[发明专利]非自对准抬高外基区锗硅异质结晶体管及其制备工艺

说明书

技术领域

本发明属于半导体器件及其制备技术领域，特别涉及一种非自对准抬高外基区锗硅异质结晶体管及其制备工艺。

背景技术

SiGe异质结晶体管因其优异的高频性能和较低的成本优势，逐渐应用于微波电路领域。SiGe异质结晶体管因在基区引入外延锗硅合金减少了基区的带隙宽度，从而使得器件的直流和高频特性有很大提升。

在原有的锗硅异质结晶体管工艺中，外基区采用注入工艺，注入产生的缺陷会导致发射区窗口下的本征基区的硼增强扩散严重，从而引起基区变宽，掺杂改变，而降低器件的f_T和f_max等参数。如果完全解决这一问题，就需要改变外基区形成工艺。本发明所采用的抬高外基区工艺以外延方式生长外基区来完全避开本征基区硼的增强扩散效应。

发明内容

本发明的目的是提供一种非自对准抬高外基区锗硅异质结晶体管及制备工艺，其特征在于，所述非自对准抬高外基区锗硅异质结晶体管包括Si衬底12形成的集电极，基区SiGe层14，外基区导电层30，以及多晶硅层18为发射极。其结构是在衬底12上外延生长SiGe层14，在SiGe层14上面中央沉积T形多晶硅层18，在T形多晶硅层18的竖臂周围为氧化硅层16，在T形多晶18上表面为硅化物层36，在氧化硅层16、T形多晶18和硅化物层36形成的柱状复合层周围由薄介质层24、介质层28组成直角三角形侧墙结构层，在SiGe层14上面和直角三角形侧墙结构层下部生长一层锗硅层或单晶硅层30，斜三角形侧墙结构层34附着在直角三角形侧墙结构层上，然后在单晶或锗硅层30上面和斜三角形侧墙结构层28下部淀积硅化物层36。

所述衬底为硅或氮化硅。

所述介质层为硅、氧化硅或氮化硅。

所述硅化物为钛硅化物、钴硅化物或镍硅化物。

所述非自对准抬高外基区锗硅异质结晶体管的制备工艺步骤如下：

1)在Si的衬底12上外延生长SiGe层14，然后生长氧化硅介质层16，然后曝光形成氧化硅介质层16中间开口的光刻图形；

2)在上述光刻图形基础上淀积一层多晶硅层18，在多晶硅层18的上面淀积介质层22，然后光刻刻蚀形成在SiGe层14中部的柱状复合层20，介质层22的作用是在选择外延时阻挡发射极多晶硅层18上再生成多晶层；

3)继续淀积一层薄介质层24，然后淀积一屋覆盖均匀的介质层26，介质层26的主要作用是在各向异性刻蚀形成侧墙结构28，介质层24的作用是在刻蚀过程中作阻挡层，以防止下层单晶层受到刻蚀损伤；

4)用干法或湿法刻蚀，选择性刻蚀去除暴露在外面的层24，得到由薄介质层24、介质层28组成直角三角形侧墙结构层，刻蚀时应确保SiGe层14和介质层22受到的损伤最小；

5)在基区SiGe层14的外基区位置和直角三角形侧墙结构层下部选择性外延生长一层锗硅层或单晶硅层30，并采用原位掺杂或者离子注入掺杂，此时，在侧墙和介质层22上不会生成单晶或者多晶层；所述锗硅层或单晶硅层30作为异质结晶体管的外基区；

6)淀积一层覆盖均匀的介质层32，该层32是作为斜三角形侧墙结构层34，以防止在之后形成硅化物的过程中发射极和基极间漏电，并进行各向异性刻蚀形成斜三角形侧墙结构层34；

7)选择性刻蚀掉多晶硅层18上的介质层22，应确保多晶硅层18受到的损伤最小；

8)在外基区锗硅层或单晶硅层30和发射区多晶硅层18上形成硅化物结构36，所述硅化物的作用是降低电极接触电阻。

所述选择性刻蚀，是指刻蚀相对于一种材料而言对其他材料的刻蚀速率较低。

本发明的有益效果是采用抬高外基区工艺以外延方式生长外基区的非自对准技术，制备抬高外基区锗硅异质结晶体管。克服原有的锗硅异质结晶体管工艺中外基区注入工艺导致发射区窗口下的本征基区的硼增强扩散严重，从而引起基区变宽，掺杂改变，而降低器件的f_T和f_max等参数的不足，使得器件的直流和高频特性有很大提升。

附图说明

图1～图10为非自对准抬高外基区锗硅异质结晶体管的制备工艺流程图。

具体实施方式

所述非自对准抬高外基区锗硅异质结晶体管的制备工艺步骤如下：

1)在Si的衬底12上外延生长SiGe层14，然后生长氧化硅介质层16，如，然后曝光形成氧化硅介质层16中间开口光刻图形(如图1所示)。