[发明专利]锗硅HBT工艺中垂直寄生型PNP三极管及制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体集成电路制造领域，特别是涉及一种锗硅HBT工艺中垂直寄生型PNP三极管，本发明还涉及一种锗硅HBT工艺中垂直寄生型PNP三极管的制作方法。

背景技术

在射频应用中，需要越来越高的器件特征频率。在BiCMOS工艺技术中，NPN三极管，特别是锗硅(SiGe)异质结三极管(HBT)或者锗硅碳异质结三极管(SiGeC HBT)则是超高频器件的很好选择。并且SiGe工艺基本与硅工艺相兼容，因此SiGe HBT已经成为超高频器件的主流之一。在这种背景下，其对输出器件的要求也相应地提高，比如具有一定的电流增益系数和截止频率。

现有技术中输出器件能采用垂直型寄生PNP三极管，现有BiCMOS工艺中垂直寄生型PNP器件的集电极的引出通常先由一形成于浅槽隔离(STI)即浅槽场氧底部的埋层或阱和器件的集电区相接触并将集电区引出到和集电区相邻的另一个有源区中、通过在该另一个有源区中形成金属接触引出集电极。这样的做法是由其器件的垂直结构特点所决定的。其缺点是器件面积大，集电极的连接电阻大。由于现有技术中的集电极的引出要通过一和集电区相邻的另一个有源区来实现、且该另一个有源区和集电区间需要用STI或者其他场氧来隔离，这样就大大限制了器件尺寸的进一步缩小。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种锗硅HBT工艺中垂直寄生型PNP三极管，能用作高速、高增益HBT电路中的输出器件，为电路提供多一种器件选择，能有效地缩小器件面积、减小器件的寄生效应、减小PNP管的集电极电阻、提高器件的性能；本发明还提供一种锗硅HBT工艺中垂直寄生型PNP三极管的制作方法，无须额外的工艺条件，能够降低生产成本。

为解决上述技术问题，本发明提供的锗硅HBT工艺中垂直寄生型PNP三极管形成于硅衬底上，有源区由浅槽场氧隔离。

PNP三极管的基区由形成于所述有源区中的一N型离子注入区组成；在所述基区的周侧的所述浅槽场氧中形成一和所述基区相接触的槽，位于所述槽中的所述浅槽场氧都被去除，所述槽的深度小于等于所述基区的深度，在所述槽中填充有多晶硅并在所述多晶硅中掺入了N型杂质，由掺入N型杂质的所述多晶硅形成外基区，所述外基区和所述基区在所述基区的侧面相接触，在所述外基区上形成有金属接触并引出基极。

所述PNP三极管的集电区由形成于所述有源区中的一P型离子注入区组成，所述集电区的深度大于或等于所述浅槽场氧的底部深度；所述基区位于所述集电区上部并和所述集电区相接触。

所述PNP三极管还包括一赝埋层，由形成于所述集电区周侧的所述浅槽场氧底部的P型离子注入区组成，所述赝埋层和所述集电区在所述浅槽场氧底部相接触，在所述赝埋层顶部的所述浅槽场氧中形成有深孔接触并引出集电极。

所述PNP三极管的发射区由形成于所述有源区表面的且为P型掺杂的锗硅层组成；所述发射区和所述基区形成接触，在所述发射区顶部形成有金属接触并引出发射极。

进一步的改进是，所述槽的深度为500埃～1500埃、宽度为0.2微米～0.4微米。

为解决上述技术问题，本发明提供的锗硅HBT工艺中垂直寄生型PNP三极管的制作方法包括如下步骤：

步骤一、采用刻蚀工艺在硅衬底上形成有源区和浅沟槽。

步骤二、在所述浅沟槽底部进行P型离子注入形成赝埋层。

步骤三、在所述浅沟槽中填入氧化硅形成浅槽场氧。

步骤四、在所述有源区进行N型离子注入形成基区；所述基区的深度小于所述浅沟槽的底部深度。

步骤五、在所述有源区中进行P型离子注入形成集电区，所述集电区的深度大于或等于所述浅槽场氧的底部深度，所述集电区在底部和所述赝埋层形成接触；所述集电区的顶部和所述基区形成接触。

步骤六、在所述有源区和所述浅槽场氧上形成介质氧化层。

步骤七、用光刻胶定义图形，所述光刻胶在所述基区和后续要形成的发射区的接触区域处、以及后续要形成的所述槽的区域处形成窗口；所述基区和所述发射区的接触区域位于所述有源区上方且小于等于所述有源区的大小，所述槽的形成区域为所述基区周侧的所述浅槽场氧中。

步骤八、采用干法加湿法刻蚀工艺刻蚀所述光刻胶形成的窗口下方的所述介质氧化层，并进行过量刻蚀将所述槽的形成区域的所述浅槽场氧刻蚀掉并形成所述槽；所述槽和所述基区的侧面相接触，所述槽的深度小于等于所述基区的深度。

步骤九、在形成所述槽后的所述硅衬底的正面淀积锗硅层并采用离子注入工艺进行P型掺杂；在所述锗硅层上形成第二介质层。