锗硅HBT选择性外基区的注入方法技术

本发明专利技术公开了一种锗硅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。

【技术实现步骤摘要】
锗硅HBT选择性外基区的注入方法
本专利技术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。
技术介绍
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：HeteroJunctionBipolarTransistor)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。
技术实现思路
本专利技术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，本专利技术所述的硅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。进一步的改进是，所述的侧墙，是形成于外基区与外侧墙之间，填充外基区与外侧墙之间的不规则间隙。进一步的改进是，所述的侧墙，是先淀积一层氧化膜，然后进行回刻形成侧墙。进一步的改进是，所述的侧墙，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。进一步的改进是，所述的外侧墙，是位于锗硅HBT的选择性外基区与多晶硅栅极之间的侧墙，将锗硅HBT的选择性外基区与多晶硅栅极进行隔离。进一步的改进是，所述的外侧墙为ONO复合膜层构成的外侧墙。本专利技术所述的锗硅HBT选择性外基区的注入方法，在注入之前现在外基区与外侧墙之间形成侧墙，使外基区与外侧墙之间的区域下方不被离子注入，起到调整基极-集电极电容的作用，提高器件的工作性能。同时并不增加工艺成本。附图说明图1为锗硅HBT器件的结构示意图。图2是抬高外基区的锗硅HBT器件的示意图，图中箭头处所示是外基区与外侧墙之间的凹坑，在后续离子注入时，该凹坑位置的下方被注入，导致基极-集电极电容增大。图3是本专利技术在制作的侧墙保护下进行离子注入的示意图。具体实施方式由于现有的锗硅HBT器件在制造工艺中，被抬高的外基区与外侧墙之间会形成凹槽，凹槽的底部的外基区比较薄，在进行外基区整体注入时，凹槽底部的比较薄的外基区不能起到足够的遮挡作用，使得外基区的注入离子直接穿过了凹槽底部的比较薄的外基区而直接进入到了下层的结构中，使得外基区抬高的作用消失，因此，在进行外基区离子注入时，需要对该凹槽位置的离子注入进行特别处理，以使该处的注入离子不能穿透凹槽底部进入到下层结构中。为了使该凹槽位置不被离子注入到，可以使用两种方法，一种是采用带掩膜版的离子注入法，通过掩膜版对凹槽区域的遮挡，避免该区域受到离子注入的影响。但是，需要额外使用一层掩膜版，对工艺成本影响很大。另外一种方法就是使用其他介质层对凹槽区域进行遮挡，离子注入时利用介质层的遮挡来完成外基区大面积普注，这样无需使用额外的掩膜版，同时，由于本身器件的结构已经具备了自对准的功能，额外使用掩膜版进行外基区注入也使得该自对准的功能被浪费。因此，使用介质对该凹槽区域进行遮挡是一种行之有效又能有效控制成本的选择。本专利技术采用在所述凹槽位置再形成一次侧墙，填充被抬高的外基区与外侧墙之间的不规则间隙的方法。如图3所示，本专利技术所述的锗硅HBT选择性外基区的注入方法，在衬底上淀积外延，形成埋层，形成场氧以及集电区，硅衬底表面形成锗硅外延及外基区等常规工艺后，外基区被锗硅外延抬高，其结构与图1中所示的常规结构相同，可结合参考图1，不再赘述。外基区与外侧墙之间形成了凹槽区域，然后在外基区注入之前，先淀积一层氧化膜，然后进行回刻，在外基区与外侧墙之间的空隙处再形成侧墙，然后进行外基区注入。形成的侧墙，由于填充了传统工艺形成的外基区与外侧墙之间的间隙，且在外基区进行大面积普注入时，能够形成一种自对准的结构，形成的侧墙及外侧墙能够保护住外基区与外侧墙之间区域的下层外基区不被注入，即，原外基区较薄的凹槽位置已被填充，外基区的大面积普注对此凹槽位置无影响，因此，抬高的外基区能正常发挥其降低基极-集电极电容的作用，提高器件的工作性能。同时，本方法中外基区离子注入由于依然保留的自对准结构，大面积普注时并未引入新的掩膜版，制造成本得以控制。以上仅为本专利技术的优选实施例，并不用于限定本专利技术。对于本领域的技术人员来说，本专利技术可以有各种更改和变化。凡在本专利技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本专利技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种锗硅HBT选择性外基区的注入方法，其特征在于：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。

【技术特征摘要】
1.一种锗硅HBT选择性外基区的注入方法，其特征在于：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。2.如权利要求1所述的锗硅HBT选择性外基区的注入方法，其特征在于：所述的外基区注入，是不带掩膜版的大面积普注。3.如权利要求1所述的锗硅HBT选择性外基区的注入方法，其特征在于：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。4.如权利要求3所述的锗硅HBT选择性外基区的注入方法，其特征在于：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。5.如权利要求1所述的锗硅HBT选择性外基区的注入方法，其特征在于：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。6.如权利要求1所述的锗硅HBT选择性外基区的注入方法，其特征在于：所述的不规则间隙，在进行外基区整体注入时，注入...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈曦，黄景丰，
申请(专利权)人：上海华虹宏力半导体制造有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31