鍺硅異質(zhì)結(jié)雙極型三極管器件的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種鍺硅異質(zhì)結(jié)雙極型三極管器件的制造方法，刻蝕N型外延區(qū)的單晶形成凹進(jìn)再生長(zhǎng)場(chǎng)氧化層，而后淀積氧化硅并用化學(xué)機(jī)械研磨平坦化形成低于單晶表面500～1000埃的場(chǎng)氧凹進(jìn)；淀積氧化硅和無(wú)定型硅，光刻和干法刻蝕無(wú)定型硅打開(kāi)基區(qū)有源區(qū)，其窗口邊緣位于場(chǎng)氧鳥(niǎo)嘴處，清洗硅表面后生長(zhǎng)鍺硅外延，有源區(qū)和場(chǎng)氧區(qū)的鍺硅上表面基本齊平；淀積發(fā)射極窗口介質(zhì)，打開(kāi)發(fā)射極窗口及集電極有源區(qū)，淀積N型重?fù)诫s的發(fā)射極多晶硅，形成發(fā)射極-基極結(jié)和低電阻通道。本發(fā)明調(diào)整場(chǎng)氧和單晶硅的相對(duì)高度及鍺硅窗口相對(duì)場(chǎng)氧鳥(niǎo)嘴的位置，鍺硅生長(zhǎng)表面平坦，鍺硅和發(fā)射極多晶硅厚度均勻，發(fā)射極窗口尺寸易控制，鍺硅HBT器件特性穩(wěn)定。
【專利說(shuō)明】鍺硅異質(zhì)結(jié)雙極型三極管器件的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體集成電路領(lǐng)域，特別屬于一種鍺硅異質(zhì)結(jié)雙極型三極管器件的制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在常規(guī)的鍺硅異質(zhì)結(jié)雙極型三極管工藝中，在N型埋層I’、N型埋層2’、低摻雜N型外延3’及集電極引出端4’完成后，生長(zhǎng)場(chǎng)氧6’或用淺槽作為隔離，隨后淀積一層氧化硅和一層無(wú)定形硅，光刻和干法刻蝕無(wú)定形硅打開(kāi)基區(qū)有源區(qū)；濕法去除露出的氧化硅并清洗硅表面，進(jìn)行鍺硅外延層9’的生長(zhǎng)，基區(qū)有源區(qū)上生長(zhǎng)單晶結(jié)構(gòu)的鍺硅外延層，其它區(qū)域則為多晶硅結(jié)構(gòu)。后續(xù)工藝依次包括干刻去除集電極引出端4’的多晶硅和外基區(qū)外部區(qū)域的多晶硅，淀積介質(zhì)并光刻和干刻打開(kāi)發(fā)射極窗口和集電極引出端，淀積N型重?fù)诫s多晶硅，發(fā)射極窗口處形成的發(fā)射極多晶硅12’與鍺硅單晶硅接觸形成發(fā)射極-基極結(jié)，N型重?fù)诫s多晶硅與N型重?fù)诫s集電區(qū)單晶硅(即集電極引出端4’)接觸形成低電阻的引出端，最終器件就形成了，如圖1所示是器件結(jié)構(gòu)的截面圖，在外基區(qū)會(huì)留下氧化硅和無(wú)定形娃層。
[0003]鍺硅異質(zhì)結(jié)雙極型三極管中鍺硅異質(zhì)結(jié)是器件的核心，由于引入了一層無(wú)定型硅，為了降低鍺硅生長(zhǎng)時(shí)形成的缺陷在后續(xù)的鍺硅外延層生長(zhǎng)中需要采用高于900度的高溫前處理，而在高溫下無(wú)定型硅會(huì)重新結(jié)晶，使器件表面形貌非常粗糙，導(dǎo)致后續(xù)工藝受此影響會(huì)出現(xiàn)諸如光刻無(wú)法對(duì)準(zhǔn)、缺陷增多、基極集電極結(jié)漏電、工藝不穩(wěn)定等問(wèn)題。但對(duì)于包含除鍺硅HBT外還有其他器件的制造工藝中，無(wú)定形硅是用來(lái)保護(hù)其他器件而必須的，將隔離結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化并選擇基區(qū)有源區(qū)窗口邊緣的位置對(duì)器件性能穩(wěn)定至關(guān)重要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種鍺硅異質(zhì)結(jié)雙極型三極管器件的制造方法，可以提聞錯(cuò)娃外延層和發(fā)射極多晶娃的厚度均勻性，減少基區(qū)的缺陷，解決集電極和基極之間的結(jié)漏電，提聞工藝的穩(wěn)定性和廣品良率。
[0005]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的鍺硅異質(zhì)結(jié)雙極型三極管器件的制造方法，包括以下步驟:
[0006]步驟1，在P型硅襯底上形成N型埋層，在N型埋層上生長(zhǎng)N型外延層；進(jìn)行N型離子注入，在N型外延層中形成底部與N型埋層相連接的第一離子注入?yún)^(qū)，所述第一離子注入?yún)^(qū)成為集電極引出區(qū)；
[0007]步驟2，生長(zhǎng)一層襯墊氧化硅，其上淀積一層氮化硅；光刻打開(kāi)欲形成場(chǎng)氧的區(qū)域，干刻去除打開(kāi)區(qū)域的氮化硅和襯墊氧化硅并刻蝕N型外延層的單晶形成凹進(jìn)，在所述凹進(jìn)處生長(zhǎng)場(chǎng)氧隔離；
[0008]步驟3，淀積一層氧化硅并對(duì)該層氧化硅進(jìn)行化學(xué)機(jī)械研磨平坦化，濕法去除氮化硅并去除襯墊氧化硅，濕法去除場(chǎng)氧隔離的部分氧化硅形成場(chǎng)氧凹進(jìn)；[0009]步驟4，生長(zhǎng)一犧牲氧化硅層，進(jìn)行N型離子注入，在后續(xù)定義的發(fā)射極窗口下形成第二離子注入?yún)^(qū)，所述第二離子注入?yún)^(qū)底部與N型埋層相連接成為集電極的低電阻底座；濕法刻蝕去除犧牲氧化硅層，對(duì)硅片表面進(jìn)行清洗得到無(wú)缺陷的單晶硅表面；
[0010]步驟5，生長(zhǎng)一層氧化硅，其上先淀積一層氧化硅再淀積一層無(wú)定型硅，光刻和干法刻蝕無(wú)定型硅形成基區(qū)有源區(qū)窗口，所述基區(qū)有源區(qū)窗口的邊緣位于場(chǎng)氧隔離的鳥(niǎo)嘴處，基區(qū)有源區(qū)窗口外的其它區(qū)域保留無(wú)定形硅和氧化硅；
[0011]步驟6，生長(zhǎng)鍺硅外延層，基區(qū)有源區(qū)窗口處的鍺硅外延層為單晶硅結(jié)構(gòu)，場(chǎng)氧隔離和第一離子注入?yún)^(qū)上的鍺硅外延層為多晶硅結(jié)構(gòu)；
[0012]步驟7，使用光刻膠遮擋基區(qū)有源區(qū)和外基區(qū)，干法刻蝕去除未被遮擋部分的多晶硅并停在氧化硅上，再濕法去除氧化硅；
[0013]步驟8，淀積發(fā)射極窗口介質(zhì)，光刻定義并干法刻蝕打開(kāi)發(fā)射極窗口和集電極引出區(qū)，清洗硅片表面并淀積N型多晶硅，所述發(fā)射極窗口介質(zhì)自下而上為氧化硅加氮化硅；
[0014]步驟9，使用光刻膠遮擋發(fā)射極和集電極引出區(qū)，刻蝕去除未遮擋區(qū)域的多晶硅和發(fā)射極窗口介質(zhì)的氮化硅并停在氧化硅上，用氧化硅作緩沖層對(duì)外基區(qū)進(jìn)行P型離子注入形成外基區(qū)注入?yún)^(qū)；去除光刻膠，淀積介質(zhì)并回刻形成多晶硅側(cè)墻；
[0015]步驟10，進(jìn)行熱退火，發(fā)射極多晶硅中的N型雜質(zhì)激活并擴(kuò)散形成發(fā)射極基極結(jié)，鍺硅外延層和集電區(qū)的雜質(zhì)激活并擴(kuò)散形成基極-集電極結(jié)；淀積硅化物合金層，采用接觸孔工藝和金屬連線工藝對(duì)發(fā)射極、基極和集電極進(jìn)行連接。
[0016]步驟I中，N型埋層為重?fù)诫s，注入離子為砷，注入能量為30?120keV，劑量為IO15?IO16CnT2 ;N型外延層的摻雜雜質(zhì)是磷，摻雜濃度在2X IO15?5X IO16CnT3 ;第一離子注入?yún)^(qū)的注入離子是磷，注入能量為80?180keV，劑量為IO15?1016CnT2。
[0017]步驟I中，在N型埋層形成后采用爐管進(jìn)行高溫推進(jìn)，再生長(zhǎng)N型外延層。高溫推進(jìn)的溫度為1000?1100°C，時(shí)間為30?120分鐘。
[0018]步驟2中，N型外延層的單晶凹進(jìn)深度為3000?8000埃，場(chǎng)氧隔離的厚度為6000?15000埃，襯墊氧化硅的厚度為100?300埃，氮化硅的厚度為1000?3000埃。
[0019]步驟3中，氧化硅的厚度為3000?8000埃，化學(xué)機(jī)械研磨完全去除氮化硅上的氧化硅，場(chǎng)氧凹進(jìn)處的氧化硅表面比N型外延層的單晶表面低500?1000埃，所述場(chǎng)氧隔離與N型外延層頂部之間形成一個(gè)呈斜坡?tīng)畹膯尉ЫY(jié)構(gòu)。
[0020]步驟4中，犧牲氧化層的厚度為100?300埃，第二離子注入?yún)^(qū)通過(guò)選擇性N型離子一次注入或多次注入形成，其中一次注入或者多次注入中至少有一次注入的注入深度達(dá)到N型外延層的厚度。
[0021]步驟5中，場(chǎng)氧隔離上的無(wú)定型硅表面和N型外延層的單晶表面齊平。
[0022]步驟6中，鍺硅外延層分為硅緩沖層、鍺硅層和硅帽層，其中鍺硅層和硅帽層分別摻雜有硼；所述硅緩沖層的厚度為100?500埃；所述鍺硅層的厚度為200?800埃，其中20?300埃摻雜硼，摻雜濃度在2X IO19?6X IO19CnT3 ;所述硅帽層的厚度為200?500埃，摻雜濃度為IO15?IO17CnT3 ;基區(qū)有源區(qū)上的鍺硅單晶表面和場(chǎng)氧隔離上的鍺硅多晶表面之間的高度差為-300?300埃。
[0023]步驟8中，N型多晶硅是在位摻雜或者離子注入摻雜，摻雜離子為磷和/或砷，濃度大于IO20Cm'[0024]步驟8中，清洗硅片表面后先快速熱氧化生長(zhǎng)5?10埃的氧化層再淀積N型多晶硅。
[0025]步驟9中，外基區(qū)注入?yún)^(qū)的注入離子是硼或氟化硼，注入能量為5?120keV，注入劑量為IO15?IO16Cm'
[0026]步驟10中，熱退火的溫度為1015?1050°C，時(shí)間是5?30秒，形成300?500埃
且緩變的發(fā)射極-基極結(jié)。
[0027]本發(fā)明經(jīng)單晶硅層凹進(jìn)、場(chǎng)氧生長(zhǎng)、氧化硅淀積及化學(xué)機(jī)械研磨形成場(chǎng)氧隔離區(qū)，經(jīng)濕法刻蝕使場(chǎng)氧隔離區(qū)低于基區(qū)有源區(qū)，在基區(qū)有源區(qū)和場(chǎng)氧隔離區(qū)之間形成一個(gè)較緩的呈斜坡?tīng)畹膯尉ЫY(jié)構(gòu)，使鍺硅外延窗口邊沿位于這一區(qū)域，在單晶和多晶結(jié)合處可以得到平滑的形貌，而且通過(guò)降低場(chǎng)氧區(qū)相對(duì)有源區(qū)的高度，可在鍺硅生長(zhǎng)后得到基本齊平的上表面，這一改進(jìn)可得到均勻的鍺硅外延層厚度和發(fā)射極多晶硅厚度，更好控制關(guān)鍵的發(fā)射極窗口尺寸大小，從而得到穩(wěn)定的鍺硅HBT器件特性。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0028]圖1是現(xiàn)有的鍺硅異質(zhì)結(jié)雙極型三極管器件的截面示意圖；
[0029]圖2至圖16是本發(fā)明中鍺硅異質(zhì)結(jié)雙極型三極管器件在制造過(guò)程中的截面示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0030]下面結(jié)合附圖與【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。
[0031]本發(fā)明提供的鍺硅異質(zhì)結(jié)雙極型三極管器件的制造方法，包括以下步驟:
[0032]步驟I，在P型硅襯底I上形成重?fù)诫s的N型埋層2，在N型埋層2上生長(zhǎng)輕摻雜的N型外延層3，其中N型埋層2的注入離子為在較高熱開(kāi)銷時(shí)向上擴(kuò)散較少的砷，注入能量為30?120keV，劑量為IO15?1016cnT2，N型外延層3的摻雜雜質(zhì)是磷，摻雜濃度在2 X IO15?5 X IO16CnT3 ;進(jìn)行N型離子注入，注入離子較佳的是在高溫下易推進(jìn)的磷，注入能量為80?180keV,劑量為IO15?1016cm_2，在N型外延層3中形成底部與N型埋層2相連接的第一離子注入?yún)^(qū)4，該第一離子注入?yún)^(qū)4成為集電極引出區(qū)；優(yōu)選的，在N型埋層2形成后采用爐管進(jìn)行溫度為1000?1100°C、時(shí)間為30?120分鐘的高溫推進(jìn)，再生長(zhǎng)N型外延層3 ；
[0033]步驟2，生長(zhǎng)一層100?300埃的襯墊氧化硅，其上淀積一層1000?3000埃的氮化娃5 ;光刻打開(kāi)欲形成場(chǎng)氧的區(qū)域,干刻去除打開(kāi)區(qū)域的氮化娃5和襯墊氧化娃并刻蝕N型外延層3的單晶形成深度為3000?8000埃的凹進(jìn)，如圖2所示；
[0034]步驟3，在所述單晶凹進(jìn)處生長(zhǎng)厚度為6000?15000埃的場(chǎng)氧隔離6，如圖3所示；
[0035]步驟4，淀積一層厚度為3000?8000埃的氧化硅，如圖4所示，再進(jìn)行化學(xué)機(jī)械研磨完全去除氮化硅5上的氧化硅，濕法去除氮化硅5并去除襯墊氧化硅，如圖5所示；
[0036]步驟5，濕法去除場(chǎng)氧隔離6的部分氧化硅形成場(chǎng)氧凹進(jìn)，場(chǎng)氧凹進(jìn)處的氧化硅表面比N型外延層3的單晶表面低500?1000埃，所述場(chǎng)氧隔離6與N型外延層3頂部之間形成一個(gè)較緩的呈斜坡?tīng)畹膯尉ЫY(jié)構(gòu)，如圖6所示；
[0037]步驟6，生長(zhǎng)一 100?300埃的犧牲氧化硅層，進(jìn)行選擇性N型離子注入，在后續(xù)定義的發(fā)射極窗口 11下形成第二離子注入?yún)^(qū)7，所述第二離子注入?yún)^(qū)7底部與N型埋層2相連接成為集電極的低電阻底座；濕法刻蝕去除犧牲氧化硅層，對(duì)硅片表面進(jìn)行清洗得到無(wú)缺陷的單晶硅表面；再生長(zhǎng)一層30?80埃的薄氧化硅，其上先淀積一層氧化硅再淀積一層無(wú)定型硅8，如圖7所示，此時(shí)場(chǎng)氧隔離6上的無(wú)定型硅8表面和N型外延層3的單晶表面齊平；第二離子注入?yún)^(qū)7可以是一次注入或多次注入，可以調(diào)節(jié)器件的擊穿電壓，其中至少有一次注入的能量要保證注入深度達(dá)到N型外延層3的厚度；
[0038]步驟7，光刻和干法刻蝕無(wú)定型硅形成基區(qū)有源區(qū)窗口，所述基區(qū)有源區(qū)窗口的邊緣位于場(chǎng)氧隔離6的鳥(niǎo)嘴處，基區(qū)有源區(qū)窗口外的其它區(qū)域保留無(wú)定形硅和氧化硅，如圖
8、圖9所示；
[0039]步驟8，生長(zhǎng)鍺硅外延層9，基區(qū)有源區(qū)窗口處的鍺硅外延層為單晶硅結(jié)構(gòu)，場(chǎng)氧隔離6上的鍺硅外延層為多晶硅結(jié)構(gòu)；鍺硅外延層9分為硅緩沖層、鍺硅層和硅帽層，其中鍺硅層和硅帽層分別摻雜有硼；所述硅緩沖層的厚度為100?500埃；所述鍺硅層的厚度為200?800 ±矣，其中20?300埃摻雜硼，摻雜濃度在2 X IO19?6 X IO19CnT3 ;所述硅帽層的厚度為200?500埃，摻雜濃度為IO15?IO17CnT3 ;基區(qū)有源區(qū)的單晶表面和場(chǎng)氧隔離6上的多晶表面的聞度差小于±300埃,如圖10所不；
[0040]步驟9，使用光刻膠遮擋基區(qū)有源區(qū)和外基區(qū)，干法刻蝕去除未被遮擋部分的多晶硅，再濕法去除氧化硅，如圖11所示；
[0041]步驟10，淀積發(fā)射極窗口介質(zhì)10，所述發(fā)射極窗口介質(zhì)10最好是雙層，如氧化硅加氮化硅，光刻定義并干法刻蝕打開(kāi)發(fā)射極窗口 11和集電極引出區(qū)，如圖12所示；
[0042]步驟11，清洗硅片表面并淀積N型多晶硅，如圖13所示，N型多晶硅可以是在位摻雜也可以是離子注入摻雜，摻雜離子為磷和/或砷，濃度大于102°cm_3 ；也可以清洗硅片表面后先快速熱氧化生長(zhǎng)5?10埃的氧化層再淀積N型多晶硅；
[0043]步驟12，使用光刻膠遮擋發(fā)射極和集電極引出區(qū)，刻蝕去除未遮擋區(qū)域的多晶硅和發(fā)射極窗口介質(zhì)10中的氮化硅并停在氧化硅上，用氧化硅作緩沖層并對(duì)外基區(qū)進(jìn)行P型離子注入，如圖14所示，注入離子是硼或氟化硼，注入能量為5?120keV，注入劑量為IO15?IO16CnT2，形成外基區(qū)注入?yún)^(qū)13 ；
[0044]步驟13，去除光刻膠，淀積介質(zhì)并回刻形成多晶硅側(cè)墻,如圖15所示；
[0045]步驟14，進(jìn)行熱退火，溫度為1015?1050°C，高于常規(guī)鍺硅工藝O?20°C，時(shí)間是5?30秒，發(fā)射極多晶硅12中的N型雜質(zhì)激活并擴(kuò)散形成深度為300?500埃的緩變的發(fā)射極-基極結(jié)，其側(cè)面由于氧化硅底切形狀的優(yōu)化，其雜質(zhì)剖面分布較平緩，可阻止基區(qū)復(fù)合電流的非正常增大；同時(shí)鍺硅外延層和集電區(qū)的摻雜雜質(zhì)也被激活并擴(kuò)散形成基極-集電極結(jié)；
[0046]步驟15，淀積硅化物合金層14，采用接觸孔工藝和金屬連線工藝對(duì)發(fā)射極、基極和集電極進(jìn)行連接，如圖16所示。
[0047]本發(fā)明經(jīng)單晶硅層凹進(jìn)、場(chǎng)氧生長(zhǎng)、氧化硅淀積及化學(xué)機(jī)械研磨形成場(chǎng)氧隔離區(qū)，經(jīng)濕法刻蝕使場(chǎng)氧隔離區(qū)低于基區(qū)有源區(qū)，在基區(qū)有源區(qū)和場(chǎng)氧隔離區(qū)之間形成一個(gè)較緩的呈斜坡?tīng)畹膯尉ЫY(jié)構(gòu)，使鍺硅外延窗口邊沿位于這一區(qū)域，在單晶和多晶結(jié)合處可以得到平滑的形貌，而且通過(guò)降低場(chǎng)氧區(qū)相對(duì)有源區(qū)的高度，可在鍺硅生長(zhǎng)后得到基本齊平的上表面，這一改進(jìn)可得到均勻的鍺硅外延層厚度和發(fā)射極多晶硅厚度，更好控制關(guān)鍵的發(fā)射極窗口尺寸大小，從而得到穩(wěn)定的鍺硅HBT器件特性。
[0048]以上通過(guò)具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，但這些并非構(gòu)成對(duì)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)人員可對(duì)本發(fā)明做出許多變形和改進(jìn)，這些也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種鍺硅異質(zhì)結(jié)雙極型三極管器件的制造方法，其特征是，包括以下步驟: 步驟1，在P型硅襯底(I)上形成N型埋層(2)，在N型埋層(2)上生長(zhǎng)N型外延層(3);進(jìn)行N型離子注入，在N型外延層(3)中形成底部與N型埋層(2)相連接的第一離子注入?yún)^(qū)(4)，所述第一離子注入?yún)^(qū)(4)成為集電極引出區(qū)； 步驟2，生長(zhǎng)一層襯墊氧化硅，其上淀積一層氮化硅(5);光刻打開(kāi)欲形成場(chǎng)氧的區(qū)域，干刻去除打開(kāi)區(qū)域的氮化硅(5)和襯墊氧化硅并刻蝕N型外延層(3)的單晶形成凹進(jìn)，在所述凹進(jìn)處生長(zhǎng)場(chǎng)氧隔離(6); 步驟3，淀積一層氧化硅并對(duì)該層氧化硅進(jìn)行化學(xué)機(jī)械研磨平坦化，濕法去除氮化硅(5)并去除襯墊氧化硅，濕法去除場(chǎng)氧隔離(6)的部分氧化硅形成場(chǎng)氧凹進(jìn)； 步驟4，生長(zhǎng)一犧牲氧化硅層，進(jìn)行N型離子注入，在后續(xù)定義的發(fā)射極窗口( 11)下形成第二離子注入?yún)^(qū)(7)，所述第二離子注入?yún)^(qū)(7)底部與N型埋層(2)相連接成為集電極的低電阻底座；濕法刻蝕去除犧牲氧化硅層，對(duì)硅片表面進(jìn)行清洗得到無(wú)缺陷的單晶硅表面； 步驟5，生長(zhǎng)一層氧化硅，其上先淀積一層氧化硅再淀積一層無(wú)定型硅(8)，光刻和干法刻蝕無(wú)定型硅形成基區(qū)有源區(qū)窗口，所述基區(qū)有源區(qū)窗口的邊緣位于場(chǎng)氧隔離(6)的鳥(niǎo)嘴處，基區(qū)有源區(qū)窗口外的其它區(qū)域保留無(wú)定形硅和氧化硅； 步驟6，生長(zhǎng)鍺硅外延層(9)，基區(qū)有源區(qū)窗口處的鍺硅外延層為單晶硅結(jié)構(gòu)，場(chǎng)氧隔離(6)和第一離子注入?yún)^(qū)(4)上的鍺硅外延層為多晶硅結(jié)構(gòu)； 步驟7，使用光刻膠遮擋基區(qū)有源區(qū)和外基區(qū)，干法刻蝕去除未被遮擋部分的多晶硅并停在氧化硅上，再濕法去除氧化硅； 步驟8，淀積發(fā)射極窗口介質(zhì)(10)，光刻定義并干法刻蝕打開(kāi)發(fā)射極窗口( 11)和集電極引出區(qū)，清洗硅片表面并淀積N型多晶硅，所述發(fā)射極窗口介質(zhì)(10)自下而上為氧化硅加氮化硅； 步驟9，使用光刻膠遮擋發(fā)射極和集電極引出區(qū)，刻蝕去除未遮擋區(qū)域的多晶硅和發(fā)射極窗口介質(zhì)(10)的氮化硅并停在氧化硅上，用氧化硅作緩沖層對(duì)外基區(qū)進(jìn)行P型離子注入形成外基區(qū)注入?yún)^(qū)(13);去除光刻膠，淀積介質(zhì)并回刻形成多晶硅側(cè)墻； 步驟10，進(jìn)行熱退火，發(fā)射極多晶硅(12)中的N型雜質(zhì)激活并擴(kuò)散形成發(fā)射極-基極結(jié)，鍺硅外延層和集電區(qū)的雜質(zhì)激活并擴(kuò)散形成基極集電極結(jié)；淀積硅化物合金層，采用接觸孔工藝和金屬連線工藝對(duì)發(fā)射極、基極和集電極進(jìn)行連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鍺硅異質(zhì)結(jié)雙極型三極管器件的制造方法，其特征是，步驟I中，N型埋層(2)為重?fù)诫s，注入離子為砷，注入能量為30~120keV，劑量為IO15~IO16CnT2 ；N型外延層(3)的摻雜雜質(zhì)是磷，摻雜濃度在2 X IO15~5 X IO16CnT3 ;第一離子注入?yún)^(qū)(4)的注入離子是磷，注入能量為80~180keV，劑量為IO15~IO16CnT2。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的鍺硅異質(zhì)結(jié)雙極型三極管器件的制造方法，其特征是，步驟I中，在N型埋層(2)形成后采用爐管進(jìn)行高溫推進(jìn)，再生長(zhǎng)N型外延層(3)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的鍺硅異質(zhì)結(jié)雙極型三極管器件的制造方法，其特征是，高溫推進(jìn)的溫度為1000~1100°C，時(shí)間為30~120分鐘。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鍺硅異質(zhì)結(jié)雙極型三極管器件的制造方法，其特征是，步驟2中，N型外延層(3)的單晶凹進(jìn)深度為3000~8000埃，場(chǎng)氧隔離(6)的厚度為6000~15000埃，襯墊氧化硅的厚度為100~300埃，氮化硅的厚度為1000~3000埃。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鍺硅異質(zhì)結(jié)雙極型三極管器件的制造方法，其特征是，步驟3中，氧化硅的厚度為3000~8000埃，化學(xué)機(jī)械研磨完全去除氮化硅(5)上的氧化硅，場(chǎng)氧凹進(jìn)處的氧化硅表面比N型外延層(3)的單晶表面低500~1000埃，所述場(chǎng)氧隔離(6)與N型外延層(3)頂部之間形成一個(gè)呈斜坡?tīng)畹膯尉ЫY(jié)構(gòu)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鍺硅異質(zhì)結(jié)雙極型三極管器件的制造方法，其特征是，步驟4中，犧牲氧化層的厚度為100~300埃，第二離子注入?yún)^(qū)(7)通過(guò)選擇性N型離子一次注入或多次注入形成，其中一次注入或者多次注入中至少有一次注入的注入深度達(dá)到N型外延層(3)的厚度。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鍺硅異質(zhì)結(jié)雙極型三極管器件的制造方法，其特征是，步驟5中，場(chǎng)氧隔離(6)上的無(wú)定型娃(8)表面和N型外延層(3)的單晶表面齊平。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鍺硅異質(zhì)結(jié)雙極型三極管器件的制造方法，其特征是，步驟6中，鍺硅外延層(9)分為硅緩沖層、鍺硅層和硅帽層，其中鍺硅層和硅帽層分別摻雜有硼；所述硅緩沖層的厚度為100~500埃；所述鍺硅層的厚度為200~800埃，其中20~300埃摻雜硼，摻雜濃度在2X IO19~6X IO19CnT3 ;所述硅帽層的厚度為200~500埃，摻雜濃度為IO15~IO17CnT3 ;基區(qū)有源區(qū)上的鍺硅單晶表面和場(chǎng)氧隔離(6)上的鍺硅多晶表面之間的高度差為-300~300埃。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鍺硅異質(zhì)結(jié)雙極型三極管器件的制造方法，其特征是，步驟8中，N型多晶硅是在位摻雜或者離子注入摻雜，摻雜離子為磷和/或砷，濃度大于102°cm_3。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鍺硅異質(zhì)結(jié)雙極型三極管器件的制造方法，其特征是，步驟8中，清洗硅片表面后先快速熱氧化生長(zhǎng)5~10埃的氧化層再淀積N型多晶硅。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鍺硅異質(zhì)結(jié)雙極型三極管器件的制造方法，其特征是，步驟9中，外基區(qū)注入?yún)^(qū)(13)的注入離子是硼或氟化硼，注入能量為5~120keV，注入劑量為IO15 ~IO1W20
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鍺硅異質(zhì)結(jié)雙極型三極管器件的制造方法，其特征是，步驟10中，熱退火的溫度為1015~1050°C，時(shí)間是5~30秒，形成300~500埃且緩變的發(fā)射極-基極結(jié)。
【文檔編號(hào)】H01L21/331GK103681320SQ201210315732
【公開(kāi)日】2014年3月26日 申請(qǐng)日期:2012年8月30日 優(yōu)先權(quán)日:2012年8月30日
【發(fā)明者】周正良, 潘嘉, 陳曦 申請(qǐng)人:上海華虹宏力半導(dǎo)體制造有限公司