[发明专利]自对准抬升外基区锗硅异质结双极晶体管及其制备方法

权利要求书

1.一种自对准抬升外基区锗硅异质结双极晶体管，所述晶体管主要包括Si集电区、局部介质区、Si集电区和局部介质区上方的基区、基区上方的重掺杂多晶硅发射区和发射区-基区隔离介质区、发射区-基区隔离介质区围成的发射区窗口下的重掺杂单晶发射区、基区表面的基区低电阻金属硅化物层、基区低电阻金属硅化物层上方的重掺杂多晶硅抬升外基区、接触孔介质层、发射极金属电极以及基极金属电极；其中，所述基区由单晶锗硅基区和多晶锗硅基区组成；所述发射区-基区隔离介质区由L形氧化硅层和氮化硅侧墙构成，其特征在于：所述基区低电阻金属硅化物层一直延伸至发射区-基区隔离介质区外侧。

2.一种自对准抬升外基区锗硅异质结双极晶体管制备方法，其特征在于，所述方法至少包括下述步骤：

2.1制备第一导电类型的Si外延层，在所得Si外延层中形成局部介质区，Si外延层中未形成局部介质区的部分为Si集电区；

2.2在所得结构上方制备第二导电类型的锗硅基区，在对应Si集电区的位置形成单晶锗硅基区，在对应局部介质区的位置形成多晶锗硅基区；

2.3淀积或溅射金属层；

2.4淀积第一多晶硅层，形成重掺杂的第二导电类型的第一多晶硅层；在所述第一多晶硅层上淀积第一氧化硅层；

2.5有选择性地先后去掉第一氧化硅层、第一多晶硅层和金属层的中间部分，形成第一窗口，露出单晶锗硅基区表面的中间部分；剩余的第一多晶硅层形成多晶硅抬升外基区；

2.6淀积第二氧化硅层；

2.7淀积氮化硅层，再利用各向异性刻蚀方法在第一窗口内边缘形成氮化硅侧墙； 

2.8去除未被氮化硅侧墙覆盖的第二氧化硅层，形成L形氧化硅层以及由L形氧化硅层和氮化硅侧墙构成的发射区-基区隔离介质区，打开所述发射区-基区隔离介质区围成的发射区窗口，露出单晶锗硅基区表面的中间部分；

2.9淀积第二多晶硅层，并将所述第二多晶硅层重掺杂为第一导电类型的多晶硅层；

2.10将部分第二多晶硅层和部分第一氧化硅层刻蚀掉，形成重掺杂的第一导电类型的多晶硅发射区；

2.11金属层分别与其所接触的多晶锗硅基区、部分单晶锗硅基区和多晶硅抬升外基区发生硅化反应得到基区低电阻金属硅化物层；步骤2.10形成的重掺杂的第一导电类型的多晶硅发射区中的杂质通过发射区窗口向下外扩散形成第一导电类型的重掺杂单晶发射区；

2.12淀积孔介质层，制备接触孔，引出发射极金属电极和基极金属电极。

3.根据权利要求2所述的自对准抬升外基区锗硅异质结双极晶体管制备方法，其特征在于，步骤2.1中在Si外延层中制备局部介质区的方法为挖槽再填充介质材料或局部氧化。

4.根据权利要求2所述的自对准抬升外基区锗硅异质结双极晶体管制备方法，其特征在于，步骤2.3中金属层的材质为钛、钴或镍中的一种。

5.根据权利要求2所述的自对准抬升外基区锗硅异质结双极晶体管制备方法，其特征在于，步骤2.6中第二氧化硅层的厚度为5nm至50nm之间。

6.根据权利要求2所述的自对准抬升外基区锗硅异质结双极晶体管制备方法，其特征在于，步骤2.7中氮化硅侧墙的形成方法是先淀积氮化硅再进行各向异性刻蚀，所述侧墙的宽度在10nm到500nm之间。

7.根据权利要求2所述的自对准抬升外基区锗硅异质结双极晶体管制备方法，其特征在于，步骤2.9中将所述多晶硅层重掺杂为第一导电类型多晶硅层的方法为在淀积多晶硅层过程中采用原位掺杂的方法，或者在淀积之后采用剂量 大于10¹⁴/cm²的离子注入的方法。

8.根据权利要求2所述的自对准抬升外基区锗硅异质结双极晶体管制备方法，其特征在于，步骤2.11中形成基区低电阻金属硅化物层的方法为利用一次或者多次快速热退火工艺。

9.根据权利要求2所述的自对准抬升外基区锗硅异质结双极晶体管制备方法，其特征在于，步骤2.11中重掺杂的第一导电类型的多晶硅发射区中的杂质通过发射区窗口向下外扩散形成第一导电类型的重掺杂单晶发射区的方法为利用上述形成基区低电阻金属硅化物层的一次或多次快速热退火工艺，或者利用在此之前或者之后的快速热退火或者其他热扩散推进工艺。