[发明专利]单层多晶硅HBT非本征基区的掺杂方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种异质结双极晶体三极管(Heterojunction Bipolar Transistor，HBT)器件的制备工艺，具体涉及一种单层多晶硅HBT非本 征基区的掺杂方法。

背景技术

如图1所示，现有单层多晶硅HBT器件只在发射极采用多晶硅结构， 这种器件工艺简单，但是由于缺少额外的自对准基区多晶硅结构，使其非 本征基区的掺杂遇到困难，通常的非本征基区的掺杂是通过对非本征基区 高浓度离子注入来实现的，具体包括以下步骤：

(1)在衬底1上制备浅槽隔离区2；

(2)在衬底1上通过离子注入形成集电区；

(3)在衬底1表面通过外延生长SiGe的方法形成基区；

(4)在基区上面制备发射极5(发射极的延展区8宽度小于非本征 基区4的范围)；

(5)直接通过高浓度离子注入9实现非本征基区4的掺杂。

这种掺杂方法会对非本征区域产生损伤，这些损伤会增强本征基区的 杂质扩散，使得发射结6的结深难以控制；高浓度的非本征基区杂质的纵 向扩散增加了基区-收集区收集结7的结电容；而且，对杂质向发射极5 的横向扩散的控制也更加困难。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种单层多晶硅HBT非本征基区 的掺杂方法，它可以避免对非本征基区的晶格损伤，进而减弱了这一损伤 对发射区杂质的扩散增强效应。

为了解决以上技术问题，本发明提供了一种单层多晶硅HBT非本征 基区的掺杂方法，包括以下步骤：

(1)在衬底上制备浅槽隔离区；

(2)在衬底上通过离子注入形成集电区；

(3)在衬底表面通过外延生长SiGe的方法形成基区；

(4)在所述基区上面制备发射极，所述发射极的延展区宽度覆盖非 本征基区；

(5)通过离子注入实现多晶硅的高浓度掺杂；

(6)将高浓度掺杂的多晶硅区作为对所述非本征基区掺杂的杂质源， 通过热处理实现对所述非本征基区的掺杂。

本发明的非本征基区的掺杂方法有效避免了对非本征基区的晶格损 伤，进而减弱了这一损伤对发射区杂质的扩散增强效应；减小了非本征基 区向收集区的扩散；基区杂质的横向扩散更易控制。且本发明与现有工艺 具有很好的兼容性。

附图说明

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是现有单层多晶硅HBT非本征基区的掺杂方法；

图2是本发明的单层多晶硅HBT非本征基区的掺杂方法。

其中的附图标记为：1、衬底；2、浅槽隔离区；3、外延多晶硅区； 4、非本征基区；5、发射极；6、发射结；7、收集结；8、发射极延展区； 9、高浓度离子注入。

具体实施方式

如图2所示，本发明的单层多晶硅HBT非本征基区的掺杂方法包括 以下步骤：

(1)在衬底1上制备浅槽隔离区2；

(2)在衬底1上通过离子注入形成集电区；

(3)在衬底1表面通过外延生长SiGe的方法形成基区；

(4)在所述基区上面制备发射极5，发射极延展区8的宽度覆盖非 本征基区4；

(5)在浅槽隔离区2上淀积或生长外延多晶硅区3，并通过高浓度 离子注入9实现多晶硅的高浓度掺杂；

(6)将高浓度掺杂的外延多晶硅区3作为对非本征基区4掺杂的杂 质源，通过热处理实现对非本征基区4的掺杂。

优选地，步骤(5)的高浓度掺杂的杂质浓度范围为1e20cm^-3～5e20 cm^-3。

在HBT外延层的生长过程中，在浅槽隔离区将形成多晶硅，通过控制 发射极延展区的宽度可以保护非本征基区，而仅对多晶硅区进行离子注 入，高浓度掺杂的多晶硅区可以作为对非本征基区掺杂的杂质源，通过热 处理实现非本征区的掺杂。

本发明有效避免了对非本征基区的晶格损伤，进而减弱了这一损伤对 发射区杂质的扩散增强效应；减小了非本征基区向收集区的扩散；基区杂 质的横向扩散更易控制。这一技术除了发射极延展区的制作步骤要保证宽 度覆盖非本征基区以外，只需要常用的半导体集成电路加工设备及常规工 艺，且制备工艺简单，有利于降低工艺复杂性及制造成本。