[发明专利]锗硅HBT工艺中垂直寄生型PNP器件及制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体集成电路制造领域，特别是涉及一种锗硅HBT工艺中垂直寄生型PNP器件，本发明还涉及该锗硅HBT工艺中垂直寄生型PNP器件的制造方法。

背景技术

在射频应用中，需要越来越高的器件特征频率。在BiCMOS工艺技术中，NPN三极管，特别是锗硅异质结三极管(HBT)或者锗硅碳异质结三极管(SiGeC HBT)则是超高频器件的很好选择。并且SiGe工艺基本与硅工艺相兼容，因此锗硅HBT已经成为超高频器件的主流之一。在这种背景下，其对输出器件的要求也相应地提高，比如具有不小于15的电流增益系数和截止频率。

现有技术中输出器件能采用垂直型寄生PNP三极管，现有BiCMOS的锗硅HBT工艺中的垂直寄生型PNP器件的集电极的引出通常先由一形成于浅槽隔离(STI)即浅槽场氧底部的埋层或阱和器件的集电区相接触并将集电区引出到和集电区相邻的另一个有源区中、通过在该另一个有源区中形成金属接触引出集电极。这样的做法是由其器件的垂直结构特点所决定的。其缺点是器件面积大，集电极的连接电阻大。由于现有技术中的集电极的引出要通过一和集电区相邻的另一个有源区来实现、且该另一个有源区和集电区间需要用STI或者其他场氧来隔离，这样就大大限制了器件尺寸的进一步缩小。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种锗硅HBT工艺中垂直寄生型PNP器件，能用作高速、高增益HBT电路中的输出器件，为电路提供多一种器件选择，能有效地缩小器件面积、减小PNP器件的集电极电阻、提高器件的性能；本发明还提供该锗硅HBT工艺中垂直寄生型PNP器件的制造方法，无须额外的工艺条件，能够降低生产成本。

为解决上述技术问题，本发明提供的锗硅HBT工艺中垂直寄生型PNP器件形成于硅衬底上，有源区由浅槽场氧隔离，所述垂直寄生型PNP器件包括：一集电区，由形成于所述有源区中的一P型离子注入区组成，所述集电区的深度大于或等于所述浅槽场氧的底部深度。一赝埋层，由形成于所述集电区两侧的所述浅槽场氧底部的P型离子注入区组成，所述赝埋层横向延伸进入所述有源区并和所述集电区形成接触，在所述赝埋层顶部的所述浅槽场氧中形成有深孔接触，所述深孔接触和所述赝埋层接触并引出集电极。一基区，由形成于所述有源区中的一N型离子注入区组成；所述基区位于所述集电区上部并和所述集电区相接触。一发射区，由形成依次形成于所述基区上的一P型锗硅外延层和一P型多晶硅组成，所述发射区和所述基区相接触、所述发射区的横向尺寸小于所述基区的横向尺寸，在所述P型多晶硅上形成一金属接触，该金属接触引出发射极。一N型多晶硅，所述N型多晶硅形成于所述基区上部并和所述基区相接触，在所述N型多晶硅上形成一金属接触，该金属接触引出基极。

进一步的改进是，所述集电区的P型离子注入区为CMOS工艺中的P阱，注入杂质为硼，分两步注入实现：第一步注入剂量为1e11cm^-2～5e13cm^-2、注入能量为100keV～300keV；第二步注入剂量为5e11cm^-2～1e13cm^-2、注入能量为30keV～100keV；所述赝埋层的P型离子注入的工艺条件为：注入剂量为1e14cm^-2～1e16cm^-2、能量为小于15keV、注入杂质为硼或二氟化硼。所述基区的N型离子注入区的掺杂杂质的工艺条件为：注入杂质为磷或者砷、能量条件为100Kev～300Kev、剂量为1e14cm^-2～1e16cm^-2；所述N型多晶硅和锗硅HBT的发射极多晶硅的工艺条件相同，采用离子注入工艺进行掺杂，掺杂工艺条件为：注入剂量为1e13cm^-2～1e16cm^-2、能量为15keV～200keV、注入杂质为砷或磷。所述发射区的所述P型多晶硅的掺杂杂质的工艺条件和CMOS工艺中的P+注入杂质相同，所述CMOS工艺中的P+注入杂质的P型离子注入工艺条件为：注入剂量为大于1e15cm^-2、注入能量为100keV～200keV、注入杂质为硼或二氟化硼。

为解决上述技术问题，本发明提供的锗硅HBT工艺中垂直寄生型PNP器件的制造方法包括如下步骤：

步骤一、采用刻蚀工艺在硅衬底上形成有源区和浅沟槽。

步骤二、在所述有源区进行N型离子注入形成基区；所述基区的深度小于所述浅沟槽的底部深度。

步骤三、在所述浅沟槽底部进行P型离子注入形成赝埋层。