专利名称：锗硅hbt工艺中垂直寄生型pnp三极管及制作方法
技术领域：
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HBT工艺中垂直寄生型PNP三极管，本发明还涉及一种锗硅HBT工艺中垂直寄生型PNP三极管的制作方法。
背景技术：
在射频产品的实际应用中，需要越来越高的器件特征频率。NPN三极管，特别是锗硅(SiGe)异质结三极管(HBT)或者锗硅碳(SiGeC)异质结三极管是超高频器件的很好选择。并且SiGe工艺基本与硅工艺相兼容，因此SiGe HBT已经成为超高频器件的主流之一。在这种背景下，其对输出器件的要求也相应地提高，比如具有一定的电流增益系数(不小于15)和截止频率。对于双极型场效应晶体管(BiCMOS)工艺来说，作为NPN器件即锗硅异质结NPN三极管的互补，PNP器件也非常重要。PNP器件通常分为横向PNP与纵向PNP两种。其中纵向PNP器件的性能较高，也是在高性能应用中所需要的。但是纵向PNP器件和NPN器件的集成的难度较大，甚至无法进行集成。而横向PNP器件的性能较差，但是器件的集成比较容易。现有PNP三极管的发射区的锗硅单晶形成工艺和现有锗硅异质结NPN三极管的基区的锗硅单晶形成工艺相同并且是同时形成。现有PNP三极管的引出基区的多晶硅采用现有锗硅异质结NPN三极管的发射区的多晶硅的工艺。但是对现有PNP三极管的器件特性进行验证发现，其性能并不理想，放大系数比较小，截止频率也较低。其主要原因是所述发射区的实际掺杂水平较低。现有PNP三极管的所述发射区的掺杂是通过注入来进行，并且和现有锗硅异质结NPN三极管的外基区注入共享即采用相同工艺同时注入形成。由于现有锗硅异质结NPN三极管的锗硅的厚度非常薄，因此其外基区注入能量也非常小，只有5KEV 10KEV。由于现有PNP三极管的发射区为共享现有NPN三极管的基区的锗硅单晶，为了降低现有NPN三极管的基区宽度，提高NPN的性能，因此锗硅单晶中掺杂含有一定浓度的碳。这些碳能够抑制硼的扩散。因此导致现有PNP三极管的所述发射区的掺杂尽管剂量很大，但是因为能量很小，无法打穿这一层锗硅合金中的碳层，导致绝大多数的硼被抑制在发射区的锗硅单晶非常靠近表面的区域。而又因为现有PNP三极管的发射区在后续工艺过程中需要生长一层金属硅化物，因此导致发射区的锗硅单晶的表面重参杂的区域掺杂被消耗大部分，从而使现有PNP三极管的发射系数很低并导致器件放大系数较低，截止频率也不够高。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种锗硅HBT工艺中垂直寄生型PNP三极管，无需多加光刻版，使发射区的锗硅层为多晶结构，能提高PNP三极管的发射区的掺杂浓度，从而提高器件的发射效率以及器件的放大系数，并能增加器件的截止频率；能用作高速、高增益HBT电路中的输出器件，为电路提供多一种器件选择；能有效地缩小器件面积、减小器件的寄生效应、减小PNP管的集电极电阻、提高器件的性能；本发明还提供一种锗硅HBT工艺中垂直寄生型PNP三极管的制作方法,无须额外的工艺条件,能够降低生产成本。为解决上述技术问题，本发明提供的锗硅HBT工艺中垂直寄生型PNP三极管形成于硅衬底上，有源区由浅槽场氧隔离，包括:一集电区，由形成于所述有源区中的一 P型离子注入区组成，所述集电区的深度大于或等于所述浅槽场氧的底部深度。一赝埋层，由形成于所述集电区周侧的所述浅槽场氧底部的P型离子注入区组成，所述赝埋层和所述集电区在所述浅槽场氧底部相接触，在所述赝埋层顶部的所述浅槽场氧中形成有深孔接触并引出集电极。一基区，由形成于所述有源区中的一 N型离子注入区组成，所述基区位于所述集电区上部并和所述集电区相接触；在所述基区的周侧的所述浅槽场氧中形成一和所述基区相接触的槽，位于所述槽中的所述浅槽场氧都被去除，所述槽的深度小于等于所述基区的深度，在所述槽中填充有多晶硅并在所述多晶硅中掺入了 N型杂质，由掺入N型杂质的所述多晶硅形成外基区，所述外基区和所述基区在所述基区的侧面相接触，在所述外基区上形成有金属接触并引出基极。一锗硅生长前定义窗口，由形成于所述有源区上方的第一介质层定义而成，所述锗硅生长前定义窗口位于所述有源区的正上方、所述锗硅生长前定义窗口区域的所述第一介质层被去除而将形成于所述有源区中的所述基区露出；所述锗硅生长前定义窗口的尺寸小于所述有源区尺寸、且所述锗硅生长前定义窗口的尺寸为0.1微米 0.3微米；所述锗硅生长前定义窗口的剖面结构呈一上边小于等于底边的正梯形、且该正梯形的底边和侧边的夹角为70度 90度。一发射区，由填充于所述锗硅生长前定义窗口中且还延伸到所述锗硅生长前定义窗口外侧的所述第一介质层上的且为P型掺杂的锗硅层组成，该锗硅层的厚度为0.05微米 0.2微米并层多晶结构；所述发射区在所述锗硅生长前定义窗口底部和所述基区相接触；在所述发射区顶部形成有金属接触并引出发射极。进一步的改进，所述槽的深度为500埃 1500埃、宽度为0.2微米 0.4微米。进一步的改进，所述第一介质层为氧化膜，氮化膜，氧化膜和氮化膜的复合膜，氧化膜和氮化膜和多晶硅的复合膜。为解决上述技术问题，本发明提供的锗硅HBT工艺中垂直寄生型PNP三极管的制作方法包括如下步骤:步骤一、采用刻蚀工艺在硅衬底上形成有源区和浅沟槽。步骤二、在所述浅沟槽底部进行P型离子注入形成赝埋层。步骤三、在所述浅沟槽中填入氧化硅形成浅槽场氧。步骤四、在所述有源区进行N型离子注入形成基区；所述基区的深度小于所述浅沟槽的底部深度。步骤五、在所述有源区中进行P型离子注入形成集电区，所述集电区的深度大于或等于所述浅槽场氧的底部深度，所述集电区的底部延伸到所述浅槽场氧底部并和所述赝埋层形成接触；所述集电区的顶部和所述基区形成接触。步骤六、在所述有源区和所述浅槽场氧上形成第一介质层。步骤七、用光刻胶定义图形，所述光刻胶在所述基区和后续要形成的发射区的接触区域处、以及后续要形成的所述槽的区域处形成窗口 ；所述基区和所述发射区的接触区域位于所述有源区上方且小于等于所述有源区的大小，所述槽的形成区域为所述基区周侧的所述浅槽场氧中。步骤八、采用干法加湿法刻蚀工艺刻蚀所述光刻胶形成的窗口下方的所述第一介质层；刻蚀后，在所述有源区上方形成锗硅生长前定义窗口，所述锗硅生长前定义窗口的尺寸小于所述有源区尺寸、且所述锗硅生长前定义窗口的尺寸为0.1微米 0.3微米；所述锗硅生长前定义窗口的剖面结构呈一上边小于等于底边的正梯形、且该正梯形的底边和侧边的夹角为70度 90度；并进行过量刻蚀将所述槽的形成区域的所述浅槽场氧刻蚀掉并形成所述槽；所述槽和所述基区的侧面相接触，所述槽的深度小于等于所述基区的深度。步骤九、在形成所述锗硅生长前定义窗口和所述槽后的所述硅衬底的正面淀积厚度为0.05微米 0.2微米的锗硅层，所述锗硅层完全填充所述锗硅生长前定义窗口、且填充于所述锗硅生长前定义窗口中的所述锗硅层为多晶硅结构，采用离子注入工艺对所述锗硅层进行P型掺杂；在所述锗硅层上形成第二介质层。步骤十、采用光刻刻蚀工艺，将所述有源区外部的所述第二介质层和所述锗硅层去除，位于所述有源区上方的所述锗硅层组成发射区。步骤十一、在形成所述发射区后的所述硅衬底的正面淀积多晶硅，所述多晶硅将所述槽完全填充，所述第二介质层将所述发射区和所述多晶硅隔离。步骤十二、对所述多晶硅进行刻蚀，使所述多晶硅只保留于所述槽中，采用光刻胶定义图形，对所述槽中的所述多晶硅进行N型离子注入，由所述槽中且掺入N型杂质的所述多晶硅形成所述外基区，所述外基区和所述基区在所述基区的侧面相接触。步骤十三、在所述赝埋层顶部的所述浅槽场氧中形成深孔接触引出集电极；在所述外基区的顶部形成金属接触引出基极；在所述发射区的顶部形成金属接触引出发射极。进一步改进为，步骤六中所述第一介质层为氧化膜，氮化膜，氧化膜和氮化膜的复合膜，氧化膜和氮化膜和多晶硅的复合膜，所述第一介质层的厚度为300埃 2000埃。进一步改进为，步骤九中所述锗硅层的掺杂工艺采用锗硅HBT工艺中的NPN三极管的外基区P+注入工艺。进一步改进为，步骤八中所述槽的深度为500埃 1500埃、宽度为0.2微米 0.4微米。进一步改进为，步骤十二中所述外基区的N型离子注入采用锗硅HBT工艺中NPN的发射区多晶硅的N+注入。进一步改进为，步骤二中所述赝埋层的P型离子注入的工艺条件为:注入剂量为IeHcnT2 lel6cnT2、能量为小于15keV、注入杂质为硼或二氟化硼。进一步改进为，步骤五中所述集电区的P型离子注入采用锗硅HBT工艺中CMOS P阱注入工艺。本发明锗硅HBT工艺中垂直寄生型PNP三极管能用作高速、高增益HBT电路中的输出器件，为电路提供多一种器件选择。本发明无需多加光刻版，通过采用具有正梯形形状的锗硅生长前定义窗口、并且结合锗硅生长前定义窗口的尺寸和发射区的锗硅层的厚度，能使发射区的错娃层为多晶结构，从而能提闻PNP 二极管的发射区的惨杂浓度，从而提闻器件的发射效率以及器件的放大系数，并能增加器件的截止频率；由于采用了先进的深孔接触工艺，其与P型赝埋层的工艺相配合，且此结构将PNP的基区进行侧向连出，极大地节省了 PNP三极管有源区的面积，改善了 PNP三极管的寄生效应，减小了 PNP三极管的集电极电阻，提高器件的性能；有源区的宽度能够做到0.3微米至0.4微米之间，能使得本发明器件的寄生NPN的放大系数降低。本发明的制作方法能和锗硅HBT工艺中的NPN三极管的工艺集成,从而能降低生产成本。
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:图1是本发明实施例锗硅HBT工艺中垂直寄生型PNP三极管的结构示意图；图2-图9是本发明实施例锗硅HBT工艺中垂直寄生型PNP三极管在制造过程中的结构不意图；图10是TCAD模拟的本发明实施例锗硅HBT工艺中垂直寄生型PNP三极管的输入特性曲线；图11是TCAD模拟的本发明实施例锗硅HBT工艺中垂直寄生型PNP三极管的增益曲线。
具体实施例方式如图1所示，是本发明实施例锗硅HBT工艺中垂直寄生型PNP三极管的结构示意图。本发明实施例锗硅HBT工艺中垂直寄生型PNP三极管，形成于硅衬底上，有源区由浅槽场氧I隔离。PNP三极管的基区3由形成于所述有源区中的一 N型离子注入区组成。所述基区的N型离子注入的工艺条件为:注入杂质为磷或者砷、能量条件为IOOKev 300Kev、剂量为 lel4cm 2 lel6cm 2。在所述基区3的周侧的所述浅槽场氧I中形成一和所述基区3相接触的槽，位于所述槽中的所述浅槽场氧I都被去除，所述槽的深度小于等于所述基区3的深度，较佳为，所述槽的深度为500埃 1500埃、宽度为0.2微米 0.4微米。在所述槽中填充有多晶硅并在所述多晶硅中掺入了 N型杂质，填充所述多晶硅的工艺和锗硅HBT工艺中的NPN三极管的发射极多晶硅工艺相同、掺杂工艺也相同，两者能集成在一块同时形成。由掺入N型杂质的所述多晶硅形成外基区8，所述外基区8和所述基区3在所述基区3的侧面相接触，在所述外基区8上形成有金属接触10并引出基极。所述PNP三极管的集电区4由形成于所述有源区中的一 P型离子注入区组成，所述集电区的P型离子注入采用锗硅HBT工艺中CMOS P阱注入工艺。所述集电区4的深度大于或等于所述浅槽场氧I的底部深度；所述基区3位于所述集电区4上部并和所述集电区4相接触。所述PNP三极管还包括一赝埋层2，由形成于所述集电区4周侧的所述浅槽场氧I底部的P型离子注入区组成，所述赝埋层的P型离子注入的工艺条件为:注入剂量为IeHcnT2 1θ16θπΓ2、能量为小于15keV、注入杂质为 硼或二氟化硼。所述赝埋层2和所述集电区4在所述浅槽场氧I底部相接触，在所述赝埋层2顶部的所述浅槽场氧I中形成有深孔接触9并引出集电极。
所述PNP三极管还包括一锗硅生长前定义窗口，由形成于所述有源区上方的第一介质层5定义而成，所述锗硅生长前定义窗口位于所述有源区的正上方、所述锗硅生长前定义窗口区域的所述第一介质层5被去除而将形成于所述有源区中的所述基区3露出；所述锗硅生长前定义窗口的尺寸小于所述有源区尺寸、且所述锗硅生长前定义窗口的尺寸为
0.1微米 0.3微米；所述锗硅生长前定义窗口的剖面结构呈一上边小于等于底边的正梯形、且该正梯形的底边和侧边的夹角为70度 90度。所述第一介质层5为氧化膜，氮化膜，氧化膜和氮化膜的复合膜，氧化膜和氮化膜和多晶硅的复合膜，厚度在300埃至2000埃之间。所述PNP三极管的发射区6由填充于所述锗硅生长前定义窗口中且还延伸到所述锗硅生长前定义窗口外侧的所述第一介质层5上的且为P型掺杂的锗硅层组成。所述发射区6的锗硅层工艺和锗硅HBT工艺中的NPN三极管的基极锗硅单晶工艺相同，能同时形成，无需多加光刻版，所述锗硅层的厚度为0.05微米 0.2微米，该厚度的锗硅层形成于所述锗硅生长前定义窗口中时，由于所述锗硅生长前定义窗口的宽度较小，锗硅外延生长时形成于所述锗硅生长前定义窗口的锗硅层会受到所述锗硅生长前定义窗口的侧面的所述第一介质层5的影响而全部为多晶硅结构。所述发射区6的锗硅层的掺杂工艺和锗硅HBT工艺中的NPN三极管的外基区P+注入工艺相同。在所述锗硅层中也能掺入碳杂质。所述发射区6和所述基区3形成接触，在所述发射区6顶部形成有金属接触10并引出发射极。金属层11将器件引出并实现互连。如图2至图9所示，是本发明实施例锗硅HBT工艺中垂直寄生型PNP三极管在制造过程中的结构示意图。本发明实施例锗硅HBT工艺中垂直寄生型PNP三极管的制作方法包括如下步骤:步骤一、如图2所示，采用刻蚀工艺在硅衬底上形成有源区和浅沟槽。步骤二、如图2所示，在所述浅沟槽底部进行P型离子注入形成赝埋层2。所述赝埋层2的P型离子注入的工艺条件为:注入剂量为IeHcnT2 lel6Cm_2、能量为小于15keV、注入杂质为硼或二氟化硼。步骤三、如图2所示，在所述浅沟槽中填入氧化硅形成浅槽场氧I。步骤四、如图3所示，在所述有源区进行N型离子注入形成基区3 ;所述基区3的深度小于所述浅沟槽的底部深度。所述基区3的N型离子注入的工艺条件为:注入杂质为憐或者砷、能量条件为IOOKev 300Kev、剂量为IeHcnT2 lel6cnT2。步骤五、如图3所示，在所述有源区中进行P型离子注入形成集电区4，所述集电区4的深度大于或等于所述浅槽场氧I的底部深度，所述集电区4在底部和所述赝埋层2形成接触；所述集电区4的顶部和所述基区3形成接触。所述集电区4的P型离子注入采用锗硅HBT工艺中CMOS P阱注入工艺。步骤六、如图4所示，在所述有源区和所述浅槽场氧I上形成第一介质层5。所述第一介质层5的厚度为300埃至2000埃。步骤七、如图5所示，用光刻胶定义图形，所述光刻胶在所述基区3和后续要形成的发射区6的接触区域处、以及后续要形成的所述槽的区域处形成窗口 ；所述基区3和所述发射区6的接触区域位于所述有源区上方且小于等于所述有源区的大小，所述槽的形成区域为所述基区3周侧的所述浅槽场氧I中。
步骤八、如图5所示，采用干法加湿法刻蚀工艺刻蚀所述光刻胶形成的窗口下方的所述第一介质层5 ;刻蚀后，在所述有源区上方形成锗硅生长前定义窗口，所述锗硅生长前定义窗口的尺寸小于所述有源区尺寸、且所述锗硅生长前定义窗口的尺寸为0.1微米
0.3微米；所述锗硅生长前定义窗口的剖面结构呈一上边小于等于底边的正梯形、且该正梯形的底边和侧边的夹角为70度 90度，图5中显示的所述锗硅生长前定义窗口的剖面结构的正梯形为一上边和底边相等、底部和侧边垂直的矩形。进行过量刻蚀将所述槽的形成区域的所述浅槽场氧I刻蚀掉并形成所述槽；所述槽和所述基区3的侧面相接触，所述槽的深度为500埃 1500埃、宽度为0.2微米 0.4微米。步骤九、如图6所示，在形成所述锗硅生长前定义窗口和所述槽后的所述硅衬底的正面淀积厚度为0.05微米 0.2微米的锗硅层6，所述锗硅层6完全填充所述锗硅生长前定义窗口、且填充于所述锗硅生长前定义窗口中的所述锗硅层6为多晶硅结构，采用离子注入工艺对所述锗硅层6进行P型掺杂。所述锗硅层6的工艺和锗硅HBT工艺中的NPN三极管的基极锗硅单晶工艺相同，能同时形成，无需多加光刻版·，具有0.05微米 0.2微米的厚度的锗硅层形成于所述锗硅生长前定义窗口中时，由于所述锗硅生长前定义窗口的宽度较小，锗硅外延生长时形成于所述锗硅生长前定义窗口的锗硅层会受到所述锗硅生长前定义窗口的侧面的所述第一介质层5的影响而全部为多晶娃结构。所述锗硅层6中也能掺入碳杂质。所述锗硅层6的P型杂质的掺杂工艺和锗硅HBT工艺中的NPN三极管的外基区P+注入工艺相同。由于所述锗硅层6多晶硅结构，即使在所述锗硅层6中掺入碳杂质后，P型杂质也能良好的注入到整个锗硅层6中，从而能大大提高锗硅层6中的浓度。在所述锗硅层6上形成第二介质层7。所述第二介质层7能为氧化膜，氮化膜，无定形多晶硅及其该三种膜之间的组合。步骤十、如图7所示，采用光刻刻蚀工艺，将所述有源区外部的所述第二介质层7和所述锗硅层6去除，位于所述有源区上的所述锗硅层6组成发射区6，所述发射区6在所述锗硅生长前定义窗口底部和所述基区3相接触。同时位于所述有源区外部的所述第一介质层5也被去除。步骤十一、如图8所示，在形成所述发射区6后的所述硅衬底的正面淀积多晶硅8，所述多晶硅8将所述槽完全填充，所述第二介质层7将所述发射区6和所述多晶硅8隔离。所述多晶硅8的淀积工艺和锗硅HBT工艺中的NPN三极管的发射极多晶硅淀积工艺相同两者能集成在一块同时形成。步骤十二、如图9所示，对所述多晶硅8进行刻蚀，使所述多晶硅8只保留于所述槽中，采用光刻胶定义图形，对所述槽中的所述多晶硅8进行N型离子注入，由所述槽中且掺入N型杂质的所述多晶硅8形成所述外基区3，所述外基区3和所述基区3在所述基区3的侧面相接触。所述多晶硅8的N型离子注入和锗硅HBT工艺中的NPN三极管的发射极多晶硅N型离子注入工艺相同两者能集成在一块同时形成。步骤十三、如图1所示，在所述赝埋层2顶部的所述浅槽场氧I中形成深孔接触9引出集电极；在所述外基区3的顶部形成金属接触10引出基极；在所述发射区6的顶部形成金属接触10引出发射极。最后形成金属层11将器件引出。如图10和图11所示，分别是TCAD模拟的本发明实施例锗硅HBT工艺中垂直寄生型PNP三极管的输入特性曲线和增益曲线。从中可以看出，由于采用了先进的深孔接触工艺与P型赝埋层直接接触，来引出本器件的集电极，器件的面积与现有技术相比有效的减小了。并且由于引出位置到集电区的距离缩短，加上高掺杂的P型赝埋层，集电极的电阻也随之有效地减小，从而有助与提高器件的频率特性。而其他特性，比如输入特性和电流增益，却不会受影响，电流增益能保持在20以上。以上通过具体实施例对本发明进行了详细的说明，但这些并非构成对本发明的限制。在不脱离本发明原理的情况下，本领域的技术人员还可做出许多变形和改进，这些也应视为本发明的保护范围。
权利要求
1.一种锗硅HBT工艺中垂直寄生型PNP三极管，形成于硅衬底上，有源区由浅槽场氧隔离，其特征在于，包括: 一集电区，由形成于所述有源区中的一 P型离子注入区组成，所述集电区的深度大于或等于所述浅槽场氧的底部深度； 一赝埋层，由形成于所述集电区周侧的所述浅槽场氧底部的P型离子注入区组成，所述赝埋层和所述集电区在所述浅槽场氧底部相接触，在所述赝埋层顶部的所述浅槽场氧中形成有深孔接触并引出集电极； 一基区，由形成于所述有源区中的一 N型离子注入区组成，所述基区位于所述集电区上部并和所述集电区相接触；在所述基区的周侧的所述浅槽场氧中形成一和所述基区相接触的槽，位于所述槽中的所述浅槽场氧都被去除，所述槽的深度小于等于所述基区的深度，在所述槽中填充有多晶硅并在所述多晶硅中掺入了 N型杂质，由掺入N型杂质的所述多晶硅形成外基区，所述外基区和所述基区在所述基区的侧面相接触，在所述外基区上形成有金属接触并引出基极； 一锗硅生长前定义窗口，由形成于所述有源区上方的第一介质层定义而成，所述锗硅生长前定义窗口位于所述有源区的正上方、所述锗硅生长前定义窗口区域的所述第一介质层被去除而将形成于所述有源区中的所述基区露出；所述锗硅生长前定义窗口的尺寸小于所述有源区尺寸、且所述锗硅生长前定义窗口的尺寸为0.1微米 0.3微米；所述锗硅生长前定义窗口的剖面结构呈一上边小于等于底边的正梯形、且该正梯形的底边和侧边的夹角为70度 90度； 一发射区，由填充于所述锗硅生长前定义窗口中且还延伸到所述锗硅生长前定义窗口外侧的所述第一介质层上的且为P型掺杂的锗硅层组成，该锗硅层的厚度为0.05微米 0.2微米并层多晶结构；所述发射区在所述锗硅生长前定义窗口底部和所述基区相接触；在所述发射区顶部形成有金属接触并引出发射极。
2.如权利要求1所述的锗硅HBT工艺中垂直寄生型PNP三极管，其特征在于:所述槽的深度为500埃 1500埃、宽`度为0.2微米 0.4微米。
3.如权利要求1所述的锗硅HBT工艺中垂直寄生型PNP三极管，其特征在于:所述第一介质层为氧化膜，氮化膜，氧化膜和氮化膜的复合膜，氧化膜和氮化膜和多晶硅的复合膜。
4.一种锗硅HBT工艺中垂直寄生型PNP三极管的制作方法，其特征在于，包括如下步骤: 步骤一、采用刻蚀工艺在硅衬底上形成有源区和浅沟槽； 步骤二、在所述浅沟槽底部进行P型离子注入形成赝埋层； 步骤三、在所述浅沟槽中填入氧化硅形成浅槽场氧； 步骤四、在所述有源区进行N型离子注入形成基区；所述基区的深度小于所述浅沟槽的底部深度； 步骤五、在所述有源区中进行P型离子注入形成集电区，所述集电区的深度大于或等于所述浅槽场氧的底部深度，所述集电区的底部延伸到所述浅槽场氧底部并和所述赝埋层形成接触；所述集电区的顶部和所述基区形成接触； 步骤六、在所述有源区和所述浅槽场氧上形成第一介质层； 步骤七、用光刻胶定义图形，所述光刻胶在所述基区和后续要形成的发射区的接触区域处、以及后续要形成的所述槽的区域处形成窗口 ；所述基区和所述发射区的接触区域位于所述有源区上方且小于等于所述有源区的大小，所述槽的形成区域为所述基区周侧的所述浅槽场氧中； 步骤八、采用干法加湿法刻蚀工艺刻蚀所述光刻胶形成的窗口下方的所述第一介质层；刻蚀后，在所述有源区上方形成锗硅生长前定义窗口，所述锗硅生长前定义窗口的尺寸小于所述有源区尺寸、且所述锗硅生长前定义窗口的尺寸为0.1微米 0.3微米；所述锗硅生长前定义窗口的剖面结构呈一上边小于等于底边的正梯形、且该正梯形的底边和侧边的夹角为70度 90度；并进行过量刻蚀将所述槽的形成区域的所述浅槽场氧刻蚀掉并形成所述槽；所述槽和所述基区的侧面相接触，所述槽的深度小于等于所述基区的深度； 步骤九、在形成所述锗硅生长前定义窗口和所述槽后的所述硅衬底的正面淀积厚度为.0.05微米 0.2微米的锗硅层，所述锗硅层完全填充所述锗硅生长前定义窗口、且填充于所述锗硅生长前定义窗口中的所述锗硅层为多晶硅结构，采用离子注入工艺对所述锗硅层进行P型掺杂；在所述锗硅层上形成第二介质层； 步骤十、采用光刻刻蚀工艺，将所述有源区外部的所述第二介质层和所述锗硅层去除，位于所述有源区上方的所述锗硅层组成发射区； 步骤十一、在形成所述发射区后的所述硅衬底的正面淀积多晶硅，所述多晶硅将所述槽完全填充，所述第二介质层将所述发射区和所述多晶硅隔离； 步骤十二、对所述多晶硅进行刻蚀，使所述多晶硅只保留于所述槽中，采用光刻胶定义图形，对所述槽中的所述多晶硅进行N型离子注入，由所述槽中且掺入N型杂质的所述多晶硅形成所述外基区，所述外基区和所述基区在所述基区的侧面相接触； 步骤十三、在所述赝埋层顶部的所述浅槽场氧中形成深孔接触引出集电极；在所述外基区的顶部形成金属接触引出基极；在所述发射区的顶部形成金属接触引出发射极。
5.如权利要求4所述的锗硅HBT工艺中垂直寄生型PNP三极管的制造方法，其特征在于:步骤六中所述第一介质层为氧化膜,氮化膜,氧化膜和氮化膜的复合膜，氧化膜和氮化膜和多晶娃的复合膜，所述第一介质层的厚度为300埃 2000埃。
6.如权利要求4所述的锗硅HBT工艺中垂直寄生型PNP三极管的制造方法，其特征在于:步骤九中所述锗硅层的掺杂工艺采用锗硅HBT工艺中的NPN三极管的外基区P+注入工艺。
7.如权利要求4所述的锗硅HBT工艺中垂直寄生型PNP三极管的制作方法，其特征在于:步骤八中所述槽的深度为500埃 1500埃、宽度为0.2微米 0.4微米。
8.如权利要求4所述的锗硅HBT工艺中垂直寄生型PNP三极管的制造方法，其特征在于:步骤十二中所述外基区的N型离子注入采用锗硅HBT工艺中NPN的发射区多晶硅的N+注入。
9.如权利要求4所述的锗硅HBT工艺中垂直寄生型PNP三极管的制作方法，其特征在于:步骤二中所述赝埋层的P型离子注入的工艺条件为:注入剂量为IeHcnT2 lel6Cm_2、能量为小于15keV、注入杂质为硼或二氟化硼。
10.如权利要求4所述的锗硅HBT工艺中垂直寄生型PNP三极管的制作方法，其特征在于:步骤五中所述集电区的P型离子注入采用锗硅HBT工艺中CMOS P阱注入工艺。
全文摘要
本发明公开了一种锗硅HBT工艺中垂直寄生型PNP三极管，通过采用具有正梯形形状的锗硅生长前定义窗口，能使发射区的锗硅层为多晶结构，从而能提高发射区的掺杂浓度，提高器件的发射效率以及器件的放大系数和增加器件的截止频率。本发明采用了先进的深孔接触工艺和P型赝埋层的工艺，且基区采用侧向连出的结构，能极大地节省有源区的面积，改善器件的寄生效应，减小器件集电极电阻，提高器件的性能。有源区的宽度能够做到0.3微米至0.4微米之间，能使得器件的寄生NPN的放大系数降低。本发明还公开了一种锗硅HBT工艺中垂直寄生型PNP三极管的制作方法，能和锗硅HBT工艺中的NPN三极管的工艺集成，并降低生产成本。
文档编号H01L29/737GK103117301SQ20111036389
公开日2013年5月22日 申请日期2011年11月16日 优先权日2011年11月16日
发明者陈帆, 陈雄斌, 薛恺, 周克然, 潘嘉, 李 昊, 蔡莹, 陈曦 申请人:上海华虹Nec电子有限公司