[发明专利]一种锗硅异质结双极晶体管及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体制造领域，特别是涉及一种锗硅异质结双极晶体管。本发明还涉及一种锗硅异质结双极晶体管的制造方法。

背景技术

现代通信对高频带下高性能、低噪声和低成本的RF(射频)组件的需求，传统的Si(硅)材料器件无法满足性能规格、输出功率和线性度新的要求，功率SiGe HBT(硅锗异质结双极晶体管)在更高、更宽的频段的功放中发挥重要作用。与砷化镓器件相比，虽然在频率上还处劣势，但SiGe HBT凭着更好的热导率和良好的衬底机械性能，较好地解决了功放的散热问题，SiGe HBT还具有更好的线性度、更高集成度；SiGe HBT仍然属于硅基技术和CMOS工艺有良好的兼容性，SiGe BiCMOS工艺为功放与逻辑控制电路的集成提供极大的便利，也降低了工艺成本。

国际上目前已经广泛采用SiGe HBT作为高频大功率功放器件应用于无线通讯产品，如手机中的功率放大器和低噪声放大器等。为了提高射频功率放大器的输出功率，在器件正常工作范围内通过提高工作电流和提高工作电压都是有效的方式。对于用于锗硅HBT，高耐压器件可使电路在相同功率下获得较小电流，从而降低功耗，因而需求广泛。因此在如何保持器件的特征频率的同时进一步提高SiGe HBT耐压越来越成为锗硅HBT器件的研究热点。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种锗硅异质结双极晶体管能提高器件的击穿电压。为此，本发明还提供了一种锗硅异质结双极晶体管的制造方法

为解决上述技术问题，本发明的锗硅异质结双极晶体管，包括：

P型衬底中形成有匹配层，膺埋层和集电区形成于匹配层上方，场氧区形成于膺埋层和部分集电区的上方，膺埋层和场氧区位于集电区两侧；氧化硅层形成于场氧区上方，多晶硅层形成于氧化硅层上方，基区形成于集电区和多晶硅层上方；氧化硅介质层形成于基区上方，氮化硅介质层形成于氧化硅介质层上方，发射区形成于基区和氮化硅介质层上方，隔离侧墙形成于氧化硅介质层、氮化硅介质层和发射区的两侧；膺埋层通过深接触孔引出，深接触孔中具有钛层或氮化钛层，填有金属钨。

所述膺埋层具有磷杂质。

所述匹配层具有与所述集电区相反类型的杂质。

所述集电区具有磷或砷杂质。

所述氧化硅层厚度为100埃至500埃。

所述多晶硅层厚度为200埃至1500埃。

所述发射区具有砷或磷杂质。

所述基区具有掺硼的锗硅杂质。

所述基区底部的宽度大于等于集电区顶部的宽度。

所述发射区底部的宽度小于集电区顶部的宽度。

所述深接触孔中钛层厚度为100埃至500埃，氮化钛层厚度为50埃至500埃。

本发明的锗硅异质结双极晶体管制造方法，包括：

(1)在P型衬底上刻蚀沟槽；

(2)在沟槽底部注入形成膺埋层；

(3)在沟槽中填入氧化硅形成场氧区，进行化学机械抛光，在膺埋层和有源区下方注入形成匹配层；

(4)光刻、注入P型杂、热推进形成集电区；

(5)淀积氧化硅层，淀积多晶硅层，光刻、刻蚀打开基区窗口；

(6)生长掺硼的锗硅外延；

(7)刻蚀形成基区；

(8)淀积氧化硅介质层，淀积氮化硅介质层，光刻、刻蚀打开发射区窗口；

(9)淀积在位N型掺杂的多晶硅，注入N型杂质，光刻、刻蚀形成发射区；

(10)制作隔离侧墙；

(11)刻蚀深接触孔，深接触孔内淀积钛层或氮化钛层，填入金属钨，进行化学机械抛光，引出膺埋层。

其中，实施步骤(2)时，注入磷杂质，剂量为1e¹⁴cm^-2至1e¹⁶cm^-2，能量为2KeV至50KeV。

其中，实施步骤(4)时，注入杂质为砷或磷。

其中，实施步骤(5)时，淀积氧化硅层厚度为100埃至500埃，淀积多晶硅层厚度为200埃至1500埃。

其中，实施步骤(9)时，注入N型杂质为砷或磷，剂量大于1e¹⁵cm^-2。

其中，实施步骤(11)时，采用PVD(物理气相沉积)或CVD(化学气相沉积)方式，淀积钛层厚度为100埃至500埃，淀积氮化钛层厚度为50埃至500埃。