具有深赝埋层的锗硅HBT器件及其制造方法技术

本发明专利技术公开了一种具有深赝埋层的锗硅HBT器件，包括有位于沟槽中的隔离结构，所述隔离结构往下在衬底中依次形成有纵向接触的第二赝埋层和第一赝埋层，且第一赝埋层相互之间横向连接。第二赝埋层在横向上相互独立。集电区由两个沟槽中的隔离结构和各个赝埋层所围成。所述沟槽的截面形状为正梯形，即沟槽开口的宽度大于沟槽底部的宽度。本发明专利技术还公开了所述锗硅HBT器件的制造方法。本发明专利技术所述锗硅HBT器件可以减小基区、集电区、衬底的寄生三极管的电流放大倍数，减小集电区的串联电阻，降低了锗硅HBT的饱和压降，从而提升器件性能。其制造方法简单，顺序安排合理，有利于快速实施。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种HBT(Heterojunction bipolar transistor,异质结双极型晶体管)器件，特别是涉及一种锗硅(SiGe)HBT器件。
技术介绍
制作SiGe HBT器件的一个重要环节是制作集电区埋层，以降低基区、集电区、衬底组成寄生器件的电流放大系数，并降低器件的饱和压降。对于重掺杂集电区的高速SiGeHBT器件，对埋层要求不高；但对轻掺杂集电区的高压SiGe HBT器件，埋层则是必不可少的。请参阅图1，这是现有的锗硅HBT器件的一个示例。其具体结构为:在衬底11中具有沟槽12，沟槽12中填充有介质作为隔离结构。在沟槽12的底部往下均有赝埋层13。在衬底11中、且在两个沟槽12和两个赝埋层13之间的区域是集电区14。在集电区14之上有第一介质15和T型锗硅基区16，第一介质15在T型锗硅基区16的两个肩膀部位下方。在所述隔离结构之上且在第一介质15和T型锗硅基区16的外侧具有侧墙19b。在锗硅基区16之上有第二介质17和T型多晶硅发射极18，第二介质17在T型发射极18的两个肩膀部位下方。在T型锗硅基区16之上且在第二介质17和T型发射极18的外侧具有侧墙19a。硅片表面具有一层第三介质(层间介质)113，其中开设有第一通孔110、第二通孔111和第三通孔112并均填充有金属电极。发射极18与第一通孔110中的电极相接触。锗硅基区16与第二通孔111中的电极相接触。赝埋层13与第三通孔112中的电极相接触。现有的锗硅HBT器件中，沟槽12的截面形状为倒梯形，即沟槽2开口的宽度大于沟槽2底部的宽度。这种截面形状的沟槽12可以使介质具有较好的填充形，并改善上边角的圆弧化。图1所示的现有的锗硅HBT的制造方法包括如下步骤:第I步，在衬底11上刻蚀出倒梯形的沟槽12，例如采用浅槽隔离(STI)工艺；第2步，制作沟槽12的内侧墙，在沟槽12的底部以离子注入形成赝埋层13，去除浅槽内侧墙；第3步，以介质填充沟槽12 ；第4步，对两个沟槽12之间的衬底11以离子注入形成集电区14 ；第5步，淀积第一介质层15，打开基区窗口，外延生长锗硅材料16，并刻蚀形成T形错娃基区16 ；第6步，淀积第二介质层17，打开发射区窗口，淀积多晶硅材料18，刻蚀形成T形多晶娃发射区18 ；第7步，淀积介质19，干法刻蚀形成发射区侧墙19a和基区侧墙19b ；第8步，淀积第三介质层即层间介质113，刻蚀第一通孔110、第二通孔111和第三通孔112，分别与发射极18、基区16和赝埋层13相接触。由于沟槽12是倒梯形形貌，而且沟槽12的内侧墙较薄，这就对形成赝埋层13的离子注入能量带来很大限制。为了避免离子注入穿透沟槽12的内侧墙到达沟槽12的侧壁，必须采用低能量的离子注入，这就很难满足高压SiGe HBT器件的赝埋层13所需的较高能量埋层注入，从而对锗硅HBT器件的性能产生影响。由于形成赝埋层13的离子注入是低能量的，在两个沟槽12底部所形成的赝埋层13很难实现通过横向扩散在有源区连接。而且还不能采用退火エ艺来实现两个赝埋层13的横向互连，因为退火会造成赝埋层13同时向集电区14的表面扩散，影响器件性能。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供ー种具有深赝埋层的锗硅HBT器件，所述深赝埋层用以形成集电区的埋层，也用来与深接触孔相连，引出集电区。为此，本专利技术还要提供所述锗硅HBT器件的制造方法。为解决上述技术问题，本专利技术具有深赝埋层的锗硅HBT器件，包括有位于沟槽中的隔离结构，所述隔离结构往下在衬底中依次形成有纵向接触的第二赝埋层和第一赝埋层，且第一赝埋层相互之间横向连接。进ー步地，第二赝埋层在横向上相互独立。进ー步地，集电区由两个沟槽中的隔离结构和各个赝埋层所围成。进ー步地，所述沟槽的截面形状为正梯形，即沟槽开ロ的宽度大于沟槽底部的宽度。所述具有深赝埋层的锗硅HBT器件的制造方法包括如下步骤:第I步，在衬底上刻蚀正梯形的沟槽；第2步，在沟槽的底部通过离子注入エ艺形成往下依次接触的第二赝埋层和第一赝埋层，所述第一赝埋层还在横向上相互连接；第3步，先在沟槽内制作内侧墙，再以介质填充沟槽形成隔离结构；第4步，对两个沟槽之间的衬底进行离子注入形成集电区；第5歩，在硅片表面淀积第一介质并刻蚀出基区开ロ，接着在硅片表面淀积ー层锗硅材料并刻蚀，仅保留集电区之上的锗硅材料和第一介质；第6歩，在硅片表面淀积第二介质并刻蚀出发射极窗ロ，接着在硅片表面淀积ー层多晶硅并刻蚀，仅保留所述基区开ロ区域之上的多晶硅和第二介质；第7步，在锗硅基区之上、且在发射极和第二介质的两侧形成侧墙；同时在第一介质和锗硅基区的两侧形成侧墙；第8步，在硅片表面淀积第三介质并进行抛光，接着在第三介质中刻蚀通孔，包括与发射极相接触的第一通孔、与第一介质相接触的第二通孔、以及与第三赝埋层相接触的第三通孔，最后以金属填充这些通孔。本专利技术具有深赝埋层的锗硅HBT器件可以减小锗硅HBT器件的基区、集电区、衬底的寄生三极管的电流放大倍数，减小集电区的串联电阻，降低了锗硅HBT的饱和压降，从而提升器件性能。其制造方法简单，顺序安排合理，有利于快速实施。附图说明图1是现有的错娃HBT器件的不意图2是本专利技术锗硅HBT器件的示意图；图3a 图3e是本专利技术锗硅HBT器件的制造方法的各步骤示意图。图中附图标记说明:11为衬底；12为沟槽；13为赝埋层；14为集电区；15为第一介质；16为锗硅基区；17为第二介质；18为发射极；19a、19b为侧墙；110为第一通孔；111为第二通孔；112为第三通孔；113为第三介质(层间介质)；21为衬底；22为沟槽；221为内侧墙；231为第一赝埋层；23为第二赝埋层；24为集电区；25为第一介质；26为锗硅基区；27为第二介质；28为发射极；29a、29b为侧墙；210为第一通孔；211为第二通孔；212为第三通孔；213为第三介质(层间介质)。具体实施例方式请参阅图2，这是本专利技术锗硅HBT器件的一个实施例。其具体结构为:在衬底21中具有沟槽22，沟槽22的侧壁具有内侧墙221，沟槽22中还填充有介质作为隔离结构。在沟槽22的底部往下依次有纵向连接的第二赝埋层23和第一赝埋层231。两个沟槽22下方的第一赝埋层231在横向上连为一体。由两个沟槽22、两个第二赝埋层23和第一赝埋层231所围成的区域是集电区24。在集电区24之上有第一介质25和T型锗硅基区26，第一介质25在T型锗硅基区26的两个肩膀部位下方。在所述隔离结构之上且在第一介质25和T型锗硅基区26的外侧具有基区侧墙29b。在锗硅基区26之上有第二介质27和T型多晶硅发射极28，第二介质27在T型发射极28的两个肩膀部位下方。在T型锗硅基区26之上且在第二介质27和T型发射极28的外侧具有基区侧墙29a。硅片表面具有一层第三介质(层间介质)213，其中开设有第一通孔210、第二通孔211和第三通孔212并均填充有金属电极。发射极28与第一通孔210中的电极相接触。锗硅基区26与第二通孔211中的电极相接触。第二赝埋层23与第三通孔212中的电极相接触。本专利技术锗硅HBT器件具有如下特点:其一，由于锗硅HBT器件不会用到窄器件，也不会有栅氧化，因此不需要考虑浅槽22中的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有深赝埋层的锗硅HBT器件，包括有位于沟槽中的隔离结构，其特征是，所述隔离结构往下在衬底中依次形成有纵向接触的第二赝埋层和第一赝埋层，且第一赝埋层相互之间横向连接。

【技术特征摘要】
1.一种具有深赝埋层的锗硅HBT器件，包括有位于沟槽中的隔离结构，其特征是，所述隔离结构往下在衬底中依次形成有纵向接触的第二赝埋层和第一赝埋层，且第一赝埋层相互之间横向连接。2.根据权利要求1所述的具有深赝埋层的锗硅HBT器件，其特征是，第二赝埋层在横向上相互独立。3.根据权利要求1所述的具有深赝埋层的锗硅HBT器件，其特征是，集电区由两个沟槽中的隔离结构和各个赝埋层所围成。4.根据权利要求1所述的具有深赝埋层的锗硅HBT器件，其特征是，所述沟槽的截面形状为正梯形，即沟槽开ロ的宽度大于沟槽底部的宽度。5.根据权利要求1所述的具有深赝埋层的锗硅HBT器件，其特征是，集电区的深度大于沟槽的深度。6.根据权利要求1所述的具有深赝埋层的锗硅HBT器件，其特征是，所述沟槽中还包括内侧墙，且沟槽底部的两个内侧墙之间的距离小于沟槽开ロ的距离。7.一种具有深赝埋层的锗硅HBT器件的制造方法，其特征是，包括如下步骤: 第I步，在衬底上刻蚀正梯形的沟槽； 第2步，在沟槽的底部通过离子注入エ艺形成往下依次接触的第二赝埋层和第一赝埋层，所述第一赝埋层还在横...

【专利技术属性】
技术研发人员：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：