙)，最后用絕緣材料將深隔離槽封口。淺隔離層205通常是氧化硅或氮化硅。集電區(qū)206是在外延層202上通過(guò)離子注入工藝形成的η型重?fù)诫s區(qū)。集電極引出區(qū)207是在外延層202上通過(guò)離子注入工藝形成的η型重?fù)诫s區(qū)，其 與集電區(qū)206的摻雜濃度不同，因此通常需要兩次光刻+離子注入工藝實(shí)現(xiàn)?；鶇^(qū)208為硅鍺合金，化學(xué)式表示為SixGei_x或者Gei_xSix，其中χ為正整數(shù)。內(nèi)基 區(qū)208a就是原始的基區(qū)208，通常摻雜有ρ型雜質(zhì)如硼，為了降低缺陷、提高性能也可以加 入一定量的碳。外基區(qū)208b是在原始的基區(qū)208的基礎(chǔ)上通過(guò)離子注入工藝進(jìn)一步注入 P型雜質(zhì)，用來(lái)降低電阻。絕緣介質(zhì)209可以是未摻雜的氧化硅、或者摻雜有硼、磷的氧化硅、或者其他低k 介質(zhì)材料，例如是摻雜有氟的氧化硅。絕緣介質(zhì)209還可以是垂直區(qū)分的三層結(jié)構(gòu)，最上層 和最下層為未摻雜的氧化硅、或者摻雜有硼、氟、磷的氧化硅、或者其他低k介質(zhì)材料；中間 層為氧化氮化硅，化學(xué)式為SiOxNy或SiNyOx，χ, y為正整數(shù)。側(cè)墻209b的材料與絕緣介質(zhì) 209保持一致。發(fā)射極材料210可以是多晶硅或其他高k金屬材料。發(fā)射極210a的材料與發(fā)射 極材料210保持一致。本發(fā)明硅-鍺HBT的制造方法包括如下步驟開(kāi)始時(shí)的狀態(tài)，請(qǐng)參閱圖2 (a)，在硅襯底201上淀積有外延層202，通過(guò)離子注入 工藝在硅襯底201和外延層202之間形成埋層203，在硅基板的兩側(cè)形成深隔離層204，在 深隔離層204和部分外延層202之上淀積有淺隔離層205，在外延層202中通過(guò)離子注入工 藝形成集電區(qū)206和集電極引出區(qū)207，在部分外延層202和淺隔離層205之上(即此時(shí)的 硅片表面)淀積有硅鍺合金基區(qū)208。第1步，請(qǐng)參閱圖2(b)，在硅片表面淀積一層絕緣介質(zhì)209。第2步，請(qǐng)參閱圖2 (c)，采用雙大馬士革工藝在硅片表面刻蝕出T形的發(fā)射極窗口 209a，該T型發(fā)射極窗口 209a的中間支撐部位在集電區(qū)206的正上方，該發(fā)射極窗口 209a 的底部為基區(qū)208的上表面。第3步，請(qǐng)參閱圖2(d)，在硅片表面淀積一層發(fā)射極材料210。由于T型發(fā)射極窗 口 209a的上部面積較大，因此只要淀積的發(fā)射極材料210足夠厚，就可以實(shí)現(xiàn)所淀積的發(fā) 射極材料210的上表面水平狀，或者至少是大致水平狀。第4步，請(qǐng)參閱圖2 (e)，采用化學(xué)機(jī)械研磨(CMP)工藝對(duì)硅片表面進(jìn)行平坦化處 理，直至研磨到絕緣介質(zhì)209的上表面時(shí)停止，在T形發(fā)射極窗口 209a中剩余有發(fā)射極材 料形成發(fā)射極210a。第5步，請(qǐng)參閱圖2(f)，采用光刻和刻蝕工藝、或者采用干法反刻工藝刻蝕出側(cè)墻 209b，側(cè)墻209b既在發(fā)射極210a的兩側(cè)，作為發(fā)射極210a的側(cè)墻；又在T形發(fā)射極210a 的兩肩膀部位之下，作為發(fā)射極210a與基區(qū)208的絕緣隔離。當(dāng)采用光刻和刻蝕工藝時(shí)，本發(fā)明硅-鍺HBT中的側(cè)墻209b可以具有傾斜角度在60-90度之間的側(cè)墻外側(cè)面，在理想情況下更可實(shí)現(xiàn)垂直的外側(cè)面。當(dāng)采用干法反刻工藝 時(shí)，本發(fā)明硅-鍺HBT中的側(cè)墻具有圓弧形外側(cè)面，如現(xiàn)有硅-鍺HBT制作工藝中圖1 (i) 中所示的側(cè)墻Illa—樣。第6步，請(qǐng)參閱圖2(g)，采用離子注入工藝將兩側(cè)墻209b之外的基區(qū)注入ρ型雜 質(zhì)如硼，形成外基區(qū)208b，剩余的基區(qū)成為內(nèi)基區(qū)208a。第7步，請(qǐng)參閱圖1 (h)，采用光刻和刻蝕工藝將集電極引出區(qū)207上方、且在兩個(gè) 淺隔離層205之間的外基區(qū)208a刻蝕掉，直至刻蝕到外延層202或集電極引出區(qū)207時(shí)停 止刻蝕。暴露的集電極引出區(qū)207可以通過(guò)后續(xù)的通孔引出。上述各實(shí)施例公開(kāi)了本發(fā)明硅_鍺HBT及其制造方法，值得注意的是，上述各結(jié) 構(gòu)、各工藝步驟及具體數(shù)值等均為示意之用。在不違反本發(fā)明原理、思想及精神的前提下， 對(duì)上述各實(shí)施例所作的任何改變、修飾及變化，均應(yīng)視作本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
一種硅 鍺異質(zhì)結(jié)雙極晶體管，包括T形發(fā)射極，所述T形發(fā)射極兩側(cè)為側(cè)墻，其特征是，所述T形發(fā)射極和側(cè)墻整體的最大厚度為a，最小厚度為b，a與b的差值為c，c小于或等于b的5％，或者c小于或等于F2009100573873C0000011.tif
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的硅_鍺異質(zhì)結(jié)雙極晶體管，其特征是，所述側(cè)墻為L(zhǎng)形，同時(shí) 存在于T形發(fā)射極兩側(cè)和T形發(fā)射極兩肩膀部位的下方，所述側(cè)墻還作為發(fā)射極與硅鍺合 金的絕緣層。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的硅_鍺異質(zhì)結(jié)雙極晶體管，其特征是，所述T形發(fā)射極上表面 為水平狀。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的硅-鍺異質(zhì)結(jié)雙極晶體管，其特征是，所述L形側(cè)墻外側(cè)面的 傾斜角度為60-90度。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的硅-鍺異質(zhì)結(jié)雙極晶體管，其特征是，所述L形側(cè)墻外側(cè)面為 垂直狀。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的硅-鍺異質(zhì)結(jié)雙極晶體管，其特征是，所述側(cè)墻是未摻雜的氧 化硅、或者摻雜有硼、氟、磷的氧化硅、或者低介電常數(shù)介質(zhì)材料；或者所述側(cè)墻為垂直區(qū)分的三層結(jié)構(gòu)，最上層和最下層是未摻雜的氧化硅、或者摻雜 有硼、氟、磷的氧化硅、或者低介電常數(shù)介質(zhì)材料；中間層為二氧化硅、氮化硅或氧化氮化娃。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的硅-鍺異質(zhì)結(jié)雙極晶體管，其特征是，所述發(fā)射極為多晶硅或 高介電常數(shù)金屬材料。
8.如權(quán)利要求1所述的硅-鍺異質(zhì)結(jié)雙極晶體管的制造方法，其特征是，包括如下步驟第1步，在準(zhǔn)備好的硅片表面淀積一層絕緣介質(zhì)(209)；所述準(zhǔn)備好的硅片是在硅襯底(201)上淀積有外延層(202)，通過(guò)離子注入工藝在 硅襯底(201)和外延層(202)之間形成埋層(203)，在硅襯底(201)、外延層(202)和埋 層(203)的兩側(cè)形成深隔離層(204)，在深隔離層(204)和部分外延層(202)之上淀積有 淺隔離層(205)，在外延層(202)中通過(guò)離子注入工藝形成集電區(qū)(206)和集電極引出區(qū) (207)，在部分外延層(202)和淺隔離層(205)之上淀積有硅鍺合金基區(qū)(208)；第2步，采用雙大馬士革工藝在硅片表面刻蝕出T形發(fā)射極窗口(209a)，該發(fā)射極窗 (209a)的底部在集電區(qū)(206)的正上方，該發(fā)射極窗(209a)的底部為基區(qū)(208)的上表第3步，在硅片表面淀積一層發(fā)射極材料(210)；第4步，采用化學(xué)機(jī)械研磨工藝對(duì)硅片表面進(jìn)行平坦化處理，直至研磨至絕緣介 質(zhì)(209)上表面時(shí)停止，在T形發(fā)射極窗(209a)中剩余有發(fā)射極材料形成T形發(fā)射極 (210a)；第5步，采用光刻和刻蝕工藝、或者采用干法反刻工藝刻蝕出側(cè)墻(209b)，側(cè)墻(209b) 為L(zhǎng)形，既在發(fā)射極(210a)的兩側(cè)，作為發(fā)射極(210a)的側(cè)墻；又在T形發(fā)射極(210a)的 兩肩膀部位之下，作為發(fā)射極(210a)與基區(qū)(208)的絕緣隔離；第6步，采用離子注入工藝在兩側(cè)墻(209)之外的基區(qū)(208)注入ρ型雜質(zhì)，形成外基 區(qū)(208b)，剩余的部分基區(qū)成為內(nèi)基區(qū)(208a)；第7步，將集電極引出區(qū)(207)上方、且在兩個(gè)淺隔離層(205)之間的外基區(qū)(208a) 刻蝕掉，直至刻蝕到外延層(202)或集電極引出區(qū)(207)時(shí)停止刻蝕。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的硅-鍺異質(zhì)結(jié)雙極晶體管的制造方法，其特征是，所述方法第 3步中，發(fā)射極材料(210)的上表面為水平狀。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種硅-鍺異質(zhì)結(jié)雙極晶體管，包括T形發(fā)射極，所述T形發(fā)射極兩側(cè)為側(cè)墻，所述T形發(fā)射極和側(cè)墻整體的最大厚度為a，最小厚度為b，a與b的差值為c，c小于或等于b的5％，或者c小于或等于本發(fā)明還公開(kāi)了上述硅-鍺異質(zhì)結(jié)雙極晶體管的制造方法。本發(fā)明硅-鍺HBT及其制造方法可以獲得厚度均勻的發(fā)射極，尤其是上表面平整的發(fā)射極；同時(shí)對(duì)發(fā)射極窗口的保真度要求低，制造工藝簡(jiǎn)單；并且兼容于目前的CMOS工藝的金屬柵極制造工藝，具有高兼容性。
文檔編號(hào)H01L21/28GK101908559SQ20091005738
公開(kāi)日2010年12月8日 申請(qǐng)日期2009年6月8日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月8日
發(fā)明者王雷 申請(qǐng)人:上海華虹Nec電子有限公司