[发明专利]锗硅异质结NPN晶体管及制造方法

权利要求书

1.一种锗硅异质结NPN晶体管，形成于P型硅衬底上，有源区由浅槽场氧隔离，其特征在于，所述锗硅异质结NPN晶体管包括：

一集电区，由形成于所述有源区中的一N型离子注入区组成，所述集电区深度大于所述浅槽场氧底部的深度；

一赝埋层，由形成于所述有源区两侧的浅槽场氧底部的N型离子注入区组成，所述赝埋层在所述有源区的底部边缘和所述集电区形成连接，通过在所述赝埋层顶部的浅槽场氧形成的深孔接触引出集电极；

一P型锗硅外延层，形成于所述硅衬底的所述有源区和所述浅槽场氧上；在所述P型锗硅外延层上形成有外侧墙，所述外侧墙的内壁围成一发射极窗口；所述发射极窗口正下方的所述P型锗硅外延层形成本征基区；所述外侧墙的外壁外部的所述P型锗硅外延层形成外基区，所述外基区的P型杂质还包括外基区的P型离子注入杂质，所述外基区的离子浓度大于所述本征基区的离子浓度；所述外侧墙正下方的所述P型锗硅外延层为所述外基区和所述本征基区的连接区，所述连接区的离子浓度在所述本征基区和所述外基区的离子浓度之间；通过在所述外基区的上部形成的金属接触引出基极；

一发射区，由完全填充于所述发射极窗口内并在顶部延伸到所述发射极窗口外部的N型多晶硅组成，通过在所述发射区的上部形成的金属接触引出发射极。

2.如权利要求1所述锗硅异质结NPN晶体管，其特征在于：所述集电区的N型离子注入工艺条件为：注入杂质为磷，分三步注入形成，第一步注入剂量为1e12cm^-2～1e14cm^-2，注入能量为10keV～60keV；第二步注入剂量为5e12cm^-2～5e14cm^-2，注入能量为60keV～150keV；第三步注入剂量为5e11cm^-2～1e14cm^-2，注入能量为150keV～400keV；上述各步中注入能量和注入剂量的具体值由所述锗硅异质结NPN晶体管的特性进行调整。

3.如权利要求1所述锗硅异质结NPN晶体管，其特征在于：所述赝埋层是在浅沟槽形成后、浅槽场氧填入前通过N型离子注入并进行退火推进形成，所述赝埋层的N型离子注入工艺条件为：注入剂量1e14cm^-2～1e16cm^-2，注入能量2KeV～30KeV。

4.如权利要求1所述锗硅异质结NPN晶体管，其特征在于：所述外侧墙的形成方法为：在所述P型锗硅外延层形成之后，淀积第一层二氧化硅和第二层多晶硅；将需要形成发射区的区域外部的所述第二层多晶硅完全刻蚀掉；在所述硅衬底上淀积第三层氮化硅，对所述第三层氮化硅进行各向异性刻蚀在所述第二层多晶硅的外侧壁形成外侧墙；将所述外侧墙外部的所述第一层二氧化硅完全刻蚀掉；所述第一层二氧化硅的厚度为100埃～500埃，所述第二层多晶硅的厚度为500埃～2000埃，所述第三层氮化硅600埃～3000埃。

5.如权利要求4所述锗硅异质结NPN晶体管，其特征在于：所述外基区的P型离子注入是在所述外侧墙形成后进行，工艺条件为：注入杂质为硼或氟化硼、注入能量为3Kev～20Kev、注入剂量为1e15cm^-2～1e16cm^-2。

6.如权利要求1所述锗硅异质结NPN晶体管，其特征在于：所述发射区的N型多晶硅的厚度为1500埃～3000埃，所述N型多晶硅通过在位掺杂，掺杂杂质为磷或砷，浓度为1e19cm^-3～1e21cm^-3；或者，所述N型多晶硅通过非掺杂的多晶硅并进行N型离子注入进行掺杂，注入杂质是磷或砷、注入剂量1e15cm^-2～1e16cm^-2、注入能量为3keV～20keV。