锗硅异质结双极晶体管及制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及半导体集成电路制造领域，特别是涉及一种锗硅异质结双极晶体管；本发明还涉及一种锗硅异质结双极晶体管的制造方法。
【背景技术】
[0002]随着锗硅(SiGe)工艺的日益成熟，射频电路集成也越来越普遍，射频接受、射频发射以及开关等都趋向集成，因此放大接受信号的低噪声放大器(LNA)和放大发射信号的功率放大器(PA)都应制作在同一芯片上，因此要求在同一套SiGe工艺平台上仅改变版图即可设计出不同击穿电压的高压锗硅异质结双极晶体管(SiGe HBT)，以满足不同放大器的需求。传统的高压SiGe HBT是采用重掺杂的N型埋层(NBL)，外延轻掺杂的集电区，通过改变集电区厚度和掺杂浓度而改变器件的击穿电压，集电区的引出是通过N+Sinker连接NBL实现，因此传统高压SiGe HBT是通过工艺的改变而得到不同的击穿电压，同一芯片上不能实现不同击穿电压的SiGe HBT，从而限制了射频电路的系统集成。
[0003]同时，在功率放大器设计中，为了得到较高的功率和效率，必须降低器件的对地寄生电感(ground inductance)。现有结构中，通常采用娃通孔(Through Silicon Vias, TSV)结构来实现将锗硅异质结双极晶体管的正面发射极和背面的P+硅衬底连接，从而降低器件的对地寄生电感，但TSV工艺较复杂，成本高，同时在背面研磨的时候有很大的碎片风险。
【发明内容】
[0004]本发明所要解决的技术问题是提供一种锗硅异质结双极晶体管，不需对器件结构进行改动就能降低器件的对地寄生电感并提高器件的功率特性。为此，本发明还要提供一种锗硅异质结双极晶体管的制造方法。
[0005]为解决上述技术问题，本发明提供一种锗硅异质结双极晶体管，包括:
[0006]P+娃衬底,在所述P+娃衬底上形成有P-外延层，在所述P-外延层中通过场氧区隔尚出有源区。
[0007]—集电区，由形成于所述有源区中的一 N型离子注入区组成，所述集电区深度大于所述场氧区底部的深度、且所述集电区横向延伸进入所述有源区两侧的场氧区底部。
[0008]一赝埋层，由形成于所述有源区两侧的场氧区底部的N型离子注入区组成，所述赝埋层和所述集电区的横向延伸进入所述场氧区底部的部分相接触。
[0009]一基区，由形成于所述硅衬底上的P型锗硅外延层组成，包括一本征基区和一外基区，所述本征基区形成于所述有源区上部且和所述集电区形成接触，所述外基区形成于所述场氧区上部。
[0010]一发射区，由形成于所述本征基区上部的N型多晶硅组成，和所述本征基区形成接触。
[0011]层间膜，覆盖在锗硅异质结双极晶体管的所述发射区、所述基区和所述场氧区表面以及所述锗硅异质结双极晶体管区域之外的所述P-外延层表面。
[0012]在所述外基区和所述发射区顶部分别形成有穿过所述层间膜的金属接触，位于所述外基区顶部的所述金属接触和所述外基区接触并用于引出基极，位于所述发射区顶部的所述金属接触和所述发射区接触并用于引出发射极。
[0013]在所述赝埋层的顶部形成有穿过所述层间膜和所述场氧区的第一深孔接触，所述第一深孔接触和所述赝埋层接触并用于引出集电极。
[0014]在所述锗硅异质结双极晶体管区域之外形成有穿过所述层间膜和所述P-外延层的第二深孔接触，所述第二深孔接触和所述P+硅衬底接触；所述发射极通过顶部金属层和所述第二深孔接触连接并通过所述第二深孔接触连接所述P+硅衬底，能降低所述锗硅异质结双极晶体管的对地寄生电感。
[0015]进一步的改进是，所述金属接触由在所述金属接触位置处形成的接触孔中淀积钛和氮化钛阻挡金属层后、再填入钨形成；所述第一深孔接触由在所述第一深孔接触位置处形成的第一深孔中淀积钛和氮化钛阻挡金属层后、再填入钨形成；所述第二深孔接触由在所述第二深孔接触位置处形成的第二深孔中淀积钛和氮化钛阻挡金属层后、再填入钨形成。
[0016]进一步的改进是，所述赝埋层在横向位置上和所述有源区相隔一横向距离，通过调节所述赝埋层和所述有源区的横向距离调节所述锗硅异质结双极晶体管的击穿电压。
[0017]为解决上述技术问题，本发明提供的锗硅异质结双极晶体管的制造方法包括如下步骤:
[0018]步骤一、在P+硅衬底上形成P-外延层，在所述P-外延层中形成场氧区沟槽，并通过场氧区沟槽隔离出有源区。
[0019]步骤二、在所述有源区两侧的所述场氧区沟槽底部的进行N型离子注入形成赝埋层。
[0020]步骤三、在所述场氧区沟槽中填入氧化硅形成场氧区。
[0021]步骤四、在所述有源区中进行N型离子注入形成集电区，所述集电区深度大于所述场氧区底部的深度、且所述集电区横向延伸进入所述有源区两侧的场氧区底部并和所述赝埋层形成接触。
[0022]步骤五、在所述硅衬底上进行P型锗硅外延层生长形成基区，所述基区包括一本征基区和一外基区，所述本征基区形成于所述有源区上部且和所述集电区形成接触，所述外基区形成于所述场氧区上部。
[0023]步骤六、在所述本征基区上部进行N型多晶硅生长形成发射区，所述发射区和所述本征基区形成接触。
[0024]步骤七、形成层间膜，所述层间膜覆盖在锗硅异质结双极晶体管的所述发射区、所述基区和所述场氧区表面以及所述锗硅异质结双极晶体管区域之外的所述P-外延层表面。
[0025]步骤八、在所述外基区和所述发射区顶部分别形成穿过所述层间膜的金属接触，位于所述外基区顶部的所述金属接触和所述外基区接触并用于引出基极，位于所述发射区顶部的所述金属接触和所述发射区接触并用于引出发射极。
[0026]在所述赝埋层的顶部形成穿过所述层间膜和所述场氧区的第一深孔接触，所述第一深孔接触和所述赝埋层接触并用于引出集电极。
[0027]在所述锗硅异质结双极晶体管区域之外形成穿过所述层间膜和所述P-外延层的第二深孔接触，所述第二深孔接触和所述P+硅衬底接触。
[0028]步骤八、在所述层间膜顶部形成顶部金属层，所述顶部金属层为一层以上，所述顶部金属层分别形成所述集电极、所述基极和所述发射极，所述发射极通过顶部金属层和所述第二深孔接触连接并通过所述第二深孔接触连接所述P+硅衬底，能降低所述锗硅异质结双极晶体管的对地寄生电感。
[0029]进一步的改进是，步骤二中所述赝埋层的N型离子注入工艺条件为:注入剂量lel4cm 2 ?lel6cm 2，注入能量 IKeV ?lOOKeV。
[0030]进一步的改进是，步骤四中所述集电区的N型离子注入工艺条件为:注入剂量lel2cnT2 ?5el4cnT2，注入能量为 50KeV ?500KeV。
[0031]进一步的改进是，步骤五中所述P型锗硅外延层采用硼掺杂，其中本征基区采用外延时的在位掺杂，而外基区的硼掺杂的工艺为离子注入工艺，工艺条件为:注入剂