[发明专利]锗硅多晶硅栅BiCMOS器件及制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体制造领域，具体是涉及一种锗硅多晶硅栅BiCMOS（Bipolar Complementary Metal-Oxide-Semiconductor Transistor）器件，本发明还涉及所述锗硅多晶硅栅BiCMOS器件的制造方法。

背景技术

锗硅HBT（Heterojunction Bipolar Transistor）是超高频器件的良好选择，首先其利用锗硅与硅的能带差别，提高发射区的载流子注入效率，增大器件的电流放大倍数；其次利用锗硅外基区的高掺杂，降低基区电阻，提高特征频率；另外锗硅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。锗硅多晶硅栅的BiCMOS中包含有锗硅HBT和CMOS器件，一般在制作该类型器件时，锗硅HBT的发射极和CMOS的栅极是通过两次步骤制作完成的，制作工艺较复杂，同时使用了两层掩膜版，不利于制造成本的降低。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种锗硅多晶硅栅BiCMOS器件，其锗硅HBT的基区与CMOS的栅极同步制作。

本发明所要解决的另一技术问题是提供所述锗硅多晶硅栅BiCMOS器件的制造方法。

为解决上述问题，本发明所述的一种锗硅多晶硅栅BiCMOS器件，其内部包含HBT及CMOS：

所述HBT，在硅衬底中具有位于两浅槽隔离结构之间的集电区，集电区下具有N型赝埋层，在集电区之上的硅衬底表面覆盖有锗硅，所述锗硅覆盖整个集电区，并两端延伸进入浅槽隔离结构之上，锗硅与浅槽隔离结构之间间隔有氧化层及多晶硅，使集电区与浅槽隔离结构相接区域上方的锗硅上表面具有台阶，台阶处覆盖有氧化膜和氮化膜，台阶及台阶之间的区域具有多晶硅，所述多晶硅及锗硅的两端均具有氧化物侧墙。

所述CMOS，包含PMOS及NMOS，所述PMOS器件靠近HBT，具有N型阱位于两浅槽隔离结构之间，N型阱底部具有N型赝埋层，在N型阱中两边靠近浅槽隔离结构的硅表面处具有轻掺杂源漏区，轻掺杂源漏区中分别包含有源漏区，轻掺杂源漏区之间的硅表面上依次覆盖栅氧化层、多晶硅及锗硅，形成PMOS的栅极结构，所述栅极结构的沟道两端具有氧化物侧墙。

所述NMOS，具有P型阱位于两浅槽隔离结构之间，P型阱底部具有P型赝埋层，在P型阱中两边靠近浅槽隔离结构的硅表面处具有轻掺杂源漏区，轻掺杂源漏区中分别包含有源漏区，轻掺杂源漏区之间的硅表面上依次覆盖栅氧化层、多晶硅及锗硅，形成NMOS的栅极结构，所述栅极结构的沟道两端具有氧化物侧墙。

在整个硅表面具有层间介质，多个接触孔分别穿通层间介质将HBT的发射极及基极、PMOS及NMOS的栅极、源极、漏极引出，多个深接触孔更穿通层间介质以及浅槽隔离结构将HBT的集电极以及PMOS和NMOS的P型阱和N型阱引出。

本发明所述的一种锗硅多晶硅栅BiCMOS器件的制造方法，包含如下工艺步骤：

步骤1：在轻掺杂的P型硅衬底上淀积一层二氧化硅和氮化硅阻挡层，利用浅槽隔离工艺刻蚀出多个沟槽以隔离出HBT及CMOS区，对HBT区和PMOS区进行N型赝埋层注入，对NMOS区进行P型赝埋层注入，浅槽隔离沟槽中填充二氧化硅后，对PMOS区进行N型阱注入，NMOS区进行P型阱注入，完成之后去除整个衬底表面的阻挡层。

步骤2：在整个硅衬底表面依次淀积栅氧化层及多晶硅，光刻打开HBT区域窗口进行集电区注入。

步骤3：整个硅衬底表面淀积锗硅外延，锗硅外延上再依次淀积氧化层及氮化层，通过光刻打开HBT区域的氧化层及氮化层发射区窗口。

步骤4：淀积发射区多晶硅并对发射极多晶硅掺杂，使用光刻胶定义出发射区区域，刻蚀掉发射区区域以外的多晶硅、氮化层及氧化层。

步骤5：去除光刻胶，再对锗硅外延进行一次光刻形成HBT的锗硅基区及CMOS的锗硅多晶硅栅。

步骤6：对NMOS进行轻掺杂源漏注入及PMOS轻掺杂源漏注入后，HBT及PMOS和NMOS同时生长形成氧化物侧墙。

步骤7：对PMOS进行P型源漏注入及对NMOS进行N型源漏注入，器件表面淀积层间介质，并制作接触孔引出HBT及CMOS的各电极及CMOS的N型阱和P型阱。

较佳地，所述步骤2中淀积的多晶硅厚度为较佳地，所述步骤3中淀积的锗硅外延厚度为锗硅外延的掺杂浓度为1x10¹⁸～1x10¹⁹CM^-3。