[发明专利]L形硅锗异质结晶体管及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体集成电路制造领域，具体涉及一种硅锗异质结晶体管及其制备方法。

背景技术

硅锗异质结晶体管(SiGe HBT)相对于传统的三极管，实际上是利用窄禁带的硅锗代替硅作为BJT的基区，大大提高了器件的性能。其最重要的优势是与硅工艺兼容，可以以相对低成本的硅基工艺获得可与III-V族竞争的高性能，同时具有高速，高频，卓越的低宽带噪声性能，良好的导热性，高机械强度等优点。

传统的具有高截止频率的硅锗异质结晶体管的结构如图1所示，主要包括衬底101，对称埋层102，隔离103，较高浓度集电区108，本征基区107，低阻P型外基区104，多晶发射极106，发射极-基极隔离区105，集电区109。埋层在这里主要是作为连接晶体管集电极区的低阻通道。但埋层为重掺杂的N型区(N+)，它与P型衬底间存在耦合电容，同时N+埋层与低阻外基区间也存在耦合电容，电容的大小与N+区的面积成正比。在传统硅锗异质结器件里，埋层包含整个器件的有源区域，即发射极，本征基区，本征集电极区以及低阻集电极区之间成T型，其发射极到集电极的电流走向为T型，而且整个埋层还同时满足左右侧器件集电极引线接出要求的长度，而埋层与衬底以及埋层与低阻外基区之间的耦合电容会正比于满足上述要求的埋层面积。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种L形硅锗异质结晶体管，其可以有效降低基区-集电区耦合电容和集电区-衬底耦合电容，提高晶体管的截止频率，从而实现器件的高频应用。

为了解决以上技术问题，本发明提供了一种L形硅锗异质结晶体管，包括：相对于器件有源区的非对称分布的埋层；埋层与器件本征集电极区相交，形成一L形，集电极引出的通道从器件的一侧引出；另一侧衬底与集电区相接。

本发明的有益效果在于：实现非对称硅锗异质结晶体管，通过降低埋层面积，有效降低基区-集电区耦合电容和集电区-衬底耦合电容，提高晶体管的截止频率，从而实现器件的高频应用。

本发明还提供了上述L形硅锗异质结晶体管的制备方法，包括以下步骤：第一步，形成N+埋层；第二步，制备低掺杂集电区；第三步，制备隔离区；第四步，P型掺杂；第五步，形成基区；第六步，形成发射极及低阻外基区。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。

图1是传统硅锗异质结晶体管示意图；

图2是本发明实施例所述非对称性硅锗异质结晶体管示意图；

图3是本发明实施例所述另一种非对称性硅锗异质结晶体管示意图；

图4-1是本发明实施例步骤一所述形成N+埋层的示意图；

图4-2是本发明实施例步骤二所述制备低掺杂集电区的示意图；

图4-3是本发明实施例步骤三所述制备隔离区的示意图；

图4-4是本发明实施例步骤四所述P型掺杂的示意图；

图4-4’是本发明实施例所述可选的低阻集电区掺杂注入的示意图；

图4-5是本发明实施例步骤五所述形成基区的示意图；

图4-6是本发明实施例步骤六所述形成发射极和低阻外基区的示意图。

图5是本发明实施例所述方法的流程图。

具体实施方式

如图2所示一种L形硅锗异质结晶体管，包括：相对于器件有源区的非对称分布的埋层202；埋层202与器件本征集电极区209相交，形成一L形，保证集电极引出的低阻通道，从器件的一侧引出；另一侧衬底201与低浓度掺杂集电区相接。

在另一侧隔离203区域下还可以注入P型杂质掺杂远离埋层202。所述的非对称性分布的埋层202是指相对与器件的有源区域。所述的非对称性分布中埋层202与器件的本征集电极区209可以有互连以实现集电极引出低阻通道；埋层202与本征集电区的接触区域范围为0.05微米~1微米。所述的埋层202为N型杂质掺杂，包括但不仅限于磷，砷，锑的掺杂，掺杂浓度范围为5E14~1E16atoms/cm²。所述的隔离区203是场氧工艺形成或是浅漕隔离工艺形成。所述的P型杂质掺杂，包括但不仅限于硼，氟化硼BF2；掺杂浓度范围为5E14~1E16atoms/cm²。

本发所述的L形硅锗异质结晶体管，此类结构的特点是发射极206，本征基区207，本征集电极区209以及低阻集电极区之间成L形，使其发射极206到集电极的电流走向为L形。