[发明专利]与锗硅异质结NPN三极管集成的PNP三极管工艺实现方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种半导体集成电路器件，特别是涉及一种与锗硅异质结NPN三极管集成的PNP三极管。

背景技术

对于双极型场效应晶体管(BiCMOS)工艺来说，作为NPN器件即锗硅异质结NPN三极管的互补，PNP器件也非常重要。PNP器件通常分为横向PNP与纵向PNP两种。其中纵向PNP器件的性能较高，也是在高性能应用中所需要的。但是纵向PNP器件和NPN器件的集成的难度较大，甚至无法进行集成。而横向PNP器件的性能较差，但是器件的集成比较容易。

如图1所示，是现有与锗硅异质结NPN三极管集成的PNP三极管的结构示意图；现有PNP三极管为一种纵向PNP器件。在所述P型衬底201上形成有N型深阱202，现有PNP三极管形成于所述N型深阱202中并被所述N型深阱202包围；有源区由浅槽场氧203隔离即浅沟槽隔离(STI)，现有PNP三极管包括：

集电区214，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214的深度大于或等于所述浅槽场氧203的底部深度；所述集电区214横向延伸到所述有源区周侧的所述浅槽场氧203的底部一段距离，在所述集电区214横向延伸部分中形成有重掺杂的P型埋层215，在所述P型埋层215顶部的所述浅槽场氧203中形成有深孔接触205，该深孔接触205和所述P型埋层215接触并引出集电极。

基区211，由形成于所述集电区214顶部的所述有源区中并和所述集电区214相接触的一N型离子注入区组成。在所述有源区上形成有多晶硅213，该多晶硅213和所述基区211接触，接触区域小于所述有源区的尺寸、且接触区域的位置和大小是由二氧化硅212和氮化硅210形成的基区接触窗口定义。在所述多晶硅213上形成有金属接触206引出基极。

发射区209，由形成于所述基区211顶部的锗硅单晶组成，所述发射区209和所述基区211相接触，在所述发射区209上形成有金属接触206引出发射极。金属层207最后将器件引出实现互连。

现有PNP三极管的发射区209的锗硅单晶形成工艺和采用现有锗硅异质结NPN三极管的所述基区的锗硅单晶形成工艺相同并且是同时形成。现有PNP三极管的引出所述基区211的所述多晶硅213采用现有锗硅异质结NPN三极管的所述发射区的多晶硅的工艺。

但是对现有PNP三极管的器件特性进行验证发现，其性能并不理想，放大系数比较小，截止频率也较低。其主要原因是所述发射区209的实际掺杂水平较低。

现有PNP三极管的所述发射区209的掺杂是通过注入来进行，并且和现有锗硅异质结NPN三极管的外基区注入共享即采用相同工艺同时注入形成。由于现有锗硅异质结NPN三极管的锗硅的厚度非常薄，因此其外基区注入能量也非常小，只有5KEV～10KEV。由于现有PNP三极管的发射区209为共享现有NPN三极管的所述基区的锗硅单晶，为了降低现有NPN三极管的基区宽度，提高NPN的性能，因此锗硅单晶中掺杂含有一定浓度的碳。这些碳能够抑制硼的扩散。因此导致现有PNP三极管的所述发射区209的掺杂尽管剂量很大，但是因为能量很小，无法打穿这一层锗硅合金中的碳层，导致绝大多数的硼被抑制在发射区209的锗硅单晶非常靠近表面的区域。而又因为现有PNP三极管的所述发射区209在后续工艺过程中需要生长一层金属硅化物，因此导致所述发射区209的锗硅单晶的表面重参杂的区域掺杂被消耗大部分，从而使现有PNP三极管的发射系数很低并导致器件放大系数较低，截止频率也不够高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种与锗硅异质结NPN三极管集成的PNP三极管工艺实现方法，能提高PNP三极管的发射区的掺杂浓度，从而提高器件的发射效率以及器件的放大系统，并能增加器件的截止频率。

为解决上述技术问题，本发明提供的与锗硅异质结NPN三极管集成的PNP三极管工艺实现方法包括如下步骤：硅衬底分为形成NPN三极管的NPN区域和形成PNP三极管的PNP区域，在所述PNP区域的N型基区的掺杂注入完成后，采用刻蚀工艺对所述PNP区域的所述基区的硅表面进行处理，使所述PNP区域的所述基区的硅表面的晶格结构被破坏；在所述NPN区域的N型集电区形成后，在所述NPN区域和所述PNP区域同时采用外延生长工艺形成锗硅层；所述锗硅层在所述PNP区域为多晶结构，多晶硅结构的所述锗硅层用于形成所述PNP三极管的发射区；所述锗硅层在所述NPN区域为单晶结构，单晶结构的所述锗硅层用于形成所述NPN三极管的基区。