[发明专利]硅-锗异质结双极晶体管及其制造方法

权利要求书

1.一种硅-锗异质结双极晶体管，包括T形发射极、内基区和外基区，其特征是，所述T形发射极的上表面与内基区上表面的垂直距离的最大值为a，最小值为b，a与b的差值为c，c小于或等于b的5％，或者c小于或等于500；所述外基区包括硅锗合金及其上方的多晶硅共两层；所述内基区为硅锗合金一层。

2.根据权利要求1所述的硅-锗异质结双极晶体管，其特征是，所述外基区中，多晶硅层的掺杂类型与硅锗合金层的掺杂类型相同。

3.根据权利要求1所述的硅-锗异质结双极晶体管，其特征是，所述外基区中，多晶硅层厚度为10～2000

4.根据权利要求1所述的硅-锗异质结双极晶体管，其特征是，所述外基区的硅锗合金层与硅衬底之间的寄生电容小于1pF。

5.根据权利要求1所述的硅-锗异质结双极晶体管，其特征是，所述T形发射极上表面为水平状。

6.根据权利要求1所述的硅-锗异质结双极晶体管，其特征是，所述T形发射极为多晶硅或高介电常数金属材料。

7.根据权利要求1所述的硅-锗异质结双极晶体管，其特征是，所述外基区与T形发射极的下部之间有内侧墙进行隔离，所述内侧墙还作为内基区与T形发射极的上部之间的隔离；

所述外基区与T形发射极的上部之间有外侧墙进行隔离；

所述内侧墙、外侧墙均为一层或多层的介质，所述介质包括氧化硅、氮化硅、氮氧化硅。

8.一种如权利要求1所述的硅-锗异质结双极晶体管的制造方法，其特征是，包括如下步骤：

第1步，采用光刻和刻蚀工艺在准备好的硅片上刻蚀出内基区保护层，所述内基区保护层包括氧化硅(9)及其上的氮化硅(10)；

所述准备好的硅片是在硅衬底(1)中已形成深隔离层(2)、浅隔离层(3)、埋层(4)、集电区(5)和集电极引出区(6)，在硅片表面已淀积硅锗合金(7)、氧化硅(9)和氮化硅(10)；

第2步，在硅片表面依次淀积一层多晶硅(8)和氮化硅(10a)；

第3步，采用光刻和刻蚀工艺在硅片上刻蚀出一矩形窗口(A)，刻蚀到氮化硅层(10)时停止刻蚀；

第4步，在硅片表面淀积一层介质(11)；

第5步，采用双大马士革工艺在硅片表面刻蚀出T形发射极窗口(B)，所述T形发射极窗口(B)下部宽度小于所述内基区保护层宽度，刻蚀到氧化硅层(9)时停止刻蚀；

第6步，采用湿法腐蚀工艺去除T形发射极窗口正下方的氧化硅；

第7步，在硅片表面淀积一层发射极材料(12)；

第8步，采用化学机械研磨工艺对硅片表面进行平坦化处理，直至研磨至介质层(11)上表面时停止；

第9步，采用光刻和刻蚀工艺在硅片上刻蚀出外侧墙，刻蚀到多晶硅层(8)时停止刻蚀；

第10步，采用光刻和刻蚀工艺在硅片上刻蚀出外基区的外侧边界，刻蚀到硅衬底(1)时停止刻蚀；

第11步，在外基区的多晶硅层(8)、T形发射极(12)和集电极引出区(6)之上形成金属硅化物(13)，在硅片表面淀积一层介质(15)，在金属硅化物(13)之上的介质(15)中形成接触孔(14)。

9.根据权利要求8所述的硅-锗异质结双极晶体管的制造方法，其特征是，所述方法第1步中，设内基区保护层的宽度为x；所述方法第3步中，设矩形窗口(A)的宽度为y；所述方法第5步中，设T形发射极窗口(B)的上部宽度为z；

则当x≥y时，介质(11)的底部在氮化硅(10)上；

当x＜y时，介质(11)的底部在硅锗合金外基区(7a)上；

当z≥y时，介质(11)分为两部分(11)和(11a)，其中介质(11)是外侧墙的组成部分，介质(11a)是内侧墙的组成部分；

当z＜y时，介质(11)保持一个整体，既是外侧墙的组成部分，也是内侧墙的组成部分。

10.根据权利要求8所述的硅-锗异质结双极晶体管的制造方法，其特征是，所述方法第9步中，所述外侧墙或者是介质(11)，或者是介质(11)与氮化硅(10a)；所述硅-锗HBT的内侧墙总是由氧化硅(9)、氮化硅(10)和介质(11或11a)组成；所述T形发射极(12)上部的两侧总是介质(11)。