[发明专利]一种具有应变Si组合发射区的异质结双极晶体管及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于半导体集成电路技术领域，具体涉及一种具有应变Si组合发射区的异质结双极晶体管及其制备方法。

背景技术

随着硅基电路进入毫米波应用领域，其对高性能和低功耗方面的要求越来越高。双极晶体管作为BiCMOS工艺的核心器件，决定了工艺所能达到的频率，但同时也会严重影响BiCMOS电路的功耗。锗硅合金组成的异质结双极晶体管(SiGe HBT)，具有高频、高速、低噪声、高增益、低温特性好等优点，该晶体管取代传统BiCMOS中的硅双极晶体管(Si BJT)，形成的SiGe BiCMOS工艺成为先进的制造工艺而被广泛应用。

同时，当SiGe HBT采用绝缘体上硅(SOI)衬底结构后，形成以SOI为衬底的SiGe HBT(SGOI HBT)，其寄生电容C_CS由C_ox(BOX电容)和C_CS-SOI(BOX衬底电容)串联而成，有效电容C_CS将比同等条件下体SiGe HBT中的C_CS小；此外，SGOI HBT还具有漏电流小、抗衬底噪声和串扰能力强的优势。因此，将SiGe HBT优势与SOI技术(特别是薄膜SOI)结合起来，形成SOI SiGe HBT(SGOI HBT)结构，这对于高速低功耗应用有着极大的吸引力。

由于SOI SiGe BiCMOS是由SGOI HBT和SOI CMOS器件两个基本结构单元共同构成。通常，SOI SiGe BiCMOS是非全平面的，原因在于SGOI HBT器件结构相对于SOI CMOS会形成台面，以致在实际应用中使SOI SiGe BiCMOS工艺变得复杂且增高生产成本，因此，为了减小工艺复杂度与生产成本，急需一种能与全平面结构CMOS相兼容的SGOI HBT及其制备方法。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于：(1)提供一种具有应变Si组合发射区的异质结双极晶体管；(2)一种具有应变Si组合发射区的异质结双极晶体管的制备方法。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

1、一种具有应变Si组合发射区的异质结双极晶体管，所述异质结双极晶体管包括绝缘体上硅衬底、设置在所述绝缘体上硅衬底上的驰豫Si_1-x Ge_x集电区、设置在所述驰豫Si_1-x Ge_x集电区上中间位置的应变Si_1-y Ge_y基区、设置在所述驰豫Si_1-x Ge_x集电区上两侧的N⁺区和设置在所述应变Si_1-y Ge_y基区上的发射区，所述发射区包括驰豫Si_1-x Ge_x层和设置在所述驰豫Si_1-x Ge_x层上的应变Si层。

进一步，所述驰豫Si_1-x Ge_x集电区和驰豫Si_1-x Ge_x层中Ge组份含量x为0.25。

进一步，所述应变Si_1-y Ge_y基区中Ge组份含量y为0.43。

进一步，所述驰豫Si_1-x Ge_x集电区的厚度为150nm，掺杂浓度为N_D＝3×10¹⁵cm^-3。

进一步，所述应变Si_1-y Ge_y基区的厚度为25nm，掺杂浓度为N_D＝5×10¹⁸cm^-3。

进一步，所述驰豫Si_1-x Ge_x层的厚度为100nm，掺杂浓度为N_D＝1×10¹⁹cm^-3。

进一步，所述应变Si层的厚度为10nm，掺杂浓度为N_D＝1×10²⁰cm^-3。

进一步，所述N⁺区的掺杂浓度为N_D＝1×10²⁰cm^-3。