[发明专利]自对准锗硅异质结双极型三极管器件及其制造方法

权利要求书

1.一种自对准锗硅异质结双极型三极管器件，形成于N型外延上，所述N型外延形成于N型埋层上，所述N型埋层位于P型硅衬底上，有源区由浅槽场氧隔离，所述浅槽场氧位于N型外延中且浅槽场氧的表面低于有源区的硅表面，其特征在于，包括：

集电区，包括形成于有源区中的第一离子注入区、第二离子注入区和第三离子注入区；所述第一离子注入区位于N型外延中，其底部与N型埋层相接触，形成集电极的低电阻下沉通道；所述第二离子注入区和第三离子注入区位于浅槽场氧之间的N型外延中，第二离子注入区的底部与N型埋层相接触，第三离子注入区位于第二离子注入区的上方且底部与第二离子注入区相接触；

基区，包括本征基区和外基区多晶硅，所述本征基区的尺寸小于有源区的尺寸且位于有源区的中间区域的上方；所述本征基区由形成于有源区上的锗硅外延层组成，该锗硅外延层位于有源区的硅表面上并与第二离子注入区不接触；所述外基区多晶硅位于本征基区的两侧且被一个氧化硅保护层包围，其位于浅槽场氧上方并与浅槽场氧接触，该外基区多晶硅的表面不低于有源区的硅表面且低于锗硅外延层的表面；所述氧化硅保护层的底部与浅槽场氧接触，且表面高于锗硅外延层的表面；

发射区，由形成于基区上部的N型发射极多晶硅组成，所述发射区与本征基区相接触且发射区位于基区的中间区域的上方。

2.根据权利要求1所述的自对准锗硅异质结双极型三极管器件，其特征在于，在所述发射区的侧面形成有发射极侧墙，在发射区和基区之间形成有侧墙，发射区和基区之间的侧墙与锗硅外延层、氧化硅保护层、发射极多晶硅接触。

3.根据权利要求1所述的自对准锗硅异质结双极型三极管器件，其特征在于，所述浅槽场氧的表面比N型外延的表面低300～600埃。

4.根据权利要求1所述的自对准锗硅异质结双极型三极管器件，其特征在于，所述外基区多晶硅的表面与有源区的硅表面之间的高度差为0～300埃。

5.根据权利要求1所述的自对准锗硅异质结双极型三极管器件，其特征在于，所述氧化硅保护层的表面与有源区的硅表面之间的高度差为1200～1600埃，锗硅外延层的厚度为500～800埃。

6.一种自对准锗硅异质结双极型三极管器件的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，在P型硅衬底上形成N型埋层，然后在N型埋层上生长N型外延；进行N型离子注入，在N型外延中形成底部与N型埋层相接触的第一离子注入区，该第一离子注入区形成集电极的低电阻下沉通道；

步骤2，生长牺牲氧化硅并淀积氮化硅，通过刻蚀打开浅沟槽区后，生长衬垫氧化硅和淀积氧化硅，进行化学机械研磨，湿法刻蚀形成浅槽场氧，浅槽场氧的氧化硅表面低于有源区的硅表面；

步骤3，淀积非掺杂多晶硅并进行化学机械研磨，各向同性刻蚀浅槽场氧上方的多晶硅，并刻蚀去除集电极有源区的多晶硅，通过P型离子注入对多晶硅进行掺杂形成器件的外基区，外基区多晶硅的上表面不低于有源区的硅表面；外基区多晶硅表面低于锗硅外延层的表面；

步骤4，淀积氧化硅，进行化学机械研磨，形成外基区多晶硅的氧化硅保护层；去除氮化硅和牺牲氧化硅；

步骤5，在N型外延中进行选择性离子注入形成第二离子注入区，该第二离子注入区的底部与N型埋层相接触；再用选择性低温外延生长锗硅外延层，该锗硅外延层只生长在有源区的硅表面上，在浅槽场氧的氧化硅上不生长；

步骤6，淀积介质叠层，回刻形成与锗硅外延层、氧化硅保护层接触的侧墙，进行选择性集电区离子注入形成第三离子注入区；

步骤7，湿法去除有源区上的介质叠层残留的氧化硅层，淀积发射极多晶硅，光刻和刻蚀形成发射极；

步骤8，淀积一介质层并进行快速热退火，激活发射极、基极和集电极的掺杂离子；回刻介质层形成发射极侧墙。

7.根据权利要求6所述的自对准锗硅异质结双极型三极管器件的制造方法，其特征在于，在步骤1中，N型埋层的离子注入杂质是磷或砷，能量在50～150keV，剂量在10¹⁵～10¹⁶cm^-2，第一离子注入区的注入杂质是磷，能量在50～150keV，剂量在10¹⁵～10¹⁶cm^-2。