[发明专利]锗硅异质结双极晶体管及制造方法

权利要求书

1.一种锗硅异质结双极晶体管，其特征在于：

在有源区表面由下往上依次形成有硅缓冲层、锗硅单晶层和硅帽层；所述锗硅单晶层中掺入有中性的碳杂质和P型杂质；

所述硅帽层上形成有一发射区窗口，所述发射区窗口由发射区窗口介质层刻蚀后形成的，所述发射区窗口露出所述硅帽层；

在所述发射区窗口中填充有N型多晶硅，该N型多晶硅的顶部还延伸到所述发射区窗口外的所述发射区窗口介质层上；

在所述发射区窗口底部所述硅帽层和所述N型多晶硅相接触，在所述硅帽层和所述N型多晶硅的接触面的正下方、且深度为50埃到100埃的所述硅帽层中掺入有N型杂质，其它区域的所述硅帽层为本征硅；在所述硅帽层的N型掺杂区的底部到所述硅帽层和所述锗硅单晶层的接触面之间的距离在满足使所述锗硅单晶层不产生晶格失配的条件下越小越好；

所述硅缓冲层为本征硅，所述硅缓冲层和形成于所述有源区中的集电区接触，所述硅缓冲层的厚度在满足使所述锗硅单晶层不产生晶格失配的条件下越小越好；

由所述硅缓冲层、所述锗硅单晶层和所述硅帽层中的本征硅部分组成基区；由所述硅帽层的N型掺杂区和所述N型多晶硅组成发射区。

2.如权利要求1所述的锗硅异质结双极晶体管，其特征在于：所述基区的厚度为200埃至800埃，所述硅缓冲层的厚度为50埃至200埃，所述硅帽层的厚度为100埃至300埃。

3.如权利要求1所述的锗硅异质结双极晶体管，其特征在于：所述基区的所述锗硅单晶层的锗硅合金的含量比例为10％～20％，所述锗硅单晶层的碳杂质含量比例为小于5％；所述锗硅单晶层的P型杂质为硼，硼的浓度为3E19cm^-3～6E19cm^-3。

4.如权利要求1所述的锗硅异质结双极晶体管，其特征在于：所述发射区的N型多晶硅的厚度为1000埃～4000埃、N型杂质浓度为1E19cm^-3～1E22cm^-3；所述硅帽层中掺入的N型杂质为砷。

5.一种锗硅异质结双极晶体管的制造方法，其特征在于，采用如下步骤形成锗硅异质结双极晶体管的基区和发射区：

步骤一、在有源区表面由下往上依次形成硅缓冲层、锗硅单晶层和硅帽层；所述硅缓冲层为本征硅，所述硅缓冲层和形成于所述有源区中的集电区接触，所述硅缓冲层的厚度在满足使所述锗硅单晶层不产生晶格失配的条件下越小越好；所述锗硅单晶层中掺入有中性的碳杂质和P型杂质；所述硅帽层为本征硅，所述硅缓冲层的厚度等于由在满足使所述锗硅单晶层不产生晶格失配的条件下越小越好时的取值加上一50埃到100埃的值；

步骤二、在所述硅帽层上形成发射区窗口介质层，对所述发射区窗口介质层进行刻蚀形成发射区窗口，所述发射区窗口露出所述硅帽层；

步骤三、所述发射区窗口形成后，采用离子注入工艺在所述发射区窗口底部的所述硅帽层中注入N型杂质，该离子注入的注入深度为50埃到100埃；

步骤四、淀积N型多晶硅，所述N型多晶硅完全填充所述发射区窗口且所述N型多晶硅的顶部还延伸到所述发射区窗口外的所述发射区窗口介质层上；在所述发射区窗口底部所述硅帽层的N型掺杂区和所述N型多晶硅相接触，由所述硅帽层的N型掺杂区和所述N型多晶硅组成发射区；由所述硅缓冲层、所述锗硅单晶层和所述硅帽层中的本征硅部分组成基区。

6.如权利要求5所述的锗硅异质结双极晶体管的制造方法，其特征在于：所述基区的厚度为200埃至800埃，所述硅缓冲层的厚度为50埃至200埃，所述硅帽层的厚度为100埃至300埃。

7.如权利要求5所述的锗硅异质结双极晶体管的制造方法，其特征在于：所述锗硅单晶层的锗硅合金的含量比例为10％～20％，所述锗硅单晶层的碳杂质含量比例为小于5％；所述锗硅单晶层的P型杂质为硼，硼的浓度为3E19cm^-3～6E19cm^-3。

8.如权利要求5所述的锗硅异质结双极晶体管的制造方法，其特征在于：所述发射区的N型多晶硅的厚度为1000埃～4000埃、N型杂质浓度为1E19cm^-3～1E22cm^-3。

9.如权利要求5所述的锗硅异质结双极晶体管的制造方法，其特征在于：步骤三中所述硅帽层中的注入的N型杂质为砷、注入的剂量为1E14cm^-2～1E15cm^-2。