[发明专利]BiCMOS工艺中的垂直寄生型PNP器件及制造方法

说明书

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BiCMOS工艺中的垂直寄生型PNP器件，本发明还涉及该BiCMOS工艺中的垂直寄生型PNP器件的制造方法。

背景技术

在射频应用中，需要越来越高的器件特征频率。在BiCMOS工艺技术中，NPN三极管，特别是锗硅异质结三极管(SiGe)或者锗硅碳异质结三极管(SiGeC HBT)则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和截止频率。

现有技术中输出器件能采用垂直型寄生PNP三极管，现有BiCMOS工艺中的垂直寄生型PNP器件的集电极的引出通常先由一形成于浅槽隔离(STI)即浅槽场氧底部的埋层或阱和器件的集电区相接触并将集电区引出到和集电区相邻的另一个有源区中、通过在该另一个有源区中形成金属接触引出集电极。这样的做法是由其器件的垂直结构特点所决定的。其缺点是器件面积大，集电极的连接电阻大。由于现有技术中的集电极的引出要通过一和集电区相邻的另一个有源区来实现、且该另一个有源区和集电区间需要用STI或者其他场氧来隔离，这样就大大限制了器件尺寸的进一步缩小。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种BiCMOS工艺中的垂直寄生型PNP器件，能用作高速、高增益BiCMOS电路中的输出器件，为电路提供多一种器件选择，能在不增加器件面积的情况下、减小PNP管的集电极电阻、提高器件的性能；本发明还提供该BiCMOS工艺中的垂直寄生型PNP器件的制造方法，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BiCMOS工艺中的垂直寄生型PNP器件，形成于硅衬底上，有源区由浅槽场氧隔离，其中所述有源区包括多个，所述垂直寄生型PNP器件包括：

一集电区，在各所述有源区中形成有P型离子注入区，各所述有源区的P型离子注入区深度大于或等于所述浅槽场氧的底部深度并且相互连接，所述集电区由形成于第一有源区中的一P型离子注入区组成。各所述有源区的P型离子注入区的注入杂质为硼，分两步注入实现：第一步注入剂量为1e11cm^-2～5e13cm^-2、注入能量为100keV～300keV；第二步注入剂量为5e11cm^-2～1e13cm^-2、注入能量为30keV～100keV。

一赝埋层，由形成于所述集电区两侧的所述浅槽场氧底部的P型离子注入区组成，所述赝埋层横向延伸进入所述第一有源区并和所述集电区形成接触。所述赝埋层还横向延伸进入第二有源区和第三有源区中并和所述第二有源区和第三有源区中的P型离子注入区形成接触。所述第二有源区和第三有源区为位于所述第一有源区两侧并和所述第一有源区隔离有所述浅槽场氧的所述有源区。通过在所述第二有源区和第三有源区顶部形成金属接触引出集电极。所述赝埋层的P型离子注入的工艺条件为：注入剂量为1e14cm^-2～1e16cm^-2、能量为小于15keV、注入杂质为硼或二氟化硼。在所述第二有源区和第三有源区中还形成有P型重掺杂区，所述P型重掺杂区和所述集电极的金属接触形成欧姆接触。

一基区，由形成于所述集电区上部并和所述集电区相接触的一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100Kev～300Kev、剂量为1e12cm^-2～1e14cm^-2。

一发射区，由形成于所述基区上部并和所述基区相接触的一P型锗硅外延层组成，直接通过一金属接触引出发射极。所述发射区的大小小于所述有源区的大小，所述发射区的大小由第一介质层上形成的基区窗口进行定义，所述第一介质层形成于所述硅衬底上，通过刻蚀部分位于所述硅衬底的所述第一有源区上方的部分所述第一介质层形成所述基区窗口，所述基区窗口位于所述第一有源区上并小于所述第一有源区。所述发射区的P型锗硅外延层采用离子注入工艺进行掺杂，掺杂工艺条件为：注入剂量为5e14cm^-2～5e15cm^-2、能量为小于10keV、注入杂质为硼或二氟化硼。