锗硅异质结双极晶体管制造技术

本发明专利技术公开了一种锗硅异质结双极晶体管，其集电区由形成于有源区中的离子注入区一加上形成于有源区两侧的场氧区底部的离子注入区二和离子注入区三组成。离子注入区三的宽度小于场氧区的宽度、且其第一侧和离子注入区一相连接、第二侧和赝埋层相连接；离子注入区二的宽度和场氧区的宽度相同并位于离子注入区三和赝埋层的底部并与离子注入区三和赝埋层形成连接。离子注入区三的掺杂浓度大于离子注入区一和离子注入区二的掺杂浓度、所述离子注入区三的结深小于离子注入区一和离子注入区二的结深。通过赝埋层顶部场氧区中的深孔接触引出集电区。本发明专利技术能提高器件的击穿电压、维持较高的特征频率，还能降低集电区的串联电阻和降低器件的饱和压降。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种半导体集成电路器件，特别是涉及一种锗硅异质结双极晶体管。
技术介绍
饱和压降(Vcesat)是双极晶体管的一个重要性能参数，它反映了晶体管在一定的集电极电流下进入线形区所需要的Vce的大小，因此直接关系到晶体管正常工作时的直流功耗。降低饱和压降是降低双极晶体管直流功耗的必要手段，特别是对高压双极晶体管更有意义。在射频高压锗硅异质结双极晶体管(SiGe HBT)中，为了在高击穿电压下维持较高的特征频率，不能一味以增加轻掺杂集电区厚度的方法增加晶体管击穿电压，而将晶体管两侧的赝埋层拉开距离，依靠集电区/基区结耗尽区的二维分布增加晶体管击穿电压， 但带来的问题是横向轻掺杂集电区尺寸的加大也加大了集电区的串联电阻，因此也加大了饱和压降，特别是场氧区下轻掺杂集电区在硅中的深度较浅，更加增大了串联电阻和饱和压降。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种锗硅异质结双极晶体管，能降低集电区的串联电阻和降低器件的饱和压降。为解决上述技术问题，本专利技术提供的锗硅异质结双极晶体管形成于P型硅衬底上，有源区由场氧区隔离，所述锗硅异质结双极晶体管包括一集电区，由形成于所述有源区中的离子注入区一加上形成于所述有源区两侧的所述场氧区底部的离子注入区二和离子注入区三组成；所述离子注入区一、离子注入区二、 离子注入区三都具有第一导电类型；所述离子注入区三位于所述离子注入区二的顶部并和所述离子注入区二形成连接，所述离子注入区三的宽度小于所述场氧区的宽度、所述离子注入区三的第一侧和所述离子注入区一相连接，所述离子注入区二的宽度和所述场氧区的宽度相同；所述离子注入区三的掺杂浓度大于所述离子注入区一和所述离子注入区二的掺杂浓度、所述离子注入区三的结深小于所述离子注入区一和所述离子注入区二的结深。一赝埋层，由形成于所述有源区两侧的场氧区底部的离子注入区四组成，所述离子注入区四具有第一导电类型；所述赝埋层在横向位置上和所述有源区相隔一横向距离、 且所述赝埋层和所述离子注入区三的第二侧形成连接，所述赝埋层的掺杂浓度大于所述离子注入区三的掺杂浓度，所述N型赝埋层的结深小于所述离子注入区二的结深并位于所述离子注入区二的顶部、且和所述离子注入区二形成连接；通过在所述赝埋层顶部的场氧区形成的深孔接触引出所述集电区电极。—基区，由形成于所述硅衬底上的第二导电类型的锗硅外延层组成，包括一本征基区和一外基区，所述本征基区形成于所述有源区上部且和所述集电区形成接触，所述外基区形成于所述场氧区上部且用于形成基区电极。一发射区，由形成于所述本征基区上部的第一导电类型多晶硅组成，和所述本征基区形成接触。更优选择为，所述离子注入区一和所述离子注入区二的离子注入条件相同且工艺条件为注入剂量lel2cnT2 kl4cm2，注入能量为50KeV 500KeV。所述离子注入区三的注入剂量为lel2CnT2 IeHcm 2，注入能量小于所述所述离子注入区二的离子注入能量。更优选择为，所述离子注入区一和所述离子注入区二是在浅沟槽形成后、场氧区形成前、所述有源区覆盖有硬掩模层时同时在所述有源区和所述浅沟槽底部进行离子注入形成。所述离子注入区三通过在所述有源区和所述浅沟槽底部同时进行离子注入形成，且注入能量满足不能穿透所述硬掩模层的工艺条件，即在形成于所述有源区顶部的所述硬掩模层的保护下，所述离子注入区三的离子注入不能注入到有源区中，而只注入到所述浅沟槽底部。所述硬掩模层为氧化硅的单层结构、或氮化硅加氧化硅的双层结构，所述硬掩模层的总厚度小于2000埃。更优选择为，所述赝埋层的离子注入区四是在浅沟槽形成后、场氧区形成前通过离子注入形成，该离子注入的工艺条件为注入剂量IeHcm 2 le16cm_2，注入能量IKeV IOOKeV0更优选择为，所述锗硅外延层采用第二导电类型杂质掺杂，该第二导电类型杂质掺杂的工艺为离子注入工艺，工艺条件为注入剂量为IeHcnT2 lel6Cm_2、注入能量为 IKeV 50KeV ；锗的分布为是梯形分布、或三角形分布。更优选择为，所述发射区的第一导电类型多晶硅通过第一导电类型离子注入进行掺杂，所述第一导电类型离子注入的工艺条件为注入剂量lel4cm 2 leiecm—2，注入能量 IOKeV 200KeV。更优选择为，所述锗硅异质结双极晶体管为NPN管时，所述第一导电类型为N型， 所述第二导电类型为P型；所述锗硅异质结双极晶体管为PNP管时，所述第一导电类型为P 型，所述第二导电类型为N型。本专利技术的有益效果为1、本专利技术的集电区通过离子注入区一、离子注入区二、离子注入区三的设置，使所述集电区分为处于有源区中的纵向部分和处于场氧区底部的横向部分，使所述集电区/基区结耗尽区为二维结构，从而能提高器件的击穿电压、并能维持较高的特征频率。2、本专利技术的离子注入区三的掺杂浓度为中等掺杂浓度且要大于所述离子注入区一的掺杂浓度，故能够减少场氧区下方的集电区的串联电阻即能降低集电区的横向串联电阻，从而也能降低器件的饱和压降。3、本专利技术的离子注入区二增加了集电区的横向部分的结深，所述离子注入区二的结深能够设置的和所述离子注入一即集电区的纵向部分的结深相同，这样就能进一步的降低集电区的横向串联电阻。4、本专利技术的集电区采用重掺杂的赝埋层并通过深孔接触引出集电区，相对于现有扩散区集电极串联电阻要大大降低。附图说明下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明图1是本专利技术实施例器件结构示意图2A-图2G是本专利技术实施例制造方法过程中的器件结构示意图。 具体实施例方式如图1所示，是本专利技术实施例结构示意图。本专利技术实施例锗硅异质结双极晶体管形成于P型硅衬底101上，有源区由场氧区109隔离，所述锗硅异质结双极晶体管包括一集电区，由形成于所述有源区中的离子注入区一 107a加上形成于所述有源区两侧的所述场氧区109底部的离子注入区二 107b和离子注入区三108组成。所述离子注入区一 107a、离子注入区二 107b、离子注入区三108都具有第一导电类型。所述离子注入区三108位于所述离子注入区二 107b的顶部并和所述离子注入区二 107b形成连接，所述离子注入区三108的宽度小于所述场氧区109的宽度、所述离子注入区三108的第一侧和所述离子注入区一 107a相连接，所述离子注入区二 107b的宽度和所述场氧区109的宽度相同。所述离子注入区三108的掺杂浓度大于所述离子注入区一 107a和所述离子注入区二 107b的掺杂浓度、所述离子注入区三108的结深小于所述离子注入区一 107a和所述离子注入区二 107b的结深。其中，所述离子注入区一 107a和所述离子注入区二 107b是在浅沟槽形成后、场氧区109形成前、所述有源区覆盖有硬掩模层时同时在所述有源区和所述浅沟槽底部进行离子注入形成，即采用相同的离子注入工艺同时形成所述离子注入区一 107a和所述离子注入区二 107b，其中所述离子注入区一 107a的注入时要穿过所述硬掩模层，而所述离子注入区二 107b的注入则为直接注入到沟槽底部的硅衬底101中。所述离子注入区一 107a和所述离子注入区二 107b的离子注入工艺条件为注入剂量lel2Cm_2 5eHCm2，注入能量为 50KeV 500本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘冬华，钱文生，
申请(专利权)人：上海华虹NEC电子有限公司，
类型：发明
国别省市：