專(zhuān)利名稱(chēng)：改善硅鍺淀積表面粗糙度的方法
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，具體涉及一種鍺硅異質(zhì)結(jié)雙極型晶體管的 制作方法。
背景技術(shù)：
在射頻應(yīng)用中，需要越來(lái)越高的器件特征頻率，射頻互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體 RFCMOS雖然在先進(jìn)的工藝技術(shù)中可實(shí)現(xiàn)較高頻率，但還是難以完全滿(mǎn)足射頻要求，如很難 實(shí)現(xiàn)40GHz以上的特征頻率，而且先進(jìn)工藝的研發(fā)成本也是非常高；化合物半導(dǎo)體可實(shí)現(xiàn) 非常高的特征頻率器件，但由于材料成本高、尺寸小的缺點(diǎn)，加上大多數(shù)化合物半導(dǎo)體有 毒，限制了其應(yīng)用。鍺硅異質(zhì)結(jié)雙極型晶體管SiGe HBT則是超高頻器件的很好選擇，首先其利用硅鍺 SiGe與硅Si的能帶差別，提高發(fā)射區(qū)的載流子注入效率，增大器件的電流放大倍數(shù)；其次 利用硅鍺SiGe基區(qū)的高摻雜，降低基區(qū)電阻，提高特征頻率；另外硅鍺SiGe工藝基本與硅 工藝相兼容，因此硅鍺異質(zhì)結(jié)雙極型晶體管SiGe HBT已經(jīng)成為超高頻器件的主力軍。同時(shí)， 鍺硅異質(zhì)結(jié)雙極型晶體管SiGe HBT工藝易與CMOS工藝相結(jié)合形成雙極互補(bǔ)金屬氧化物半 導(dǎo)體BiCMOS工藝，從而兼具有互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體CMOS低能耗與高集成度的優(yōu)點(diǎn)。在硅鍺異質(zhì)結(jié)SiGe BiCMOS的制備工藝中，基區(qū)硅鍺SiGe的形成是通過(guò)外延的方 式實(shí)現(xiàn)的。圖1為硅鍺SiGe異質(zhì)結(jié)晶體管示意圖，相關(guān)的主要步驟為1.介質(zhì)膜(101)淀 積，此介質(zhì)膜多為氧化膜；2.硅鍺SiGe基區(qū)窗口打開(kāi)；3.硅鍺SiGe外延(102，103，104)， 在單晶硅區(qū)生長(zhǎng)硅鍺SiGe單晶，非單晶上生長(zhǎng)多晶硅鍺SiGe，單晶區(qū)102為本征基區(qū)，單晶 區(qū)103為外基區(qū)，而多晶區(qū)104則要形成硅化物連接接觸孔作為基區(qū)引出。介質(zhì)膜在這里的作用為1.作為基區(qū)poly刻蝕時(shí)CMOS區(qū)的停止層；2.抬高外基 區(qū)，以拉開(kāi)外基區(qū)與集電極區(qū)高濃度參雜距離，降低BC結(jié)的寄生電容；3.采用干法與濕法 刻蝕結(jié)合的方法打開(kāi)硅鍺SiGe外延窗口，為硅鍺SiGe淀積提供一個(gè)超潔凈的單晶表面，提 高硅鍺SiGe外延質(zhì)量。根據(jù)我們目前的研究結(jié)果表明，硅鍺SiGe在單晶上的生長(zhǎng)的表面平滑，然而在氧 化硅上的生長(zhǎng)速率快，形核現(xiàn)象嚴(yán)重，表面變得非常粗糙，凹凸不平，這樣粗糙不平的表面 不利于后續(xù)硅化物形成，使硅化物形成不連續(xù)，導(dǎo)致基區(qū)接觸電阻升高，而且由于在氧化硅 上生長(zhǎng)速率快于單晶硅，單晶與多晶交界面會(huì)往本征基區(qū)平移，減小了基區(qū)寬度，這種現(xiàn)象 在尺寸縮小工藝中更為嚴(yán)重，器件性能大大受到影響。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種改善硅鍺淀積表面粗糙度的方法。其可以 使介質(zhì)膜上生長(zhǎng)硅鍺SiGe或者硅鍺SiGeC多晶硅表面光滑，有利于硅化物形成并降低接觸 電阻。為了解決以上技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種改善硅鍺淀積表面粗糙度的方法，包
3括以下步驟第一步，形成硅鍺NPN工藝集電區(qū)和隔離區(qū)；第二步，淀積介質(zhì)膜氧化硅并采 用氮?dú)馔嘶鹛幚?；第三步，基區(qū)窗口氧化硅的干法刻蝕以及濕法刻蝕形成基區(qū)窗口 ；第四 步，生長(zhǎng)硅鍺層以及基區(qū)圖形刻蝕；第五步，形成發(fā)射極。本發(fā)明的有益效果在于本發(fā)明的核心內(nèi)容是公布采用一種新手段獲得介質(zhì)膜來(lái) 替換純氧化硅介質(zhì)，在該介質(zhì)膜上生長(zhǎng)硅鍺SiGe或者硅鍺SiGeC多晶硅，表面光滑，有利于 硅化物形成并具有相對(duì)少的缺陷，降低接觸電阻。


下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。圖1是硅鍺SiGe異質(zhì)結(jié)晶體管示意圖；圖2是本發(fā)明所述方法的流程圖；圖3是傳統(tǒng)氧化硅介質(zhì)膜上生長(zhǎng)硅鍺碳的SEM照片；圖4是經(jīng)過(guò)氮?dú)馔素浱幚淼母还柩趸ど仙L(zhǎng)硅鍺碳的SEM照片。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明所述的改善硅鍺淀積表面粗糙度的方法包括以下步驟第一步，制備硅鍺SiGe NPN工藝集電區(qū)和隔離區(qū)。這步工藝采用常規(guī)的NPN器件 形成方案，包括低阻集電區(qū)形成，本征集電區(qū)的形成和常規(guī)的器件隔離工藝。第二步，淀積介質(zhì)膜富硅的氧化硅并經(jīng)過(guò)氮?dú)馔嘶鹛幚?。這步工藝采用等離子增 強(qiáng)化學(xué)氣相淀積PECVD工藝制備氧化硅并采用快速退火工藝進(jìn)行退火處理。第三步，基區(qū)窗口氧化硅的干法刻蝕和濕法刻蝕。這步工藝通過(guò)干法刻蝕定義基 區(qū)窗口，部分刻蝕并停在氧化膜上，然后利用帶光刻膠的濕法刻蝕去除基區(qū)窗口內(nèi)剩余氧 化膜。第四步，生長(zhǎng)硅鍺SiGe以及基區(qū)圖形生成。這步采用外延工藝形成硅鍺外延層， 干法和濕法刻蝕結(jié)合方法形成基區(qū)圖形。第五步，形成發(fā)射極。本發(fā)明的核心在于采用富硅的氧化硅作為基區(qū)打開(kāi)的介質(zhì)膜，從而替代傳統(tǒng)工藝 的氧化硅作為基區(qū)窗口打開(kāi)的介質(zhì)；富硅的氧化硅在高溫下進(jìn)行氮?dú)馔嘶?，由于富硅的?化硅中存在很多懸空鍵，在高溫下能夠使得表面氮化形成氮氧化硅；與傳統(tǒng)氧化硅相比，硅 鍺SiGe或硅鍺碳SiGeC在氮氧化硅的介質(zhì)上生長(zhǎng)光滑，有利于后續(xù)硅化物形成工藝，使得 硅化物形成連續(xù)，并具有相對(duì)較少的缺陷，從而降低基區(qū)多晶硅接觸電阻。硅鍺SiGe或硅 鍺碳SiGeC在氮氧化硅上生長(zhǎng)速率低于氧化硅上，從而在單晶與多晶交界面處向基區(qū)平移 少，對(duì)基區(qū)寬度影響少。本發(fā)明并不限于上文討論的實(shí)施方式。以上對(duì)具體實(shí)施方式
的描述旨在于為了描 述和說(shuō)明本發(fā)明涉及的技術(shù)方案。基于本發(fā)明啟示的顯而易見(jiàn)的變換或替代也應(yīng)當(dāng)被認(rèn)為 落入本發(fā)明的保護(hù)范圍。以上的具體實(shí)施方式
用來(lái)揭示本發(fā)明的最佳實(shí)施方法，以使得本 領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能夠應(yīng)用本發(fā)明的多種實(shí)施方式以及多種替代方式來(lái)達(dá)到本發(fā)明的 目的。
權(quán)利要求
1.一種改善硅鍺淀積表面粗糙度的方法，其特征在于，包括以下步驟 第一步，形成硅鍺NPN工藝集電區(qū)和隔離區(qū)；第二步，淀積富硅的介質(zhì)膜氧化硅并采用氮?dú)馔嘶鹛幚?，所述介質(zhì)膜氧化硅折射率大 于 0.5 ；第三步，基區(qū)窗口氧化硅的干法刻蝕以及濕法刻蝕形成基區(qū)窗口 ； 第四步，生長(zhǎng)硅鍺層以及基區(qū)圖形刻蝕； 第五步，形成發(fā)射極。
2.如權(quán)利要求1所述的改善硅鍺淀積表面粗糙度的方法，其特征在于，采用等離子增 強(qiáng)化學(xué)氣相淀積PECVD工藝制備介質(zhì)膜氧化硅。
3.如權(quán)利要求1所述的改善硅鍺淀積表面粗糙度的方法，其特征在于，所述介質(zhì)膜氧 化硅需要經(jīng)過(guò)氮?dú)馔嘶鹛幚恚瑴囟葹?00 1000攝氏度。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種改善硅鍺淀積表面粗糙度的方法，包括以下步驟第一步，形成硅鍺NPN工藝集電區(qū)和隔離區(qū)；第二步，淀積介質(zhì)膜氧化硅并采用氮?dú)馔嘶鹛幚恚鼋橘|(zhì)膜氧化硅折射率大于0.5；第三步，基區(qū)窗口氧化硅的干法刻蝕以及濕法刻蝕形成基區(qū)窗口；第四步，生長(zhǎng)硅鍺層以及基區(qū)圖形刻蝕；第五步，形成發(fā)射極。本發(fā)明通過(guò)采用氮?dú)馔嘶鹛幚磉^(guò)的富含硅的氧化膜來(lái)替換純氧化硅介質(zhì)，在該介質(zhì)膜上生長(zhǎng)硅鍺SiGe或者硅鍺SiGeC多晶硅，表面光滑，有利于硅化物形成并具有相對(duì)少的缺陷，降低接觸電阻。
文檔編號(hào)H01L21/3105GK102136423SQ20101002734
公開(kāi)日2011年7月27日 申請(qǐng)日期2010年1月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月21日
發(fā)明者季偉, 張海芳, 徐炯 , 范永潔, 陳帆 申請(qǐng)人:上海華虹Nec電子有限公司