[发明专利]锗硅HBT晶体管及其版图结构和其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及集成电路制造领域，特别是涉及一种锗硅HBT晶体管。本发明还涉及所述一种所述锗硅HBT晶体管的版图结构和一种所述锗硅HBT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，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）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在不改变集电区的厚度和掺杂浓度前提下，能提高器件的击穿电压的锗硅HBT晶体管。本发明还提供了一种所述锗硅HBT晶体管的版图结构和一种所述锗硅HBT晶体管的制造方法。

为解决上述技术问题，本发明的锗硅HBT晶体管，包括：位于硅衬底101上的隔离区301，位于隔离区301之间的N型注入区202，位于隔离区301下侧N型注入区202两侧的N型重掺杂区201，位于隔离区301底侧与N型注入区202和N型重掺杂区201相接的P型浅埋层203，位于隔离区301和N型注入区202上方的锗硅区402，位于锗硅区402上方的氧化隔离物503，位于氧化隔离物503和锗硅区402上方的多晶硅层502，侧墙401、501位于锗硅区402和多晶硅层502的两侧，N型重掺杂区201通过深通孔602引出形成集电极，锗硅区402、多晶硅层502通过接触孔601引出形成发射机、基极；其中，多晶硅层502的面积小于锗硅区402的面积。

进一步改进，P型浅埋层203掺杂浓度小于N型重掺杂区201的掺杂浓度，P型浅埋层203在竖直方向距离晶体管顶面的深度小于N型重掺杂区201在竖直方向距离晶体管顶面的深度。

进一步改进，P型浅埋层203与N型重掺杂区201在竖直方向相交区域的宽度是6um至完全相交。

进一步改进，N型注入区202为中低剂量掺杂，注入的剂量范围为1e¹²cm^-2~8e¹⁴cm^-2。

一种所述锗硅HBT晶体管的版图结构，其中，N型注入区202在版图上是闭合形状图形，能为带圆角的矩形、八变形或圆形。

进一步改进，P型浅埋层203在版图上介于N型重掺杂区201和N型注入区202之间，P型浅埋层203在版图是闭合形状图形，能为带角的矩形、八变形或圆形。

进一步改进，P型浅埋层203在版图上是由多段构成的分段式结构，每段P型浅埋层203在版图上的长度为0.1um至10um，两段P型浅埋层203之间距离为0.1um至10um。

一种锗硅HBT晶体管的制造方法，包括：

（1）在硅衬底101上通过浅槽隔离或场氧隔离技术制造隔离区301,注入形成N型重掺杂区201；

（2）注入中低掺杂形成N型注入区202；

（3）在器件纵向注入形成P型浅埋层203；

（4）外延重掺杂的锗硅区402；

（5）经过高剂量杂质离子注入并退火激活制造多晶硅层502，剂量为大于2e¹⁵cm^-2；

（6）将N型重掺杂区201通过深接触孔602引出，深接触孔602中填入钛/氮化钛过渡金属层以及金属钨，形成集电极；锗硅区402、多晶硅层502通过接触孔601引出形成发射机、基极。