锗硅异质结双极晶体管结构

摘要

本发明公开一种锗硅异质结双极晶体管结构，为解决现有结构基极和集电极之间高寄生电容的缺陷而设计。本发明锗硅异质结双极晶体管结构中在沿垂直于基片的方向上，外基区下方无集电区，且无与集电极相连的导电层。该结构的加工主要步骤包括：在P型衬底上制作两个沿中心线对称的N+埋层区，生长N-硅层；形成N+Sinker、P-区和隔离环；在集电区内注入N型杂质；淀积介质层和多晶硅；对应集电区开窗口并在其中生长单晶SiGe，窗口外生长多晶SiGe；发射极和集电极处开窗口并淀积N型多晶硅；淀积介质层并设电极。本发明锗硅异质结双极晶体管结构适用于射频性能要求高的器件中，尤其是击穿电压BVceo大于8V的功率器件中。

主权项

一种锗硅异质结双极晶体管结构，其特征在于：所述晶体管结构中在沿垂直于基片的方向上，外基区下方无集电区，且无与集电极相连的导电层； 所述晶体管结构的加工步骤包括： 在P型硅衬底上制作两个独立的N+埋层区，所述两个N+埋层区沿中心线对称； 在衬底和N+埋层区上外延生长N‑硅外延层； 在所述N‑硅外延层上，采用离子注入，对应所述N+埋层区上远离中心线的一端注入N型杂质形成重掺杂，对应外基区位置注入P型杂质，在N+埋层区之外的区域注入P型杂质； 使用高温推进工艺，N‑硅外延层中所注入的N型杂质扩散至所述N+埋层区，形成N+Sinker；外基区位置所注入P型杂质在N‑硅外延层上形成P‑区，所述P‑区与P型硅衬底相连；N+埋层区之外的区域所注入P型杂质使该处的N‑硅外延层全部反型为P型，形成隔离环； 在所得结构的表面上，使用硅局部氧化工艺在对应发射极、集电极和衬底引出电极位置处生成有源区，其余区域生成二氧化硅； 在发射区内选择性离子注入N型杂质； 在所得结构表面上依次淀积介质层和多晶硅层； 在对应选择注入发射区处开窗口后进行SiGe外延，使在窗口内生长出单晶SiGe，在窗口外生长出多晶SiGe； 在所得结构表面上淀积介质层； 在发射极和集电极处的介质层上开窗口，淀积N型多晶硅层，或淀积非掺杂多晶硅并离子注入N型杂质；刻蚀出发射极和集电极多晶硅电极后，自对准离子注入P型杂质，使外基区多晶硅形成P型杂质的重掺杂； 在所得结构表面上淀积介质层，使用快速退火工艺激活离子注入的杂质； 干法刻蚀介质层，在发射极多晶硅两侧和集电极多晶硅两侧获得侧墙后淀积钛金属层，用两步退火法在外基区多晶、发射极多晶和集电极多晶上获得金属硅化物； 在所得结构表面上淀积介质层，在所述介质层上对应基极、发射极和集电极的位置处开设接触孔； 在所述接触孔内淀积金属，加工形成金属电极 ；或； 所述晶体管结构的加工步骤包括： 在P型硅衬底上制作两个独立的N+埋层区，所述两个N+埋层区沿中心线对称； 在衬底和N+埋层区上外延生长N‑硅外延层； 在所述N‑硅外延层上，采用离子注入，对应所述N+埋层区上远离中心线的一端注入N型杂质形成重掺杂，对应外基区位置注入P型杂质，在N+埋层区之外的区域注入P型杂质； 使用高温推进工艺，N‑硅外延层中所注入的N型杂质扩散至所述N+埋层区，形成N+Sinker；外基区位置所注入P型杂质在N‑硅外延层上形成P‑区，所述P‑区与P型硅衬底相连；N+埋层区之外的区域所注入P型杂质使该处的N‑硅外延层全部反型为P型，形成隔离环； 在所得结构的表面上，使用硅局部氧化工艺在对应发射极、集电极和衬底引出电极位置处生成有源区，其余区域生成二氧化硅； 在发射区内选择性离子注入N型杂质； 在所得结构表面上依次淀积介质层和多晶硅层； 在对应选择注入发射区处开窗口后进行SiGe外延，使在窗口内生长出单晶SiGe，在窗口外生长出多晶SiGe； 在所得结构表面上淀积介质层； 在发射极介质层上开窗口，淀积N型多晶硅层，或淀积非掺杂多晶硅并离子注入N型杂质；刻蚀出发射极多晶硅电极后，自对准离子注入P型杂质，使外基区多晶硅形成P型杂质的重掺杂； 在所得结构表面上淀积介质层，使用快速退火工艺激活离子注入的杂质；干法刻蚀介质层，在发射极多晶硅两侧获得侧墙并刻蚀去掉集电极N+Sinker上的介质层后淀积钛金属层，用两步退火法在外基区多晶、发射极多晶和集电极N+Sinker上获得金属硅化物； 在所得结构表面上淀积介质层，在所述介质层上对应基极、发射极和集电极的位置处开设接触孔； 在所述接触孔内淀积金属，加工形成金属电极。