[发明专利]一种SiGe BiCMOS晶体管集成结构及其实现方法

权利要求书

1.一种SiGe BiCMOS晶体管集成结构，其特征在于：所述晶体管集成结构包括

晶向[100]的单晶P型Si衬底；

所述单晶P型Si衬底上通过离子注入形成的N⁺BL埋层、P阱和N阱；

PMOS器件源漏窗口、NMOS器件源漏窗口和双极型器件基极窗口；

所述N阱与所述P阱之间设置深沟槽隔离DTI；

阶梯型分布的双极型器件，且该器件的基区为Ge组分；

所述双极型器件的基区上方淀积有一层单晶Si层，且该层作为“盖帽层”并受到单轴应力；

所述单晶P型Si衬底层上淀积有N+多晶硅且作为发射极；

所述双极型器件集电区内植入SiGe材料作为应力源，且该材料中Ge组分占10％；

PMOS器件源漏区域，且该区域为SiGe材料，该材料中Ge组分占10％；

NMOS器件源漏区域，且该区域为4H-SiC材料。

2.根据权利要求1所述的一种SiGe BiCMOS晶体管集成结构，其特征在于：所述双极型器件集电区有单轴压应力的SiGe HBT异质结双极晶体管结构，该集电区通过刻蚀并淀积SiGe材料在双极型器件集电区内植入SiGe应力源并对集电区施加单轴压应力，所述应力用于改变器件的能带结构，增强载流子的迁移率，提高器件的特征频率，同时减小HBT器件的面积，进而减小BiCMOS的整体面积；

所述PMOS器件设置单轴压应力的SiGe源漏结构，通过刻蚀并淀积SiGe材料在PMOS源漏区域植入SiGe材料对PMOS沟道反向施加单轴压应力，所述应力用于改变能带结构，增强载流子的迁移率；

所述NMOS器件设置单轴拉应力4H-SiC源漏结构，该器件通过刻蚀并淀积4H-SiC材料在NMOS源漏区域植入4H-SiC材料，对NMOS沟道方向施加单轴拉应力，所述应力用于改变器件的能带结构，增强载流子的迁移率；

所述SiGe的基区以外的外基区部分高于SiGe的工作基区，用于减小基区串联电阻，以提高器件的放大系数和频率。

3.一种SiGe BiCMOS晶体管集成结构实现方法：其特征在于：所述方法的具体步骤为：

S1、选取晶向[100]的单晶P型Si衬底；

S2、在单晶Si衬底上通过离子注入形成N⁺BL埋层、P阱和N阱；

S3、将P阱和N阱进行刻蚀并热氧化形成深沟槽隔离DTI；

S4、在N阱上进行热氧化并淀积重掺杂多晶硅材料作为PMOS器件栅极；

S5、将多晶硅材料进行热氧化并刻蚀出PMOS栅极侧墙以及PMOS源漏窗口；

S6、将PMOS源漏窗口进行硼离子注入且不进行热退火；

S7、将PMOS源漏窗口刻蚀Si材料并淀积SiGe材料，且将淀积SiGe材料后的PMOS源漏窗口作为PMOS的源漏区域；

S8、在PMOS源漏窗口进行硼离子注入，并进行快速热退火操作消除晶格损伤；

S9、将PMOS器件进行热氧化处理形成二氧化硅牺牲层，用于保护PMOS器件；

S10、在P阱上进行热氧化并淀积重掺杂多晶硅材料作为NMOS栅极；

S11、将多晶硅材料进行热氧化并刻蚀出NMOS栅极侧墙以及NMOS源漏窗口；

S12、在NMOS源漏窗口进行磷离子注入且不进行热退火；

S13、在NMOS源漏窗口刻蚀Si材料并淀积4H-SiC作为NMOS源漏；

S14、在NMOS源漏窗口进行磷离子注入，并进行快速热退火操作消除晶格损伤；

S15、在NMOS源漏窗口进行Al离子注入，并进行快速热退火操作消除晶格损伤；

S16、将NMOS器件进行热氧化处理形成二氧化硅牺牲保护层用于保护NMOS器件；

S17、在双极型基极窗口所对应的集电区的位置进行硼离子注入，并执行快速退火操作以消除晶格损伤；

S18、在双极型基区的Ge组分采用阶梯型分布；

S19、在单晶Si层上淀积N+多晶硅作为发射极；

S20、在集电区刻蚀Si并淀积SiGe材料，其Ge组分为10％，作为双极型器件SiGe应力源；

S21、光刻集电极、发射极和基极以外的金属，形成引线。