[发明专利]锗硅异质结双极型晶体管及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体集成电路领域，特别是涉及一种锗硅(SiGe)异质结双极型晶体管(HBT)。本发明还涉及锗硅异质结双极型晶体管的制造方法。

背景技术

由于现代通信对高频带下高性能、低噪声和低成本的RF组件的需求，现有的Si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则在更高、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SiGe HBT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。通过各种工艺设计和器件设计来减小锗硅HBT的集电区电阻对降低功耗和提高器件的最高振荡频率也至关重要。同时，减小器件的尺寸对提高集成电路的集成度和减小一些寄生参数(如基区电阻、集电区电阻、电容等)、提高器件的性能也是重要的手段。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

本发明所要解决的技术问题是提供一种锗硅异质结双极型晶体管，能改善集电区的电场分布，提高集电区和基区之间的结击穿电压从而提高器件的击穿电压，能缩小器件的面积，减少基区和集电区的结电容并提高器件的频率特性。为此，本发明还提供一种锗硅异质结双极型晶体管的制造方法。

为解决上述技术问题，本发明提供的锗硅异质结双极型晶体管形成于硅衬底上，有源区由浅槽场氧隔离，锗硅异质结双极型晶体管包括：

集电区，由形成于所述有源区中的一N型离子注入区组成，所述集电区深度大于所述浅槽场氧底部的深度、且所述集电区横向延伸进入所述有源区周侧的浅槽场氧底部。

赝埋层，由形成于所述有源区周侧的浅槽场氧底部的N型离子注入区组成，所述赝埋层和所述有源区的边缘相隔一段距离并和所述集电区的延伸部分在所述浅槽场氧底部相接触，在所述赝埋层顶部的所述浅槽场氧中形成有深孔接触，该深孔接触引出集电极。

多晶硅场板，形成于所述有源区周侧的所述浅槽场氧的上，所述多晶硅场板覆盖的区域包括所述集电区的延伸到所述浅槽场氧底部的部分以及所述赝埋层的一部分；在所述多晶硅场板上方形成有金属接触，该金属接触和所述集电极相连。

基区，由形成于所述有源区上的P型锗硅外延层组成，所述基区在所述有源区的表面和所述集电区相接触。

发射区，由形成于所述基区上部的N型多晶硅组成，所述发射区和所述基区相接触，所述发射区的尺寸小于所述基区的尺寸；在所述发射区的顶部形成有金属接触，该金属接触和所述发射区接触并引出发射极。

和所述发射区相接触的所述基区为本征基区，所述本征基区外侧的所述基区为外基区，所述外基区的掺杂浓度大于所述本征基区的掺杂浓度；在所述外基区的顶部形成有金属接触，该金属接触和所述外基区接触并引出基极。

进一步的改进是，在所述发射区的侧面、所述基区的侧面和所述多晶硅场板的侧面都形成有侧墙。

为解决上述技术问题，本发明提供的锗硅异质结双极型晶体管的制造方法包括如下步骤：

步骤一、在硅衬底上形成浅沟槽和有源区。

步骤二、在所述有源区周侧的所述浅沟槽的底部的进行N型离子注入形成赝埋层，所述赝埋层和所述有源区的边缘相隔一横向距离。

步骤三、在所述浅沟槽中填入氧化硅形成浅槽场氧。

步骤四、在所述有源区中进行N型离子注入形成集电区，所述集电区深度大于所述浅槽场氧底部的深度、且所述集电区横向延伸进入所述有源区周侧的所述浅槽场氧底部并和所述赝埋层形成接触。

步骤五、在所述硅衬底正面淀积一层多晶硅并刻蚀形成多晶硅场板，所述多晶硅场板位于所述有源区周侧的所述浅槽场氧的上，所述多晶硅场板覆盖的区域包括所述集电区的延伸到所述浅槽场氧底部的部分以及所述赝埋层的一部分。

步骤六、在所述有源区上方形成基区，所述基区由一P型硅锗外延层刻蚀后形成，所述基区和所述集电区形成接触。