[发明专利]锗硅HBT选择性外基区的注入方法

说明书

本发明公开了一种锗硅HBT选择性外基区的注入方法，在外基区注入之前，先淀积一层氧化膜，然后进行回刻，在外基区与外侧墙之间再形成侧墙，填充外基区与外侧墙之间的不规则间隙，然后进行外基区注入。在外基区注入时，保护住外基区与外侧墙之间区域的下层不被注入，降低基极‑集电极电容。

技术领域

本发明涉及半导体器件涉及制造领域，具体是指一种在锗硅HBT选择性外基区的注入方法。

背景技术

射频电路应用需要有较高特征频率和击穿电压的乘积的器件，这一需求主要来自两个方面，一是射频应用本身需要较高特征频率的器件，二是为驱动射频器件中进行内匹配的电容和电感，需要较高的工作电压和工作电流，而工作电压主要由器件的击穿电压决定。小栅宽的CMOS器件可以达到200GHz以上的特征频率，但其击穿电压和相应的工作电压较低，用CMOS设计射频电路是有挑战性的；相比之下，锗硅异质结双极型晶体管(HBT：Hetero Junction Bipolar Transistor)器件则在相同的特征频率下有大致2倍的工作电压，用它设计射频电路有优势；如何在不明显增加工艺成本的基础上，进一步增加特征频率和击穿电压的乘积是锗硅HBT研发的一个重要的努力方向。

常规的锗硅异质结双极型晶体管，其结构如图1所示，其制造方法大致包含如下步骤：在P型基板1、N型埋层2、低掺杂N型外延3及集电极引出端5完成后，生长场氧4或用浅槽作为隔离，在基区有源区的中心离子注入形成选择性集电区6，随后淀积一层氧化硅和一层无定形硅，光刻和干法刻蚀无定形硅打开基区有源区；湿法去除露出的氧化硅并清洗硅表面，进行锗硅外延层7的生长；淀积介质叠层，光刻和刻蚀打开外基区；淀积介质并回刻形成侧墙；淀积外基区多晶硅11，回刻多晶硅使其表面在介质叠层下，进行大剂量小能量P型离子注入以形成重掺杂的外基区多晶硅；淀积氧化硅介质层，通过化学机械研磨进行表面平坦化，在外基区有氧化硅；干法刻蚀其它区域的多晶硅而形成基区，随后用湿法去除底层氧化硅而部分存留基区多晶硅；淀积氧化硅-氮化硅-氧化硅叠层，回刻形成ONO侧墙13，湿法去除ONO侧墙的外部及底部氧化硅层，淀积发射极多晶硅15，发射极多晶硅是N型重掺杂的，光刻和刻蚀形成发射极，再淀积氧化硅并回刻形成发射极侧墙16，快速热退火激活和扩散掺杂质，这样器件就形成了。

采用P型选择性锗硅外延抬高外基区，发射极和外基区之间采用内侧墙的自对准器件结构，可以同时降低基极电阻和基极-集电极电容，这样的锗硅HBT器件可以得到大于300GHz的最高震荡频率fmax，其性能可以和III-V器件相当，被广泛用于光通信和毫米波应用。

但在工艺开发中，会形成如图2所示的外基区与外侧墙之间的凹槽(箭头所指处)，这样在进行外基区整体注入时，就会通过凹槽注入到下层中，使得外基区抬高的作用消失，提高了基极-集电极电容。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种锗硅HBT选择性外基区的注入方法，解决基极-集电极电容变高的问题。

为解决上述问题，本发明所述的硅HBT选择性外基区的注入方法，在外基区注入之前，先在外基区与外侧墙之间再形成侧墙，然后进行外基区注入。

进一步的改进是，所述的外基区注入，是不带掩膜版的大面积普注。

进一步的改进是，所述的锗硅HBT选择性外基区，是被抬高的外基区，其下方具有锗硅外延层。

进一步的改进是，所述被抬高的外基区，以及外侧墙，在进行外基区普注时形成自对准结构；所述被抬高的外基区能降低基极电阻及基极-集电极电容。

进一步的改进是，所述的外侧墙在刻蚀形成之后，与外基区之间具有凹槽，形成一不规则间隙。

进一步的改进是，所述的不规则间隙，在进行外基区整体注入时，注入的杂质离子通过凹槽注入到下层中，使得外基区抬高的作用消失，提高了基极-集电极电容。