专利名称：改善硅锗淀积表面粗糙度的方法
技术领域：
本发明涉及半导体集成电路制造领域，具体涉及一种锗硅异质结双极型晶体管的 制作方法。
背景技术：
在射频应用中，需要越来越高的器件特征频率，射频互补金属氧化物半导体 RFCMOS虽然在先进的工艺技术中可实现较高频率，但还是难以完全满足射频要求，如很难 实现40GHz以上的特征频率，而且先进工艺的研发成本也是非常高；化合物半导体可实现 非常高的特征频率器件，但由于材料成本高、尺寸小的缺点，加上大多数化合物半导体有 毒，限制了其应用。锗硅异质结双极型晶体管SiGe HBT则是超高频器件的很好选择，首先其利用硅锗 SiGe与硅Si的能带差别，提高发射区的载流子注入效率，增大器件的电流放大倍数；其次 利用硅锗SiGe基区的高掺杂，降低基区电阻，提高特征频率；另外硅锗SiGe工艺基本与硅 工艺相兼容，因此硅锗异质结双极型晶体管SiGe HBT已经成为超高频器件的主力军。同时， 锗硅异质结双极型晶体管SiGe HBT工艺易与CMOS工艺相结合形成双极互补金属氧化物半 导体BiCMOS工艺，从而兼具有互补金属氧化物半导体CMOS低能耗与高集成度的优点。在硅锗异质结SiGe BiCMOS的制备工艺中，基区硅锗SiGe的形成是通过外延的方 式实现的。图1为硅锗SiGe异质结晶体管示意图，相关的主要步骤为1.介质膜(101)淀 积，此介质膜多为氧化膜；2.硅锗SiGe基区窗口打开；3.硅锗SiGe外延(102，103，104)， 在单晶硅区生长硅锗SiGe单晶，非单晶上生长多晶硅锗SiGe，单晶区102为本征基区，单晶 区103为外基区，而多晶区104则要形成硅化物连接接触孔作为基区引出。介质膜在这里的作用为1.作为基区poly刻蚀时CMOS区的停止层；2.抬高外基 区，以拉开外基区与集电极区高浓度参杂距离，降低BC结的寄生电容；3.采用干法与湿法 刻蚀结合的方法打开硅锗SiGe外延窗口，为硅锗SiGe淀积提供一个超洁净的单晶表面，提 高硅锗SiGe外延质量。根据我们目前的研究结果表明，硅锗SiGe在单晶上的生长的表面平滑，然而在氧 化硅上的生长速率快，形核现象严重，表面变得非常粗糙，凹凸不平，这样粗糙不平的表面 不利于后续硅化物形成，使硅化物形成不连续，导致基区接触电阻升高，而且由于在氧化硅 上生长速率快于单晶硅，单晶与多晶交界面会往本征基区平移，减小了基区宽度，这种现象 在尺寸缩小工艺中更为严重，器件性能大大受到影响。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种改善硅锗淀积表面粗糙度的方法。其可以 使介质膜上生长硅锗SiGe或者硅锗SiGeC多晶硅表面光滑，有利于硅化物形成并降低接触 电阻。为了解决以上技术问题，本发明提供了一种改善硅锗淀积表面粗糙度的方法，包
3括以下步骤第一步，形成硅锗NPN工艺集电区和隔离区；第二步，淀积介质膜氧化硅并采 用氮气退火处理；第三步，基区窗口氧化硅的干法刻蚀以及湿法刻蚀形成基区窗口 ；第四 步，生长硅锗层以及基区图形刻蚀；第五步，形成发射极。本发明的有益效果在于本发明的核心内容是公布采用一种新手段获得介质膜来 替换纯氧化硅介质，在该介质膜上生长硅锗SiGe或者硅锗SiGeC多晶硅，表面光滑，有利于 硅化物形成并具有相对少的缺陷，降低接触电阻。
下面结合附图和具体实施方式
对本发明作进一步详细说明。图1是硅锗SiGe异质结晶体管示意图；图2是本发明所述方法的流程图；图3是传统氧化硅介质膜上生长硅锗碳的SEM照片；图4是经过氮气退货处理的富硅氧化膜上生长硅锗碳的SEM照片。
具体实施例方式本发明所述的改善硅锗淀积表面粗糙度的方法包括以下步骤第一步，制备硅锗SiGe NPN工艺集电区和隔离区。这步工艺采用常规的NPN器件 形成方案，包括低阻集电区形成，本征集电区的形成和常规的器件隔离工艺。第二步，淀积介质膜富硅的氧化硅并经过氮气退火处理。这步工艺采用等离子增 强化学气相淀积PECVD工艺制备氧化硅并采用快速退火工艺进行退火处理。第三步，基区窗口氧化硅的干法刻蚀和湿法刻蚀。这步工艺通过干法刻蚀定义基 区窗口，部分刻蚀并停在氧化膜上，然后利用带光刻胶的湿法刻蚀去除基区窗口内剩余氧 化膜。第四步，生长硅锗SiGe以及基区图形生成。这步采用外延工艺形成硅锗外延层， 干法和湿法刻蚀结合方法形成基区图形。第五步，形成发射极。本发明的核心在于采用富硅的氧化硅作为基区打开的介质膜，从而替代传统工艺 的氧化硅作为基区窗口打开的介质；富硅的氧化硅在高温下进行氮气退火，由于富硅的氧 化硅中存在很多悬空键，在高温下能够使得表面氮化形成氮氧化硅；与传统氧化硅相比，硅 锗SiGe或硅锗碳SiGeC在氮氧化硅的介质上生长光滑，有利于后续硅化物形成工艺，使得 硅化物形成连续，并具有相对较少的缺陷，从而降低基区多晶硅接触电阻。硅锗SiGe或硅 锗碳SiGeC在氮氧化硅上生长速率低于氧化硅上，从而在单晶与多晶交界面处向基区平移 少，对基区宽度影响少。本发明并不限于上文讨论的实施方式。以上对具体实施方式
的描述旨在于为了描 述和说明本发明涉及的技术方案。基于本发明启示的显而易见的变换或替代也应当被认为 落入本发明的保护范围。以上的具体实施方式
用来揭示本发明的最佳实施方法，以使得本 领域的普通技术人员能够应用本发明的多种实施方式以及多种替代方式来达到本发明的 目的。
权利要求
1.一种改善硅锗淀积表面粗糙度的方法，其特征在于，包括以下步骤 第一步，形成硅锗NPN工艺集电区和隔离区；第二步，淀积富硅的介质膜氧化硅并采用氮气退火处理，所述介质膜氧化硅折射率大 于 0.5 ；第三步，基区窗口氧化硅的干法刻蚀以及湿法刻蚀形成基区窗口 ； 第四步，生长硅锗层以及基区图形刻蚀； 第五步，形成发射极。
2.如权利要求1所述的改善硅锗淀积表面粗糙度的方法，其特征在于，采用等离子增 强化学气相淀积PECVD工艺制备介质膜氧化硅。
3.如权利要求1所述的改善硅锗淀积表面粗糙度的方法，其特征在于，所述介质膜氧 化硅需要经过氮气退火处理，温度为800 1000摄氏度。
全文摘要
本发明公开了一种改善硅锗淀积表面粗糙度的方法，包括以下步骤第一步，形成硅锗NPN工艺集电区和隔离区；第二步，淀积介质膜氧化硅并采用氮气退火处理，所述介质膜氧化硅折射率大于0.5；第三步，基区窗口氧化硅的干法刻蚀以及湿法刻蚀形成基区窗口；第四步，生长硅锗层以及基区图形刻蚀；第五步，形成发射极。本发明通过采用氮气退火处理过的富含硅的氧化膜来替换纯氧化硅介质，在该介质膜上生长硅锗SiGe或者硅锗SiGeC多晶硅，表面光滑，有利于硅化物形成并具有相对少的缺陷，降低接触电阻。
文档编号H01L21/3105GK102136423SQ20101002734
公开日2011年7月27日 申请日期2010年1月21日 优先权日2010年1月21日
发明者季伟, 张海芳, 徐炯 , 范永洁, 陈帆 申请人:上海华虹Nec电子有限公司