[发明专利]锗硅BiCMOS中的横向齐纳二极管结构及其实现方法

权利要求书

1.一种锗硅BiCMOS中的横向齐纳二极管结构，其特征在于，包括：

P型衬底；

P型衬底内形成的浅槽区填充氧化物；

浅槽区填充氧化物上表面的按由下往上依次形成的第一氧化硅层、第一多晶硅层、SiGe层、第一氧化硅介质层和第一氮化硅介质层；

P型衬底内形成的齐纳二极管N区，该N区的掺杂条件与锗硅HBT三极管的集电区注入一致；

P型衬底内形成的齐纳二极管P区，该P区是重掺杂，其形成的工艺条件与锗硅HBT的外基区注入一致；

齐纳二极管N区两端的上表面分别形成的第二氧化硅介质层，且该第二氧化硅介质层之上设有第二氮化硅介质层；

重掺杂的发射极多晶硅层，位于齐纳二极管N区之上，并覆盖住第二氮化硅介质层；

发射极侧墙，位于齐纳二极管P区之上，并与重掺杂的发射极多晶硅层的两侧分别相邻；

其中，所述齐纳二极管P区位于齐纳二极管N区的两侧，齐纳二极管N区通过重掺杂的发射极多晶硅层引出，且该齐纳二极管P区分别与浅槽区填充氧化物相邻。

2.如权利要求1所述的结构，其特征在于，所述浅槽区填充氧化物的厚度为2000～5000埃。

3.如权利要求1所述的结构，其特征在于，所述第一多晶硅层和第一氧化硅介质层的厚度为200～500埃；

所述SiGe层的厚度为200～1000埃。

4.如权利要求1所述的结构，其特征在于，所述第二氧化硅介质层和第二氮化硅介质层的厚度为200～500埃。

5.如权利要求1所述的结构，其特征在于，所述重掺杂的发射极多晶硅层的厚度1500～2000埃。

6.如权利要求1所述的锗硅BiCMOS中的横向齐纳二极管结构的工艺实现方法，其特征在于，包括步骤：

1)利用有源区光刻，在P型衬底打开浅槽区域，刻蚀，形成浅槽隔离区域；

2)浅槽隔离区域填充氧化物，经刻蚀和研磨后，形成浅槽区隔离氧化物；

3)P型衬底上光刻定义出齐纳二极管N区，采用与锗硅HBT三极管的集电区注入时的掺杂条件，通过离子注入P型杂质，形成齐纳二极管N区；

4)在浅槽区填充氧化物上表面，依次淀积第一氧化硅层和第一多晶硅层后，在该第一多晶硅层上外延生长SiGe层，以及在SiGe层之上依次淀积第一氧化硅介质层和第一氮化硅介质层；

5)光刻并刻蚀上述的第一氧化硅层、第一多晶硅层、SiGe层、第一氧化硅介质层和第一氮化硅介质层；

6)在齐纳二极管N区的两端的上表面上，其每端的的上表面上依次淀积第二氧化硅介质层和第二氮化硅介质层后，在齐纳二极管N区上淀积SiGe HBT的发射极多晶硅层，且覆盖住第二氮化硅介质层，并对发射极多晶硅层进行重掺杂，作为齐纳二极管N区的引出电极，并在齐纳二极管N区的两侧进行光刻、刻蚀，形成齐纳二极管P区窗口；

7)在采用锗硅HBT的外基区注入时，齐纳二极管的有源区将同时被掺入高浓度的P型杂质，形成齐纳二极管P区；

8)去除光刻胶后，在发射极多晶硅层两侧淀积第二氧化硅层，并干刻形成发射极侧墙。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述步骤3)中，离子注入是单次注入或多次注入，注入的杂质是砷或磷，注入的剂量范围为2×10¹²～5×10¹⁴cm^-2，注入能量范围20～500KeV。

8.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述步骤6)中，重掺杂是通过高剂量的N型杂质注入到发射极多晶硅层，注入的剂量范围为5×10¹⁴～1×10¹⁶cm^-2，注入能量范围20～200KeV，并利用高温快速热退火进行激活和扩散；

所述齐纳二极管N区的引出电极的厚度为1500～2000埃。

9.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述步骤7)中，P型杂质为硼，注入的剂量范围为5×10¹⁴～1×10¹⁶cm^-2，注入能量范围2～50KeV。

10.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述步骤8)中，第二氧化硅层的厚度为500～1200埃。