[发明专利]锗硅异质结双极晶体管及制造方法

说明书

本发明公开了一种锗硅异质结双极晶体管，集电区包括整体集电区和局部集电区并和赝埋层接触；基区由形成于集电区表面的P型锗硅外延层组成；发射区由形成于基区上部的N型多晶硅组成且分成底部多晶硅和顶部多晶硅。局部集电区和底部多晶硅的发射区窗口采用相同的光刻图形定义实现局部集电区和底部多晶硅的完全对准；外基区的离子注入前所述发射区窗口介质层被去除，外基区的带倾角的离子注入和底部多晶硅的侧面自对准，使底部多晶硅外被顶部多晶硅覆盖的交叠外基区的掺杂增加从而降低基区电阻。本发明还公开了一种锗硅异质结双极晶体管的制造方法。本发明能同时提高器件的特征频率和最高振荡频率，适用于器件的超高频的应用需求，且工艺成本低。

技术领域

本发明涉及半导体集成电路制造领域，特别是涉及一种锗硅(SiGe)异质结双极晶体管(HBT)；本发明还涉及一种锗硅异质结双极晶体管的制造方法。

背景技术

超高频的射频应用要求改善锗硅异质结双极晶体管(SiGe HBT)的特征频率(F_t)和最高振荡频率(F_max)。特征频率也称为截止频率，是电流增益为1时的频率；最高振荡频率为功率增益为1时的频率。

全自对准SiGe HBT制作工艺能够获得很高的特征频率和最高振荡频率，但制作工艺复杂，而且需要选择性SiGe外延工艺。

如图1所示，是现有锗硅异质结双极晶体管结构示意图；图1所示的器件为准自对准SiGe HBT，现有锗硅异质结双极晶体管形成于P型硅衬底101上，有源区由场氧化层103隔离，包括：

集电区，包括整体集电区104和局部集电区105，所述整体集电区104由形成于整个所述有源区中的第一N型离子注入区组成，也称为大集电区；在所述第一N型离子注入区的局部区域中叠加有第二N型离子注入区且由所述第二N型离子注入区和所述第一N型离子注入区叠加形成所述局部集电区105。

赝埋层102，由形成于所述有源区两侧的场氧化层103底部的重掺杂的第三N型离子注入区组成，所述赝埋层102和所述整体集电区104以及所述局部集电区105接触；在所述赝埋层102顶部形成有穿过所述场氧化层103的深孔接触，通过所述深孔接触将所述集电区连接到由正面金属层组成的集电极。

基区106，由形成于所述集电区表面并延伸到所述集电区两侧的所述场氧化层103表面的P型锗硅外延层组成，包括一本征基区和一外基区。

发射区109，由形成于所述基区106上部的N型多晶硅组成，且所述发射区109的N型多晶硅分成底部多晶硅和顶部多晶硅，所述底部多晶硅的位置由发射区窗口定义，所述发射区窗口由发射区窗口介质层光刻刻蚀后形成；所述顶部多晶硅叠加在所述底部多晶硅的顶部且会延伸到所述底部多晶硅的两侧的发射区窗口介质层表面。通常，发射区窗口介质层由氧化层107和氮化层108叠加而成。

和所述底部多晶硅相接触的所述基区106组成所述本征基区，所述本征基区外的所述基区106组成所述外基区。

在发射区109的侧面形成由侧墙如氧化硅侧墙，在基区106的侧面也形成有侧墙。

在发射区109和外基区的表面形成有金属硅化物110。

层间膜111覆盖在整个器件的表面，在发射区109的顶部和外基区的顶部分别形成有对应的穿过层间膜111的接触孔112。在赝埋层102的顶部形成有同时穿过层间膜111和场氧化层103的深孔接触113。正面金属层114图形化后形成器件的发射极、基极和集电极，发射极通过对应的接触孔112连接发射区109，基极通过对应的接触孔112连接对应的外基区，集电极通过深孔接触113连接赝埋层。

和全自对准SiGe HBT不同，图1所示的结构为准自对准SiGe HBT，这种结构工艺会简单一点，但是有如下缺点：