[发明专利]低电阻多晶连接基区全自对准双极晶体管及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种低电阻多晶连接基区全自对准双极晶体管及其制备方法。

背景技术

双极晶体管的基极电阻R_B和集电极-基极电容C_BC一直是制约器件高频性能进一步提高的主要寄生参数，其对器件高频性能指标的影响可用如下简化的表达式描述。

fmax=fT8πRBCBC]]>

其中，f_T和f_max分别表示器件的截止频率和最高振荡频率。

此外，R_B还是双极晶体管热噪声的主要来源。因此，为了提高器件的高频性能和改善器件的噪声性能，减小R_B和C_BC一直是双极晶体管器件与工艺优化的重要任务。

采用单晶发射区-外基区自对准结构，即保证器件重掺杂外基区与单晶发射区的间距不取决于而且一般来说远小于光刻允许的最小线宽或最小套刻间距，是减小R_B的有效途径之一。另外，采用统一的掩模实现本征集电区窗口、选择注入集电区(SIC)掩模窗口和单晶发射区的自对准，且将多晶抬升外基区置于本征集电区窗口外部的隔离介质层上，可以最大限度地减小C_BC。

现有技术所制备器件中利用图形外延方法生长本征基区外延的同时会在多晶硅籽晶层上面以及其下面的隔离介质层侧面上淀积Si/SiGe/Si多晶层，其中在隔离介质层侧面上淀积的那部分Si/SiGe/Si多晶层可以定义为多晶连接基区。该多晶连接基区是采用原位掺杂的方法掺杂第一导电类型杂质，因为要服从于同时生长的本征基区Si/SiGe/Si外延层的相关设计要求，一般来说该多晶连接基区的厚度较薄，而且其掺杂浓度有可能不够高，所以该多晶连接基区往往会引入可观的串联电阻，因此该现有技术存在着仍然不能有效减小R_B的缺点。

发明内容

为了克服上述的缺陷，本发明提供一种能够有效减小R_B的低电阻多晶连接基区全自对准双极晶体管及其制备方法。

为达到上述目的，一方面，本发明提供一种低电阻多晶连接基区全自对准双极晶体管，所述晶体管包括第一导电类型的衬底、第二导电类型的硅埋层集电区、生长在所述衬底和硅埋层集电区上的第二导电类型的轻掺杂硅外延层、在所述轻掺杂硅外延层内形成连接所述硅埋层集电区的第二导电类型重掺杂硅集电极引出区、在轻掺杂硅外延层中形成的场区介质层、位于轻掺杂硅外延层内的选择注入集电区、对应于所述选择注入集电区的本征基区外延层、位于本征基区外延层内且对应发射区-基区隔离介质区所围成窗口的第二导电类型重掺杂单晶发射区、位于所述本征基区外延层上的发射区-基区隔离介质区和第二导电类型重掺杂多晶发射区、位于所述发射区-基区隔离介质区外围的抬升外基区、以及位于抬升外基区下方的氧化硅隔离介质层；所述第二导电类型重掺杂多晶发射区位于所述发射区-基区隔离介质区的内侧；所述发射区-基区隔离介质区由外侧的非保形覆盖氧化硅层和内侧的氮化硅侧墙组成；所述抬升外基区包括位于氧化硅隔离介质层上的第一导电类型重掺杂多晶硅层、位于所述多晶硅层侧面和氧化硅隔离介质层侧面的多晶硅侧墙、位于所述多晶硅层上的Si/SiGe/Si多晶层、以及位于所述多晶硅侧墙上面和侧面的Si/SiGe/Si多晶层。

另一方面，本发明提供一种低电阻多晶连接基区全自对准双极晶体管制备方法，所述方法包括下述步骤：

2.1采用第一导电类型轻掺杂硅片作为衬底10，在衬底10上形成第二导电类型重掺杂硅埋层集电区12；在衬底10和硅埋层集电区12上生长第二导电类型轻掺杂硅外延层14；

2.2在硅外延层14中形成第二导电类型重掺杂硅集电极引出区16，所述硅集电极引出区16与硅埋层集电区12相连接并一直延伸到硅外延层14表面；

2.3在所得结构上形成场区介质层18；