[发明专利]低噪声的锗硅异质结双极晶体管制作方法有效

申请号：	201110240916.0	申请日：	2011-08-22
公开（公告）号：	CN102412149A	公开（公告）日：	2012-04-11
发明（设计）人：	钱文生	申请（专利权）人：	上海华虹NEC电子有限公司
主分类号：	H01L21/331	分类号：	H01L21/331
代理公司：	上海浦一知识产权代理有限公司 31211	代理人：	孙大为
地址：	201206 上***	国省代码：	上海;31
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摘要：
搜索关键词：	噪声锗硅异质结双极晶体管制作方法
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【说明书】：

技术领域

本发明涉及一种半导体器件制造方法，具体涉及一种锗硅异质结双极晶体管制作方法。

背景技术

锗硅异质结双极晶体管(SiGe HBT)有一个很重要的应用领域就是低噪声放大器，充分发挥锗硅异质结双极晶体管(SiGe HBT)的低噪声优势，但由于锗硅异质结双极晶体管(SiGe HBT)一般都采用多晶硅发射极，这样比较容易在发射极/基区结处形成晶体缺陷和表面态，噪声器件的1/f噪声增加，从而增加了器件的白噪声。但发射极不能采用硅单晶层，因为发射极中的N型杂质不能在硅单晶层中形成较均匀分布，这样就会减小载流子由发射区向基区的注入效率，造成HBT的低电流放大倍数。因此低噪声和高电流放大倍数就成了锗硅HBT器件性能参数中的一对矛盾。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种低噪声的锗硅异质结双极晶体管制作方法，它可以减小由于多晶硅发射极所引起的噪声，改善器件的噪声特性。

为了解决以上技术问题，本发明提供了一种低噪声的锗硅异质结双极晶体管制作方法，包括以下步骤：

步骤一、锗硅异质结双极晶体管的发射极采用多晶硅层，对发射极作掺杂后进行快速热退火，对杂质进行扩散再分布；

步骤二、对多晶硅发射极作中高剂量的大原子杂质的预非晶化离子注入，并快速退火，实现非晶化的发射极再结晶，生成单晶层，使得发射区/基区结由单晶硅/单晶锗硅构成；

步骤三、预非晶化离子注入后需立即进行快速热退火，对非晶化的发射极作再结晶处理。

本发明的有益效果在于：使得在发射区与基区界面处的多晶硅层在很大程度转变成单晶层，降低了发射区/基区的缺陷密度和表面态，改善器件的噪声特性。由于预非晶化离子注入实在多晶硅发射极杂质完成再分布以后进行的，其对发射极杂质的最终分布几乎没有影响，也就是说，本发明的锗硅异质结双极晶体管(SiGe HBT)的直流和射频特性并不会因为噪声特性的改善而下降。

优选的，步骤一中，其掺杂可采用生长在位掺杂、生长在位掺杂加上离子注入或者只有离子注入。

优选的，步骤二中，预非晶化离子注入的杂质可以是锗原子或硅原子，也可以是其它大原子杂质。

优选的，步骤二中，预非晶化离子注入的剂量范围为1×10¹⁴cm^-2～5×10¹⁵m^-2。

优选的，步骤二中，预非晶化离子注入的能量根据多晶硅发射极厚度而定，以离子注入的杂质峰值位于多晶硅与锗硅基区界面为条件。

优选的，步骤三中，退火温度大于1000℃。

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是本发明实施例所述在P型衬底上光刻、刻蚀场氧区步骤的示意图；

图2是本发明实施例所述光刻定义N+赝埋层区域步骤的示意图；

图3是本发明实施例所述重掺杂N型杂质，形成赝埋层。向场氧区填入氧化硅，并化学机械抛光步骤的示意图；

图4是本发明实施例所述光刻定义N-集电区步骤的示意图；

图5是本发明实施例所述通过离子注入P型杂质并热推阱，形成沟道区，沟道区与埋层相互重叠步骤的示意图；