锗硅异质结双极晶体管及制造方法_2

文档序号:8262484阅读:来源:国知局
量为lel4cm_2?lel6cm_2、注入能量为IKeV?50KeV ;锗的分布为是梯形分布、或三角形分布。
[0032]进一步的改进是,步骤六中所述发射区的N型多晶硅通过N型离子注入进行掺杂,所述N型离子注入的工艺条件为:注入剂量IeHcnT2?lel6cm_2,注入能量1KeV?200KeVo
[0033]进一步的改进是,步骤八中的形成所述金属接触的步骤包括先在所述金属接触位置处形成接触孔,之后在所述接触孔中淀积钛和氮化钛阻挡金属层后、再填入钨形成;形成所述第一深孔接触的步骤包括先在所述第一深孔接触位置处形成第一深孔,之后在所述第一深孔中淀积钛和氮化钛阻挡金属层后、再填入钨形成;形成所述第二深孔接触的步骤包括先在所述第二深孔接触位置处形成第二深孔,之后在所述第二深孔中淀积钛和氮化钛阻挡金属层后、再填入钨形成。
[0034]进一步的改进是,步骤二中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。
[0035]本发明的锗硅异质结双极晶体管采用了赝埋层结构,赝埋层位于场氧区的底部,通过调节赝埋层和有源区的横向距离能够调节并提高器件的击穿电压;集电极通过形成于赝埋层顶部的穿过了层间膜和场氧区的第一深孔接触引出,能够大大缩小器件的面积以及减少器件的寄生电阻。同时采用赝埋层后避免了现有技术中需要在P-外延层的底部形成N型埋层的结构,故本发明的器件结构很容易在锗硅异质结双极晶体管区域之外形成穿过层间膜和P-外延层的第二深孔接触,第二深孔接触的底部会直接和P+硅衬底接触、第二深孔接触的顶部则会通过顶部金属层和发射极接触从而实现发射极和P+硅衬底的连接,由于第二深孔接触位于锗硅异质结双极晶体管区域之外,故不会对器件本身结构造成影响,而发射极和P+硅衬底的连接能够降低器件的对地寄生电感并提高器件的功率特性,所以本发明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。
[0036]另外,相对于现有技术中需要采用到穿过整个硅衬底并需要对硅衬底进行减薄的硅通孔结构,本发明的第二深孔接触仅需穿过层间膜和P-外延层,能降低工艺复杂度和工艺成本,减少在背面研磨的时候的碎片风险。
【附图说明】
[0037]下面结合附图和【具体实施方式】对本发明作进一步详细的说明:
[0038]图1是本发明实施例锗硅异质结双极晶体管结构示意图;
[0039]图2A-图2J是本发明实施例制造方法各步骤中的锗硅异质结双极晶体管结构示意图。
【具体实施方式】
[0040]如图1所示,是本发明实施例锗硅异质结双极晶体管结构示意图;本发明实施例锗硅异质结双极晶体管包括:
[0041 ] P+硅衬底I,在所述P+硅衬底I上形成有P-外延层2,在所述P-外延层2中通过场氧区3隔离出有源区,也即所述有源区由所述场氧区3所围绕的所述P-外延层2组成。
[0042]一集电区4,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4深度大于所述场氧区3底部的深度、且所述集电区4横向延伸进入所述有源区两侧的场氧区3底部。所述集电区4的N型离子注入工艺条件为:注入剂量lel2Cm_2?5el4Cm_2,注入能量为 50KeV ?500KeV。
[0043]一赝埋层5,由形成于所述有源区两侧的场氧区3底部的N型离子注入区组成,所述赝埋层5和所述集电区4的横向延伸进入所述场氧区3底部的部分相接触。较佳为,所述赝埋层5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5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。所述赝埋层的N型离子注入工艺条件为:注入剂量IeHcnT2?lel6cnT2,注入能量IKeV?lOOKeV。
[0044]一基区8,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8和一外基区8,所述本征基区8形成于所述有源区上部且和所述集电区4形成接触,所述外基区8形成于所述场氧区3上部。所述本征基区的位置和大小由一基区窗口进行定义,所述基区窗口位于所述有源区上方且所述基区窗口的尺寸大于或等于所述有源区尺寸,所述基区窗口的位置和大小由基区窗口介质层进行定义,所述基区窗口介质层包括第一层氧化硅或氮化娃薄膜6、第二层多晶娃薄膜7,所述第一层氧化娃或氮化娃薄膜6形成于所述P-外延层2上、第二层多晶硅薄膜7形成于所述第一层氧化硅或氮化硅薄膜6上。所述P型锗硅外延层采用硼掺杂,其中本征基区为外延的在位掺杂,而外基区硼掺杂的工艺为离子注入工艺,工艺条件为:注入剂量为IeHcnT2?lel6cm_2、注入能量为IKeV?50KeV。锗的分布为是梯形分布、或三角形分布。
[0045]一发射区11,由形成于所述本征基区8上部的N型多晶硅组成,和所述本征基区8形成接触。所述发射区11位置和大小由一发射区窗口进行定义,所述发射区窗口位于所述本征基区上方且所述发射区窗口的尺寸小于所述有源区尺寸,所述发射区窗口的位置和大小由发射区窗口介质层进行定义,所述发射区窗口介质层包括第三层氧化硅薄膜9、第四层氮化硅薄膜10,且所述第三层氧化硅薄膜9形成于所述P型锗硅外延层8上、所述第四层氮化硅薄膜10形成于所述第三层氧化硅薄膜9上。所述发射区的N型多晶硅通过N型离子注入进行掺杂,所述N型离子注入的工艺条件为:注入剂量lel4cm_2?lel6cm_2,注入能量1KeV ?200KeV。
[0046]层间膜12,覆盖在锗硅异质结双极晶体管的所述发射区22、所述基区8和所述场氧区3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2表面。
[0047]在所述外基区8和所述发射区22顶部分别形成有穿过所述层间膜12的金属接触13,位于所述外基区8顶部的所述金属接触13和所述外基区8接触并和顶部金属层16连接从而引出基极,位于所述发射区22顶部的所述金属接触13和所述发射区22接触并和顶部金属层16连接从而引出发射极。
[0048]在所述赝埋层5的顶部形成有穿过所述层间膜12和所述场氧区3的第一深孔接触14,所述第一深孔接触14和所述赝埋层5接触并和顶部金属层16连接从而引出集电极。
[0049]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12和所述P-外延层2的第二深孔接触15,所述第二深孔接触15和所述P+硅衬底I接触。
[0050]其中,顶部金属层16形成于层间膜12表面。根据工艺需要,层间膜可以为多层,顶部金属层也可以为多层。本发明实施例中,在层间膜12上还形成有另一层间膜12a,在层间膜12a的表面还形成由另一顶部金属层16a。不同顶部金属层之间的对应电极通过金属接触连接,如顶部金属层16和16a之间通过金属接触13a实现连接。
[0051]本发明实施例中,所述发射极通过顶部金属层和所述第二深孔接触15连接并通过所述第二深孔接触15连接所述P+硅衬底1,具体连接关系参考图1所示,是通过第二层的顶部金属层16a以
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