[发明专利]自对准锗硅HBT器件的制造方法

说明书

本发明公开了一种自对准锗硅HBT器件的制造方法，本发明采用非选择性的低温锗硅外延生长，经过多次介质层淀积和回刻，形成抬高的外基区多晶硅侧墙，最终形成发射极多晶硅和基区多晶硅由侧墙隔离的自对准器件；和现有技术相比，用非选择性外延淀积在发射极窗口，回刻去除顶层多晶硅及降低侧面锗硅厚度，再形成内侧墙的工艺方法，这样就省去了使用选择性外延这步相对芯片制造厂较特殊的工艺，更适合量产。

技术领域

本发明涉及半导体集成电路领域，特别是一种自对准锗硅HBT器件的制造方法。

背景技术

采用P型多晶硅抬高外基区，发射极和外基区之间采用内侧墙的自对准器件结构，可以同时降低基极电阻和基极-集电极电容，这样的锗硅异质结双极型三极管(HBT)器件可以得到大于300GHz的最高振荡频率fmax，其性能可以和III-V器件相当，被广泛用于光通信和毫米波应用。

SiGe HBT器件采用较小能带宽度的掺有杂质硼的锗硅碳合金为基极，由于发射极和基极有能带差，可以在保证同样的直流电流放大倍数HFE时采用较高的基区掺杂，从而得到较高的fmax。

基极电阻包括外基区电阻和本征基区电阻(发射极下的电阻)，是提升fmax的重要的参数，要降低基极电阻，要尽可能提高基区的掺杂浓度，及降低发射极窗口和侧墙的宽度。

锗硅HBT的截止频率fT和最高振荡频率由以下公式表征：

现有技术都用选择性外延来形成自对准的锗硅HBT器件，结合图1-3所示，工艺流程如下：在形成集电极后，淀积SiO2(二氧化硅)/poly(重掺硼多晶硅)/SiO2/SiN(氮化硅)/SiO2叠层，然后打开发射极窗口，干法刻蚀停在底层SiO2上，如图1所示。

湿法刻蚀和清洗后，选择性外延(只在有源区和多晶硅区)生长锗硅，然后淀积介质和反刻形成内侧墙，如图2所示。

湿法刻蚀和清洗后，淀积重掺砷多晶硅，然后刻蚀发射极和基极多晶硅形成发射极和基极，如图3所示。

这一工艺方法需要做选择性锗硅外延，集成方案较简单，但在器件横向尺寸逐步降低的情况下，要得到无缺陷的锗硅外延层有挑战。

发明内容

本申请所要解决的技术问题是，提供一种自对准锗硅HBT器件的制造方法，能够在器件横向尺寸逐步降低的情况下，得到无缺陷的锗硅外延层。

为了解决上述技术问题，本发明公开了一种自对准锗硅HBT器件的制造方法，包括，步骤一，在形成集电极后，淀积氧化硅-多晶硅-氧化硅叠层；

步骤二，用发射极窗口光刻和干法刻蚀，停在底层氧化硅上；

步骤三，湿法刻蚀去除有源区的氧化硅，在多晶硅下形成底切，用非选择性的外延成长形成HBT的基区；

步骤四，淀积平坦化的有机介质；

步骤五，回刻有机介质和多晶硅，去除介质上表面的多晶硅，并对侧墙的多晶硅回刻，形成D型侧墙；

步骤六，淀积介质层，再用回刻方法形成侧墙；

步骤七，湿法去除发射极窗口的氧化硅并对硅表面清洗后，淀积发射极多晶硅，光刻和干法刻蚀发射极多晶硅，形成HBT的发射极；

步骤八，淀积氧化硅，回刻形成发射极多晶硅外侧墙，光刻和干法刻蚀基极多晶硅，形成器件基极。

较佳地，步骤一中，氧化硅-多晶硅-氧化硅叠层的厚度分别为：350～500埃、500埃和1000～1200埃。

较佳地，步骤二中，发射极窗口的尺寸在0.28～0.35微米。