[发明专利]锗硅HBT工艺中的横向寄生型PNP器件及制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体集成电路领域，特别涉及一种锗硅HBT工艺中的横向寄生型PNP器件。本发明还涉及所述锗硅HBT工艺中的横向寄生型PNP器件的制造方法。

背景技术

常规的锗硅HBT工艺中的横向寄生型PNP三极管，它的集电区是由高剂量、低能量的硼注入加一次退火推进杂质和/或加上传统的CMOS P阱注入形成的，故掺杂浓度较高，同时发射极上有金属硅化物使发射区扩散长度较短导致基区扩散电流较大。为了使器件有适当的直流电流放大倍数，通常需要降低基区浓度和厚度来增加集电区扩散电流，而这样形成的三极管的厄利电压很低，而且器件主要参数的一致性也会很差。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种锗硅HBT工艺中的横向寄生型PNP器件，可用作高速、高增益HBT电路中的输出器件，可以减小基极电流，提高器件的直流电流放大倍数和厄利电压；为此，本发明还提供一种所述锗硅HBT工艺中的横向寄生型PNP器件的制造方法。

为解决上述技术问题，本发明的锗硅HBT工艺中的横向寄生型PNP器件，有源区由浅槽场氧隔离，包括集电区、基区和发射区；其中，

集电区，包括形成于有源区两侧的浅槽底部的P型埋层、形成于浅槽底部且与P型埋层连接的P型杂质离子注入层，所述P型埋层与基区在横向相隔的距离大于1微米，所述集电区通过在P型埋层顶部对应的浅槽中的深接触孔引出；

基区，由形成于有源区上部的N型杂质离子注入层构成；

发射区，由形成于基区的N型杂质离子注入层之上的P型锗硅外延层和形成于浅槽顶部与P型锗硅外延层相接的多晶硅层构成，所述发射区通过多晶硅层顶部的金属硅化物层上的接触孔引出；所述P型锗硅外延层的上部具有一阻止锗硅金属硅化的硅化物阻挡层。

进一步地，还包括一外基区，所述外基区由形成于有源区两侧的浅槽底部的N型埋层，及形成于基区底部的一N型深阱注入层组成，N型埋层与集电区的P型埋层之间有一横向距离，所述N型深阱注入层与N型埋层相连，所述基区通过在N型埋层顶部对应的浅槽中的深接触孔引出。

本发明还提供一种锗硅HBT工艺中的横向寄生型PNP器件的制造方法，包括如下步骤：

第1步，在硅衬底上形成有源区和浅槽；

第2步，通过在浅槽底部注入P型离子形成P型埋层；

第3步，通过在浅槽底部注入N型离子形成N型埋层；

第4步，在P型埋层到有源区的边沿进行P型杂质离子注入形成集电区的P型杂质离子注入层，所述P型杂质离子注入采用CMOS中P阱注入工艺，利用退火工艺使集电区的P型埋层横向扩散到有源区并和基区相连接；

第5步，在有源区上方进行N型杂质离子注入形成基区的N型杂质离子注入层，并在底部进行离子注入形成N型深阱注入层，使N型深阱注入层与N型埋层相连；

第6步，在基区上部淀积介质层和多晶硅层，光刻和刻蚀打开大于有源区的窗口，生长锗硅外延层，对锗硅外延层注入P型杂质离子进行重掺杂形成发射区；

第7步，退火激活注入的杂质离子；

第8步，进行硅化物阻挡层的淀积、光刻和刻蚀，位于有源区上的硅化物阻挡层阻止有源区生成金属硅化物，而有源区外的多晶硅层生成金属硅化物层；再依次形成接触孔、深接触孔和金属连线对发射极、基极和集电极的连接。

优选的，所述P型埋层的注入离子为硼，注入剂量为10¹⁴～10¹⁶cm^-2、能量小于15keV；所述N型埋层的注入离子为砷，注入剂量为10¹⁵～10¹⁶cm^-2、能量为50～100keV；所述N型深阱注入层的注入离子为磷，注入剂量为10¹⁴～10¹⁵cm^-2、能量为500～1500keV。

所述P型杂质离子注入层采用CMOS中P阱注入工艺形成，注入离子为硼，注入条件为低剂量10¹³～10¹⁴cm^-2、中等能量100～150keV。