專利名稱：鍺硅異質(zhì)結(jié)雙極晶體管及制造方法
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，特別是涉及一種鍺硅異質(zhì)結(jié)雙極晶體管； 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)：
隨著鍺硅(SiGe)工藝的日益成熟，射頻電路集成也越來越普遍，射頻接受、射頻發(fā)射以及開關(guān)等都趨向集成，因此放大接受信號的低噪聲放大器(LNA)和放大發(fā)射信號的功率放大器(PA)都應(yīng)制作在同一芯片上，因此要求在同一套SiGe工藝平臺上僅改變版圖即可設(shè)計出不同擊穿電壓的高壓鍺硅異質(zhì)結(jié)雙極晶體管(SiGe HBT)，以滿足不同放大器的需求。傳統(tǒng)的高壓SiGe HBT是采用重摻雜的N型埋層(NBL)，外延輕摻雜的集電區(qū)，通過改變集電區(qū)厚度和摻雜濃度而改變器件的擊穿電壓，集電區(qū)的引出是通過N+Sinker連接NBL 實現(xiàn)，因此傳統(tǒng)高壓SiGe HBT是通過工藝的改變而得到不同的擊穿電壓，同一芯片上不能實現(xiàn)不同擊穿電壓的SiGe HBT，從而限制了射頻電路的系統(tǒng)集成。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種鍺硅異質(zhì)結(jié)雙極晶體管，能大幅度的增加器件的擊穿電壓，且僅需改變版圖而不用改變工藝就可調(diào)節(jié)器件的擊穿電壓、有利于實現(xiàn)不同擊穿電壓的器件系統(tǒng)集成，還能減少器件的面積、以及能維持較高的特征頻率、減小集電極的寄生電阻。為此，本發(fā)明還要提供一種鍺硅異質(zhì)結(jié)雙極晶體管的制造方法。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種鍺硅異質(zhì)結(jié)雙極晶體管，形成于P型硅襯底上，有源區(qū)由場氧區(qū)隔離，所述鍺硅異質(zhì)結(jié)雙極晶體管包括一集電區(qū)，由形成于所述有源區(qū)中的一 N型離子注入?yún)^(qū)組成，所述集電區(qū)深度大于所述場氧區(qū)底部的深度、且所述集電區(qū)橫向延伸進入所述有源區(qū)兩側(cè)的場氧區(qū)底部。所述集電區(qū)的N型離子注入工藝條件為注入劑量lel2cm_2 kl4cm 2，注入能量為50KeV 500KeVo一贗埋層，由形成于所述有源區(qū)兩側(cè)的場氧區(qū)底部的N型離子注入?yún)^(qū)組成，所述贗埋層在橫向位置上和所述有源區(qū)相隔一橫向距離、且所述贗埋層和所述集電區(qū)的橫向延伸進入所述場氧區(qū)底部的部分相接觸，通過調(diào)節(jié)所述贗埋層和所述有源區(qū)的橫向距離調(diào)節(jié)所述鍺硅異質(zhì)結(jié)雙極晶體管的擊穿電壓，通過在所述贗埋層頂部的場氧區(qū)形成的深孔接觸引出所述集電區(qū)電極。所述贗埋層的N型離子注入工藝條件為注入劑量leHcnf2 lel6Cm_2，注入能量IKeV lOOKeV。所述深孔接觸是通過在所述贗埋層頂部的場氧區(qū)中開一深孔并在所述深孔中淀積鈦/氮化鈦阻擋金屬層后、再填入鎢形成。一基區(qū)，由形成于所述硅襯底上的P型鍺硅外延層組成，包括一本征基區(qū)和一外基區(qū)，所述本征基區(qū)形成于所述有源區(qū)上部且和所述集電區(qū)形成接觸，所述外基區(qū)形成于所述場氧區(qū)上部且用于形成基區(qū)電極。所述本征基區(qū)的位置和大小由一基區(qū)窗口進行定義，所述基區(qū)窗口位于所述有源區(qū)上方且所述基區(qū)窗口的尺寸大于或等于所述有源區(qū)尺寸，所述基區(qū)窗口的位置和大小由基區(qū)窗口介質(zhì)層進行定義，所述基區(qū)窗口介質(zhì)層包括第一層氧化硅薄膜、第二層多晶硅薄膜，所述第一層氧化硅薄膜形成于所述硅襯底上、第二層多晶硅薄膜形成于所述第一層氧化硅薄膜上。所述P型鍺硅外延層采用硼摻雜，該硼摻雜的工藝為離子注入工藝，工藝條件為注入劑量為IeHcm2 lel6Cm_2、注入能量為IKeV 50KeV。鍺的分布為是梯形分布、或三角形分布。一發(fā)射區(qū)，由形成于所述本征基區(qū)上部的N型多晶硅組成，和所述本征基區(qū)形成接觸。所述發(fā)射區(qū)位置和大小由一發(fā)射區(qū)窗口進行定義，所述發(fā)射區(qū)窗口位于所述本征基區(qū)上方且所述發(fā)射區(qū)窗口的尺寸小于所述有源區(qū)尺寸，所述發(fā)射區(qū)窗口的位置和大小由發(fā)射區(qū)窗口介質(zhì)層進行定義，所述發(fā)射區(qū)窗口介質(zhì)層包括第三層氧化硅薄膜、第四層氮化硅薄膜，且所述第三層氧化硅薄膜形成于所述P型鍺硅外延層上、所述第四層氮化硅薄膜形成于所述第三層氧化硅薄膜上。所述發(fā)射區(qū)的N型多晶硅通過N型離子注入進行摻雜，所述N型離子注入的工藝條件為注入劑量IeHcnT2 lel6cnT2，注入能量IOKeV 200KeV。 在所述發(fā)射區(qū)側(cè)面形成有氧化硅側(cè)墻。所述發(fā)射區(qū)和所述外基區(qū)的表面都覆蓋有硅化物。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種鍺硅異質(zhì)結(jié)雙極晶體管的制造方法，包括如下步驟步驟一、在P型硅襯底上形成場氧區(qū)溝槽和有源區(qū)。步驟二、形成贗埋層，在所述有源區(qū)兩側(cè)的場氧區(qū)底部的進行N型離子注入形成， 所述贗埋層在橫向位置上和所述有源區(qū)相隔一橫向距離，通過調(diào)節(jié)所述贗埋層和所述有源區(qū)的橫向距離調(diào)節(jié)所述鍺硅異質(zhì)結(jié)雙極晶體管的擊穿電壓。所述贗埋層的N型離子注入工藝條件為注入劑量IeHcnT2 lel6cnT2，注入能量IKeV lOOKeV。步驟三、在所述場氧區(qū)溝槽中填入氧化硅形成場氧區(qū)。步驟四、形成集電區(qū)，在所述有源區(qū)中進行N型離子注入形成，所述集電區(qū)深度大于所述場氧區(qū)底部的深度、且所述集電區(qū)橫向延伸進入所述有源區(qū)兩側(cè)的場氧區(qū)底部并和所述贗埋層形成接觸。所述集電區(qū)的N型離子注入工藝條件為注入劑量lel2CnT2 kl4cnT2，注入能量為 50KeV 500KeV。步驟五、形成基區(qū)，在所述硅襯底上進行P型鍺硅外延層生長形成，包括一本征基區(qū)和一外基區(qū)，所述本征基區(qū)形成于所述有源區(qū)上部且和所述集電區(qū)形成接觸，所述外基區(qū)形成于所述場氧區(qū)上部且用于形成基區(qū)電極。在生長所述P型鍺硅外延層前，形成所述基區(qū)還包括如下步驟形成基區(qū)窗口介質(zhì)層的步驟，在所述硅襯底上形成第一層氧化硅薄膜、在所述第一層氧化硅薄膜上形成第二層多晶硅薄膜；形成基區(qū)窗口的步驟，通過刻蝕所述有源區(qū)上部的基區(qū)窗口介質(zhì)層形成所述基區(qū)窗口，且所述基區(qū)窗口的尺寸大于或等于所述有源區(qū)尺寸。所述P型鍺硅外延層采用硼摻雜，該硼摻雜的工藝為離子注入工藝，工藝條件為注入劑量為IeHcm 2 le16cnT2、注入能量為IKeV 50KeV。鍺的分布為是梯形分布、或三角形分布。步驟六、形成發(fā)射區(qū)，在所述本征基區(qū)上部進行N型多晶硅生長形成、且和所述本征基區(qū)形成接觸。在生長所述N型多晶硅前，形成所述發(fā)射區(qū)還包括步驟形成發(fā)射區(qū)窗口介質(zhì)層的步驟，在所述P型鍺硅外延層上形成第三層氧化硅薄膜、在第三層氧化硅薄膜上形成第四層氮化硅薄膜；形成發(fā)射區(qū)窗口的步驟，通過刻蝕所述本征基區(qū)上方的所述發(fā)射區(qū)窗口介質(zhì)層形成所述發(fā)射區(qū)窗口，且所述發(fā)射區(qū)窗口的尺寸小于所述有源區(qū)尺寸。所述發(fā)射區(qū)的N型多晶硅通過N型離子注入進行摻雜，所述N型離子注入的工藝條件為注入劑量 IeHcnT2 lel6cnT2，注入能量 IOKeV 200KeV。步驟七、在所述贗埋層頂部的場氧區(qū)中形成深孔接觸引出所述集電區(qū)電極。通過在所述贗埋層頂部的場氧區(qū)中開一深孔并在所述深孔中淀積鈦/氮化鈦阻擋金屬層后、再填入鎢形成所述深孔接觸。還包括在所述發(fā)射區(qū)和所述外基區(qū)的表面形成硅化物的步驟。本發(fā)明具有如下的有益效果1、本發(fā)明大幅度的提高了鍺硅異質(zhì)結(jié)雙極晶體管(SiGe HBT)的擊穿電壓。因為本發(fā)明采用贗埋層替代現(xiàn)有SiGe HBT中的N型埋層(NBL)，大幅度增加了 BC結(jié)即基區(qū)和發(fā)射區(qū)間形成的PN結(jié)的擊穿電壓，并使得BC結(jié)的擊穿不再由縱向結(jié)的耗盡區(qū)決定，而是由橫向耗盡區(qū)決定。因為橫向BC結(jié)的耗盡區(qū)會停止在贗埋層，橫向延伸進入所述場氧區(qū)底部的集電區(qū)的尺寸將決定BC結(jié)的擊穿電壓，從而決定SiGe HBT的擊穿電壓BVCE0，所以本發(fā)明通過增加一個橫向延伸進入所述場氧區(qū)底部的集電區(qū)的尺寸后也就提高了器件的BC結(jié)的擊穿電壓和SiGe HBT的擊穿電壓BVCE0。2、本發(fā)明有利于具有不同擊穿電壓的SiGe HBT器件集成于同一芯片上。因為本發(fā)明的SiGe HBT器件結(jié)構(gòu)僅需調(diào)節(jié)所述集電區(qū)的橫向延伸進入場氧區(qū)底部的尺寸，就能方便的調(diào)節(jié)SiGe HBT器件的擊穿電壓。所以本發(fā)明能不需要改變器件的工藝條件下、僅利用版圖的變化，就能同一芯片上制作出不同擊穿電壓的系列高壓SiGe HBT器件，所以能實現(xiàn)不同擊穿電壓的SiGe HBT器件集成。同時，由于本發(fā)明實現(xiàn)器件的集成是不需改變器件的工藝條件，即沒有改變集電區(qū)的深度和摻雜濃度，集電區(qū)的等效電阻和BC結(jié)電容都將不會大幅度變化，因此特征頻率將保持相對穩(wěn)定。3、本發(fā)明還能減少器件的面積。由于本發(fā)明SiGe HBT采用在場氧區(qū)做深接觸孔引出贗埋層作為集電極，避免了現(xiàn)有SiGe HBT器件采用N-sinker所造成的器件面積過大的問題，同時還減小了集電極的寄生電阻。


下面結(jié)合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明作進一步詳細的說明圖1是本發(fā)明實施例鍺硅異質(zhì)結(jié)雙極晶體管結(jié)構(gòu)示意圖；圖2-圖12是本發(fā)明實施例制造方法各步驟中的鍺硅異質(zhì)結(jié)雙極晶體管結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式如圖1所示，是本發(fā)明實施例鍺硅異質(zhì)結(jié)雙極晶體管結(jié)構(gòu)示意圖，本發(fā)明實施例鍺硅異質(zhì)結(jié)雙極晶體管形成于P型硅襯底101上，有源區(qū)由場氧區(qū)102隔離，所述鍺硅異質(zhì)結(jié)雙極晶體管包括一集電區(qū)104，由形成于所述有源區(qū)中的一 N型離子注入?yún)^(qū)組成，所述集電區(qū)深度大于所述場氧區(qū)102底部的深度、且所述集電區(qū)橫向延伸進入所述有源區(qū)兩側(cè)的場氧區(qū) 102底部。所述集電區(qū)的N型離子注入工藝條件為注入劑量lel2CnT2 kl4Cm2，注入能量為 50KeV 500KeV。一贗埋層103，由形成于所述有源區(qū)兩側(cè)的場氧區(qū)102底部的N型離子注入?yún)^(qū)組成，所述贗埋層103在橫向位置上和所述有源區(qū)相隔一橫向距離、且所述贗埋層103和所述集電區(qū)104的橫向延伸進入所述場氧區(qū)底部的部分相接觸，通過調(diào)節(jié)所述贗埋層103和所述有源區(qū)的橫向距離調(diào)節(jié)所述鍺硅異質(zhì)結(jié)雙極晶體管的擊穿電壓，通過在所述贗埋層103 頂部的場氧區(qū)102形成的深孔接觸112引出所述集電區(qū)104電極。所述贗埋層103的N型離子注入工藝條件為。所述深孔接觸112是通過在所述贗埋層103頂部的場氧區(qū)102中開一深孔并在所述深孔中淀積鈦/氮化鈦阻擋金屬層后、再填入鎢形成。一基區(qū)107，由形成于所述硅襯底101上的P型鍺硅外延層組成，包括一本征基區(qū)和一外基區(qū)，所述本征基區(qū)形成于所述有源區(qū)上部且和所述集電區(qū)104形成接觸，所述外基區(qū)形成于所述場氧區(qū)102上部且用于形成基區(qū)107電極。所述本征基區(qū)的位置和大小由一基區(qū)窗口進行定義，所述基區(qū)窗口位于所述有源區(qū)上方且所述基區(qū)窗口的尺寸大于或等于所述有源區(qū)尺寸，所述基區(qū)窗口的位置和大小由基區(qū)窗口介質(zhì)層進行定義，所述基區(qū)窗口介質(zhì)層包括第一層氧化硅薄膜105、第二層多晶硅薄膜106，所述第一層氧化硅薄膜105 形成于所述硅襯底101上、第二層多晶硅薄膜106形成于所述第一層氧化硅薄膜105上。所述P型鍺硅外延層采用硼摻雜，該硼摻雜的工藝為離子注入工藝，工藝條件為注入劑量為 IeHcnT2 lel6cnT2、注入能量為IKeV 50KeV。鍺的分布為是梯形分布、或三角形分布。一發(fā)射區(qū)110，由形成于所述本征基區(qū)上部的N型多晶硅組成，和所述本征基區(qū)形成接觸。所述發(fā)射區(qū)110位置和大小由一發(fā)射區(qū)窗口進行定義，所述發(fā)射區(qū)窗口位于所述本征基區(qū)上方且所述發(fā)射區(qū)窗口的尺寸小于所述有源區(qū)尺寸，所述發(fā)射區(qū)窗口的位置和大小由發(fā)射區(qū)窗口介質(zhì)層進行定義，所述發(fā)射區(qū)窗口介質(zhì)層包括第三層氧化硅薄膜108、第四層氮化硅薄膜109，且所述第三層氧化硅薄膜108形成于所述P型鍺硅外延層上、所述第四層氮化硅薄膜109形成于所述第三層氧化硅薄膜108上。所述發(fā)射區(qū)的N型多晶硅通過N 型離子注入進行摻雜，所述N型離子注入的工藝條件為注入劑量IeHcm2 leiecm—2，注入能量IOKeV 200KeV。在所述發(fā)射區(qū)側(cè)面形成有氧化硅側(cè)墻111。所述發(fā)射區(qū)110和所述外基區(qū)的表面都覆蓋有硅化物。如圖2-圖12所示，是本發(fā)明實施例制造方法各步驟中的鍺硅異質(zhì)結(jié)雙極晶體管結(jié)構(gòu)示意圖。本發(fā)明實施例制造方法包括如下步驟步驟一、如圖2所示，在P型硅襯底上形成場氧區(qū)102溝槽和有源區(qū)，本發(fā)明實施例中所述場氧區(qū)102溝槽為一淺溝槽。步驟二、形成贗埋層103。首先，如圖3所示，用光刻定義贗埋層103區(qū)域，即用光刻膠形成所述贗埋層103離子注入時贗埋層保護窗口，該贗埋層保護窗口邊緣和所述有源區(qū)邊緣相隔一橫向距離，通過調(diào)節(jié)該橫向距離調(diào)節(jié)所述鍺硅異質(zhì)結(jié)雙極晶體管的擊穿電壓。如圖4所示，通過所述光刻膠形成的所述贗埋層保護窗口在所述有源區(qū)兩側(cè)的場氧區(qū) 102底部的進行N型離子注入形成所述贗埋層103，形成的所述贗埋層103在橫向位置上和所述有源區(qū)相隔一由所述贗埋層保護窗口定義的橫向距離。所述贗埋層的N型離子注入工藝條件為注入劑量IeHcnT2 lel6cnT2，注入能量IKeV lOOKeV。步驟三、如圖4所示，在所述場氧區(qū)102溝槽中填入氧化硅形成場氧區(qū)102即淺溝槽隔離區(qū)。步驟四、形成集電區(qū)104。首先，如圖5所示，用光刻定義集電區(qū)104區(qū)域，即用光刻膠形成所述集電區(qū)104離子注入時集電區(qū)保護窗口。如圖6所示，通過所述集電區(qū)保護窗口在所述有源區(qū)中進行N型離子注入形成所述集電區(qū)104。所述集電區(qū)104深度大于所述場氧區(qū)102底部的深度、且所述集電區(qū)104橫向延伸進入所述有源區(qū)兩側(cè)的場氧區(qū)102底部并和所述贗埋層103互相重疊并形成良好接觸。最后再進行熱推阱工藝。所述集電區(qū)104 的N型離子注入工藝條件為注入劑量lel2cnT2 kl4cm2，注入能量為50KeV 500KeV。步驟五、形成基區(qū)107。首先，如圖7所示，形成基區(qū)窗口介質(zhì)層在所述硅襯底 101上形成第一層氧化硅薄膜105、在所述第一層氧化硅薄膜105上形成第二層多晶硅薄膜106。其次，形成基區(qū)窗口 通過刻蝕所述有源區(qū)上部的基區(qū)窗口介質(zhì)層即所述第一層氧化硅薄膜105和第二層多晶硅薄膜106，且所述基區(qū)窗口的尺寸大于或等于所述有源區(qū)尺寸，這樣就能保證有源區(qū)上生長的基區(qū)的鍺硅外延層都是單晶層。如圖8所示，在所述硅襯底101上進行P型鍺硅外延層生長。如圖9所示，刻蝕掉所述基區(qū)107外部的所述P型鍺硅外延層以及基區(qū)窗口介質(zhì)層，形成所述基區(qū)107，其中形成于所述有源區(qū)上部為所述本征基區(qū)，所述本征基區(qū)和所述集電區(qū)104形成接觸；形成于所述場氧區(qū)102上部的為所述外基區(qū)，大部分所述外基區(qū)和所述場氧區(qū)102相隔有所述基區(qū)窗口介質(zhì)層，所述基區(qū)窗口介質(zhì)層能降低所述外基區(qū)與所述集電區(qū)之間的結(jié)電容。所述P型鍺硅外延層采用硼摻雜，該硼摻雜的工藝為離子注入工藝，工藝條件為注入劑量為IeHcnT2 lel6Cm_2、注入能量為 IKeV 50KeV。鍺的分布為是梯形分布、或三角形分布。步驟六、形成發(fā)射區(qū)110。首先，如圖10所示，形成發(fā)射區(qū)窗口介質(zhì)層在所述基區(qū)107的所述P型鍺硅外延層上形成第三層氧化硅薄膜108、在第三層氧化硅薄膜108上形成第四層氮化硅薄膜109 ；形成發(fā)射區(qū)窗口 通過刻蝕所述本征基區(qū)上方的所述發(fā)射區(qū)窗口介質(zhì)層即第三層氧化硅薄膜108和第四層氮化硅薄膜109形成所述發(fā)射區(qū)窗口，且所述發(fā)射區(qū)窗口的尺寸小于所述有源區(qū)尺寸，這樣就能避免有源區(qū)邊緣的P型鍺硅外延層質(zhì)量較差對本征BE結(jié)的影響。如圖11所示，再在所述本征基區(qū)上部進行N型多晶硅生長并刻蝕形成所述發(fā)射區(qū)110，所述發(fā)射區(qū)110和所述本征基區(qū)形成接觸。所述發(fā)射區(qū)的N型多晶硅通過N型離子注入進行摻雜，所述N型離子注入的工藝條件為注入劑量IeHcm2 lel6cnT2，注入能量 IOKeV 200KeV。步驟七、如圖12所示，在所述基區(qū)107的外基區(qū)中注入P型雜質(zhì)，并通過所述外基區(qū)引出所述基區(qū)電極。制作所述發(fā)射區(qū)110的氧化硅側(cè)墻111，所述氧化硅側(cè)墻111能避免發(fā)射區(qū)110硅化物和外基區(qū)上硅化物的短路。在所述發(fā)射區(qū)110和所述外基區(qū)上生長硅化物，能降低寄生電阻。在所述贗埋層103頂部的場氧區(qū)102中形成深孔接觸112引出所述集電區(qū)104電極。通過在所述贗埋層103頂部的場氧區(qū)102中開一深孔并在所述深孔中淀積鈦/氮化鈦阻擋金屬層后、再填入鎢形成所述深孔接觸112。還包括形成所述外基區(qū)、發(fā)射區(qū)110的接觸孔的工藝，以及其它厚道工藝。以上通過具體實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，但這些并非構(gòu)成對本發(fā)明的限制。在不脫離本發(fā)明原理的情況下，本領(lǐng)域的技術(shù)人員還可做出許多變形和改進，這些也應(yīng)視為本發(fā)明的保護范圍。
權(quán)利要求
1.一種鍺硅異質(zhì)結(jié)雙極晶體管，形成于P型硅襯底上，有源區(qū)由場氧區(qū)隔離，其特征在于，所述鍺硅異質(zhì)結(jié)雙極晶體管包括一集電區(qū)，由形成于所述有源區(qū)中的一 N型離子注入?yún)^(qū)組成，所述集電區(qū)深度大于所述場氧區(qū)底部的深度、且所述集電區(qū)橫向延伸進入所述有源區(qū)兩側(cè)的場氧區(qū)底部；一贗埋層，由形成于所述有源區(qū)兩側(cè)的場氧區(qū)底部的N型離子注入?yún)^(qū)組成，所述贗埋層在橫向位置上和所述有源區(qū)相隔一橫向距離、且所述贗埋層和所述集電區(qū)的橫向延伸進入所述場氧區(qū)底部的部分相接觸，通過調(diào)節(jié)所述贗埋層和所述有源區(qū)的橫向距離調(diào)節(jié)所述鍺硅異質(zhì)結(jié)雙極晶體管的擊穿電壓，通過在所述贗埋層頂部的場氧區(qū)形成的深孔接觸引出所述集電區(qū)電極；一基區(qū)，由形成于所述硅襯底上的P型鍺硅外延層組成，包括一本征基區(qū)和一外基區(qū)， 所述本征基區(qū)形成于所述有源區(qū)上部且和所述集電區(qū)形成接觸，所述外基區(qū)形成于所述場氧區(qū)上部且用于形成基區(qū)電極；一發(fā)射區(qū)，由形成于所述本征基區(qū)上部的N型多晶硅組成，和所述本征基區(qū)形成接觸。
2.如權(quán)利要求1所述鍺硅異質(zhì)結(jié)雙極晶體管，其特征在于所述集電區(qū)的N型離子注入工藝條件為注入劑量lel2cnT2 5eHcm2，注入能量為50KeV 500KeV。
3.如權(quán)利要求1所述鍺硅異質(zhì)結(jié)雙極晶體管，其特征在于所述贗埋層的N型離子注入工藝條件為注入劑量IeHcm2 lel6cnT2，注入能量IKeV lOOKeV。
4.如權(quán)利要求1所述鍺硅異質(zhì)結(jié)雙極晶體管，其特征在于所述本征基區(qū)的位置和大小由一基區(qū)窗口進行定義，所述基區(qū)窗口位于所述有源區(qū)上方且所述基區(qū)窗口的尺寸大于或等于所述有源區(qū)尺寸，所述基區(qū)窗口的位置和大小由基區(qū)窗口介質(zhì)層進行定義，所述基區(qū)窗口介質(zhì)層包括第一層氧化硅薄膜、第二層多晶硅薄膜，所述第一層氧化硅薄膜形成于所述硅襯底上、第二層多晶硅薄膜形成于所述第一層氧化硅薄膜上。
5.如權(quán)利要求1所述鍺硅異質(zhì)結(jié)雙極晶體管，其特征在于所述P型鍺硅外延層采用硼摻雜，該硼摻雜的工藝為離子注入工藝，工藝條件為注入劑量為IeHcnT2 leiecm—2注入能量為IKeV 50KeV ；鍺的分布為是梯形分布、或三角形分布。
6.如權(quán)利要求1所述鍺硅異質(zhì)結(jié)雙極晶體管，其特征在于所述發(fā)射區(qū)位置和大小由一發(fā)射區(qū)窗口進行定義，所述發(fā)射區(qū)窗口位于所述本征基區(qū)上方且所述發(fā)射區(qū)窗口的尺寸小于所述有源區(qū)尺寸，所述發(fā)射區(qū)窗口的位置和大小由發(fā)射區(qū)窗口介質(zhì)層進行定義，所述發(fā)射區(qū)窗口介質(zhì)層包括第三層氧化硅薄膜、第四層氮化硅薄膜，且所述第三層氧化硅薄膜形成于所述P型鍺硅外延層上、所述第四層氮化硅薄膜形成于所述第三層氧化硅薄膜上。
7.如權(quán)利要求1所述鍺硅異質(zhì)結(jié)雙極晶體管，其特征在于所述發(fā)射區(qū)的N型多晶硅通過N型離子注入進行摻雜，所述N型離子注入的工藝條件為注入劑量IeHcm 2 lel6cnT2，注入能量 IOKeV 200KeV。
8.如權(quán)利要求1所述鍺硅異質(zhì)結(jié)雙極晶體管，其特征在于在所述發(fā)射區(qū)側(cè)面形成有氧化硅側(cè)墻。
9.如權(quán)利要求1所述鍺硅異質(zhì)結(jié)雙極晶體管，其特征在于所述發(fā)射區(qū)和所述外基區(qū)的表面都覆蓋有硅化物。
10.如權(quán)利要求1所述鍺硅異質(zhì)結(jié)雙極晶體管，其特征在于所述深孔接觸是通過在所述贗埋層頂部的場氧區(qū)中開一深孔并在所述深孔中淀積鈦/氮化鈦阻擋金屬層后、再填入鎢形成。
11.一種鍺硅異質(zhì)結(jié)雙極晶體管的制造方法，其特征在于，包括如下步驟步驟一、在P型硅襯底上形成場氧區(qū)溝槽和有源區(qū)；步驟二、形成贗埋層，在所述有源區(qū)兩側(cè)的場氧區(qū)底部的進行N型離子注入形成，所述贗埋層在橫向位置上和所述有源區(qū)相隔一橫向距離，通過調(diào)節(jié)所述贗埋層和所述有源區(qū)的橫向距離調(diào)節(jié)所述鍺硅異質(zhì)結(jié)雙極晶體管的擊穿電壓；步驟三、在所述場氧區(qū)溝槽中填入氧化硅形成場氧區(qū)；步驟四、形成集電區(qū)，在所述有源區(qū)中進行N型離子注入形成，所述集電區(qū)深度大于所述場氧區(qū)底部的深度、且所述集電區(qū)橫向延伸進入所述有源區(qū)兩側(cè)的場氧區(qū)底部并和所述贗埋層形成接觸；步驟五、形成基區(qū)，在所述硅襯底上進行P型鍺硅外延層生長形成，包括一本征基區(qū)和一外基區(qū)，所述本征基區(qū)形成于所述有源區(qū)上部且和所述集電區(qū)形成接觸，所述外基區(qū)形成于所述場氧區(qū)上部且用于形成基區(qū)電極；步驟六、形成發(fā)射區(qū)，在所述本征基區(qū)上部進行N型多晶硅生長形成、且和所述本征基區(qū)形成接觸；步驟七、在所述贗埋層頂部的場氧區(qū)中形成深孔接觸引出所述集電區(qū)電極。
12.如權(quán)利要求11所述方法，其特征在于步驟二中所述贗埋層的N型離子注入工藝條件為注入劑量IeHcnT2 lel6cnT2，注入能量IKeV lOOKeV。
13.如權(quán)利要求11所述方法，其特征在于步驟四中所述集電區(qū)的N型離子注入工藝條件為注入劑量lel2cnT2 5eHcnT2，注入能量為50KeV 500KeV。
14.如權(quán)利要求11所述方法，其特征在于步驟五中還包括如下步驟形成基區(qū)窗口介質(zhì)層的步驟在所述硅襯底上形成第一層氧化硅薄膜、在所述第一層氧化硅薄膜上形成第二層多晶硅薄膜；形成基區(qū)窗口的步驟通過刻蝕所述有源區(qū)上部的基區(qū)窗口介質(zhì)層形成所述基區(qū)窗口，且所述基區(qū)窗口的尺寸大于或等于所述有源區(qū)尺寸。
15.如權(quán)利要求11所述方法，其特征在于步驟五中所述P型鍺硅外延層采用硼摻雜， 該硼摻雜的工藝為離子注入工藝，工藝條件為注入劑量為IeHcm 2 lel6Cm_2、注入能量為IKeV 50KeV ；鍺的分布為是梯形分布、或三角形分布。
16.如權(quán)利要求11所述方法，其特征在于步驟六中還包括如下步驟形成發(fā)射區(qū)窗口介質(zhì)層的步驟在所述P型鍺硅外延層上形成第三層氧化硅薄膜、在第三層氧化硅薄膜上形成第四層氮化硅薄膜；形成發(fā)射區(qū)窗口的步驟通過刻蝕所述本征基區(qū)上方的所述發(fā)射區(qū)窗口介質(zhì)層形成所述發(fā)射區(qū)窗口，且所述發(fā)射區(qū)窗口的尺寸小于所述有源區(qū)尺寸。
17.如權(quán)利要求11所述鍺硅異質(zhì)結(jié)雙極晶體管，其特征在于步驟六中所述發(fā)射區(qū)的N型多晶硅通過N型離子注入進行摻雜，所述N型離子注入的工藝條件為注入劑量 IeHcm2 lel6cnT2，注入能量 IOKeV 200KeV。
18.如權(quán)利要求11所述鍺硅異質(zhì)結(jié)雙極晶體管，其特征在于步驟七中是通過在所述贗埋層頂部的場氧區(qū)中開一深孔并在所述深孔中淀積鈦/氮化鈦阻擋金屬層后、再填入鎢形成所述深孔接觸。
19.如權(quán)利要求11所述鍺硅異質(zhì)結(jié)雙極晶體管，其特征在于還包括在所述發(fā)射區(qū)和所述外基區(qū)的表面形成硅化物的步驟。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種鍺硅異質(zhì)結(jié)雙極晶體管，形成于硅襯底上，有源區(qū)由場氧區(qū)隔離，其集電區(qū)形成于有源區(qū)中并延伸進入有源區(qū)兩側(cè)的場氧區(qū)底部；一贗埋層形成于有源區(qū)兩側(cè)的場氧區(qū)底部并和有源區(qū)邊緣相隔一橫向距離，贗埋層和集電區(qū)的延伸進入場氧區(qū)底部的部分形成接觸并在贗埋層頂部的場氧區(qū)中形成一深孔接觸引出集電區(qū)；本發(fā)明能通過調(diào)節(jié)上述橫向距離調(diào)節(jié)器件的擊穿電壓。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)明能大幅度的增加器件的擊穿電壓，且僅需改變版圖而不用改變工藝就可調(diào)節(jié)器件的擊穿電壓、有利于實現(xiàn)不同擊穿電壓的器件系統(tǒng)集成，還能減少器件的面積、以及能維持較高的特征頻率、減小集電極的寄生電阻。
文檔編號H01L29/737GK102347354SQ20101024583
公開日2012年2月8日 申請日期2010年8月5日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月5日
發(fā)明者錢文生 申請人:上海華虹Nec電子有限公司