[发明专利]锗硅BiCMOS工艺中的寄生PNP双极晶体管

说明书

技术领域

本发明涉及一种半导体集成电路器件，特别是涉及一种锗硅BiCMOS工艺中的寄生PNP双极晶体管。

背景技术

在射频应用中，需要越来越高的器件特征频率，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，首先其利用锗硅(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SiGe基区的高掺杂，降低基区电阻，提高特征频率；另外SiGe工艺基本与硅工艺相兼容，工艺成本不高。因此SiGe HBT已经成为超高频器件的主力军。

PNP双极晶体管是锗硅BiCMOS(SiGe BiCMOS)工艺中除SiGe NPN HBT之外的另一种重要器件。在常规的SiGe BiCMOS工艺中，PNP是一种横向结构器件，以方便引出P阱形成的集电区。横向PNP晶体管的最大弱点是基区宽度较大，电流增益较小。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种锗硅BiCMOS工艺中的寄生PNP双极晶体管，能大大缩小器件的面积、提高器件的电流放大系统，通过版图更改就能方便的调节器件的击穿电压，器件的制造工艺能和锗硅BiCMOS工艺兼容。

为解决上述技术问题，本发明提供的锗硅BiCMOS工艺中的寄生PNP双极晶体管，形成于P型硅衬底上，有源区由浅槽场氧隔离，所述寄生PNP双极晶体管包括：

一基区，由第一基区和局部基区组成，所述第一基区由形成于所述有源区中的第一N型离子注入区组成，所述第一基区的深度大于所述浅槽场氧底部的深度、且所述第一基区的底部横向延伸进入所述有源区两侧的所述浅槽场氧底部；所述局部基区由形成于所述第一基区的上部区域中的第二N型离子注入区组成，所述局部基区的掺杂浓度大于所述第一基区的掺杂浓度，所述局部基区的深度小于所述浅槽场氧底部的深度。所述第一基区的第一N型离子注入的采用SiGe NPN HBTde N-集电区的形成工艺，工艺条件为：注入剂量为1e12cm^-2～5e14cm^-2、注入能量为50KeV～500KeV、注入窗口宽度大于所述有源区宽度并且所述注入窗口宽度的具体值要保证集电区和基区的PN结的正确形成，所述注入能量的具体值要保证所述第一基区能和所述N型赝埋层及所述P型赝埋层形成良好的接触。所述局部基区的第二N型离子注入的工艺条件为：单次注入或多次注入、总注入剂量为5e12cm^-2～1e14cm^-2、注入能量为10KeV～100KeV、注入窗口宽度小于或等于所述有源区宽度。

一N型赝埋层，由形成于所述有源区第一侧的所述浅槽场氧底部的第三N型离子注入区组成，所述N型赝埋层和所述第一基区形成接触，通过在所述N型赝埋层顶部的所述浅槽场氧中形成的深孔接触引出所述基极。所述N型赝埋层是在所述浅槽场氧形成前在浅槽的底部通过第三N型离子注入形成，所述第三N型离子注入的工艺条件为：注入杂质为砷或磷、注入剂量大于5e14cm^-2、注入能量为1KeV～100KeV。

一集电区，由形成于所述有源区第二侧的所述浅槽场氧底部的P型赝埋层组成，所述P型赝埋层在横向位置上和所述有源区相隔一横向距离、且所述P型赝埋层和所述第一基区的底部横向延伸进入所述浅槽场氧底部的部分相接触，通过调节所述P型赝埋层和所述有源区的横向距离调节所述第一基区的底部宽度从而调节所述寄生PNP双极晶体管的击穿电压，通过在所述P型赝埋层顶部的所述浅槽场氧中形成的深孔接触引出所述集电极。所述集电区的P型赝埋层是在所述浅槽场氧形成前在浅槽的底部通过P型离子注入形成，所述P型赝埋层的P型离子注入的工艺条件为：硼或二氟化硼，注入剂量为1e13cm^-2～1e16cm^-2，注入能量1KeV～100KeV。