[发明专利]一种锗硅异质结双极晶体管的制造方法

说明书

本发明一种锗硅异质结双极晶体管的制造方法，通过在第二多晶硅层进行离子注入N型杂质后，利用适当波长的激光退火来替代常规的快速热退火以激活离子注入的N型杂质，因所选适当波长激光的能量只作用于第二多晶硅层的厚度范围内，而对位于第二多晶硅层下方的SiGe基区不作影响，所以其在有效激活第二多晶硅层中离子注入的N型杂质的前提下，避免了SiGe基区中硼的再扩散，进而防止了异质结势垒效应的发生，使SiGeHBT具有更好的器件性能。

技术领域

本发明涉及半导体器件制备技术领域，尤其涉及一种锗硅异质结双极晶体管的制造方法。

背景技术

近年来，由于具有能带工程特点的锗硅异质结晶体管的性能明显优于双极型晶体管，因此锗硅异质结晶体管得到了迅猛的发展。NPN型锗硅异质结双极型晶体管（SiGeHeterojunction Bipolar Transistor，简称SiGe HBT）的能带结构抑制了基极区空穴向发射极区注入，有利于发射极区的电子向基极区注入，因此提高了发射极区的注入效率，使得电流增益主要由能带确定而不再仅仅由发射极区和基极区的杂质浓度比确定，基极区的杂质浓度可以大幅提高，从而使得基极区很薄但基极区电阻却可以很小，确保半导体器件有很好的频率、功率增益及其噪声等性能。

现有技术中，NPN型SiGe HBT的制造方法是通过在SiGe外延形成P型基区之后，淀积多晶硅，并离子注入N型杂质，快速退火激活杂质，形成N型发射极来实现的。但是，由于P型基区中的硼原子在后期的热退火过程中会出现外扩现象，而硼的再分布会导致异集电结产生异质结势垒效应，进而使得SiGe HBT性能急剧恶化。

因此，如何在制造SiGe HBT的工艺过程中避免SiGe基区中的硼外扩，以防止异质结势垒效应的发生，使得SiGeHBT具有更好的器件性能是本领域技术人员需要解决的技术问题之一。

发明内容

本发明的目的为，针对上述问题，提出了一种锗硅异质结双极晶体管的制造方法，该方法在第二多晶硅层进行离子注入N型杂质后，利用适当波长的激光退火来替代常规的快速热退火以激活离子注入的N型杂质，因所选适当波长激光的能量只作用于第二多晶硅层的厚度范围内，而对位于第二多晶硅层下方的SiGe基区不作影响，所以其在有效激活第二多晶硅层中离子注入的N型杂质的前提下，避免了SiGe基区中硼的再扩散，进而防止了异质结势垒效应的发生，使SiGeHBT具有更好的器件性能。

为实现上述目的，本发明一种锗硅异质结双极晶体管的制造方法，包括如下步骤：

步骤S01，在硅衬底内形成N+埋层区，并于所述N+埋层区上形成N-集电区；

步骤S02，通过选择性离子注入N型杂质，于所述N-集电区内形成SIC区和集电极引出区，其中所述SIC区和集电极引出区与所述N+埋层区相接触；

步骤S03，于所述N-集电区上淀积第一多晶硅层，去除所述SIC区上的所述第一多晶硅层以露出所述SIC区，以及

于所述第一多晶硅层和SIC区上形成一层SiGe层，并对位于所述SIC区上的SiGe层原位掺杂P型杂质；

步骤S04，光刻以形成发射极窗口和集电极引出窗口，依次刻蚀所述集电极引出窗口下所述SiGe层和第一多晶硅层，以露出所述集电极引出区，形成位于所述SIC区上的SiGe单晶基区和位于所述N-集电区上的多晶外基区，以及

于所述发射极窗口和集电极引出窗口下淀积第二多晶硅层；

步骤S05，对所述第二多晶硅层离子注入N型杂质，并选择一定波长的激光对所述第二多晶硅层进行激光退火，其中，所述所选波长激光的能量只传达到所述第二多晶硅层的下表面，而对所述SiGe单晶基区没有热开销；

步骤S06，选择性刻蚀或腐蚀开出欧姆接触窗口，淀积复合金属，最终得到锗硅异质结双极晶体管。