[发明专利]局部氧化抬升外基区全自对准双极晶体管及其制备方法

权利要求书

1.一种局部氧化抬升外基区全自对准双极晶体管，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并且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、在所述轻掺杂硅外延层中形成的场区介质层、位于所述轻掺杂硅外延层内的选择注入集电区、位于所述轻掺杂硅外延层上且对应所述选择注入集电区的本征基区外延层、位于所述本征基区外延层上的发射区-基区隔离介质区、位于所述发射区-基区隔离介质区内侧的第二导电类型重掺杂多晶发射区、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；其特征在于：所述发射区-基区隔离介质区由内侧的氮化硅侧墙和外侧的氧化硅层组成，所述氧化硅层包括位于氮化硅侧墙下的内延伸部、贴在氮化硅侧墙外壁上的氧化硅层主体、以及位于氧化硅层主体上端且向外凸出的外延伸部；所述抬升外基区包括第一导电类型重掺杂多晶硅层和位于所述多晶硅层侧面的Si/SiGe/Si多晶层，所述Si/SiGe/Si多晶层贴在所述发射区-基区隔离介质区的外侧壁上且位于所述外延伸部的下方。

2.一种局部氧化抬升外基区全自对准双极晶体管制备方法，其特征在于，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在所述硅外延层(14)内形成场区介质层(18)；

2.4在所得结构上淀积第一氧化硅层(20)，在所述第一氧化硅层(20)上形成第一导电类型重掺杂第一多晶硅层(22)；

2.5涂覆光刻胶(24)，利用光刻、刻蚀工艺先后去除部分第一多晶硅层(22)和第一氧化硅层(20)，暴露出硅外延层(14)的上表面，形成本征集电区窗口(26)；

2.6沿本征集电区窗口(26)向下形成第二导电类型选择注入集电区(28)；

2.7去除光刻胶(24)；在本征集电区窗口(26)底部露出的硅外延层(14)的表面上生长本征基区Si/SiGe/Si外延层(30)，同时在露出的第一氧化硅层(20)的侧壁、以及第一多晶硅层(22)的侧壁和表面上淀积Si/SiGe/Si多晶层(32)；

2.8在所得结构上生长第二氧化硅层(33)，在所述第二氧化硅层(33)上淀积氮化硅层(34)；

2.9淀积平坦化层(35)，采用平坦化回刻方法刻蚀掉本征集电区窗口(26)外的平坦化层(35)和氮化硅层(34)，刻蚀停止在所述第二氧化硅层(33)的表面上；

2.10去除平坦化层(35)；利用保留的氮化硅层(34)作为掩蔽层进行局部热氧化，在本征集电区窗口(26)之外生长第三氧化硅层(36)；所述第三氧化硅层(36)的厚度大于所述第二氧化硅层(33)的厚度；

2.11去除氮化硅层(34)；通过先淀积氮化硅层然后各向异性刻蚀的方法形成氮化硅侧墙(38)；以氮化硅侧墙(38)为掩蔽层，采用湿法腐蚀去掉氮化硅侧墙(38)之间露出的第二氧化硅层(33)，同时保证经过腐蚀后的第三氧化硅层(36)的厚度大于100nm；

2.12在所得结构上形成第二导电类型重掺杂第二多晶硅层，然后通过光刻和刻蚀方法先后刻蚀该第二多晶硅层和其下面的第三氧化硅层(36)，形成第二导电类型重掺杂多晶硅发射区(40)；

2.13通过光刻和刻蚀方法先后刻蚀第一多晶硅层(22)和第一氧化硅层(20)，露出硅集电极引出区(16)；剩余的第一氧化硅层(20)形成氧化硅隔离介质层；

2.14使得多晶硅发射区(40)中的杂质向本征基区Si/SiGe/Si外延层(30)内扩散形成第二导电类型重掺杂单晶发射区(42)；

2.17采用常规半导体集成电路后道工艺步骤，包括淀积孔介质层，制备接触孔，引出发射极金属电极、基极金属电极和集电极金属电极，完成器件制备。