[发明专利]有赝埋层的锗硅HBT降低集电极电阻的制造方法及器件

说明书

技术领域

本发明涉及半导体集成电路领域，特别涉及一种有赝埋层的锗硅HBT降低集电极电阻的制造方法。本发明还涉及由所述方法制造的器件。

背景技术

常规的锗硅异质结双极型三极管要求在一定的击穿电压下有尽可能高的截止频率。主要影响截止频率的是基区及基区-集电区结形成的耗尽区的渡越时间。截止频率与渡越时间成反比，而渡越时间正比于基区和集电极基极结耗尽区的宽度以及基区和集电区电阻(即集电极基极结RC延迟)。结耗尽区宽度又与发射极到集电极的击穿电压成正比。所以，为在相同的击穿电压下得到更高的截止频率，需要基区宽度较窄。同时，基区的电阻较小，以符合高频要求。

在当前的工艺下，基区的宽度和集电结的宽度已经没有太多改善的空间。基极、发射极和集电极的电阻主要由接触孔(深接触孔)和多晶硅(单晶硅)的接触电阻决定。在接触孔和多晶硅之间夹杂常规的金属硅化物可以极大的减小接触电阻(＜20欧姆/接触孔)，但深接触孔直接和浅沟槽隔离下的单晶硅接触使得接触电阻较大(＞150欧姆/每深接触孔)，影响了射频电路重要性能指标之一截止频率的性能。同时，由于在深接触孔打开的地方会形成一层自然氧化膜，在制作粘结层Ti/TiN的时候额外需要一台金属硅化物制程的湿法刻蚀机台进行单晶硅表面清洗，否则极易发生断路的现象。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种有赝埋层的锗硅HBT降低集电极电阻的制造方法，可用于生产高速、高输出功率增益电路中的功率放大器件，可以降低集电极基极结RC延迟，提高器件工作截止频率，并降低电路断路的风险，提高器件的可靠性；为此，本发明还提供一种由该方法制造的器件。

为解决上述技术问题，本发明的有赝埋层的锗硅HBT降低集电极电阻的制造方法，包括如下步骤：

第1步，在P型硅衬底上形成浅槽；

第2步，在浅槽底部注入N型离子形成N型赝埋层；

第3步，在有源区进行N型离子注入形成集电区；

第4步，外延生长锗硅外延层；

第5步，淀积介质膜层，刻蚀形成发射区窗口，其上淀积发射极多晶硅；

第6步，对发射极多晶硅进行N型离子注入，刻蚀形成发射极，并对锗硅外基区多晶硅进行P型离子注入；

第7步，对注入杂质进行退火激活；

第8步，淀积氧化膜进行反向刻蚀，生成发射极多晶硅侧墙和基极多晶硅侧墙；

第9步，进行深接触孔光刻、干法刻蚀及湿法刻蚀，打开需要生长金属硅化物的区域；

第10步，在浅槽底部深接触孔打开的区域以及锗硅外基区多晶硅上生成金属硅化物，依次淀积氧化硅介质，形成接触孔、深接触孔和金属连线。

其中，第3步中所述集电区的形成包括高速器件的集电区形成和高压器件的集电区形成，由两次离子注入完成，第一次离子注入和第二次离子注入工艺一起共同形成高速器件的集电区；第二次离子注入形成高压器件的集电区。其中高速器件的集电区由形成于浅槽之间有源区内的第一离子注入区加上形成于有源区和浅槽边缘的第二离子注入区组成，高压器件的集电区由形成于有源区和浅槽边缘的第二离子注入区组成，所述第一离子注入区和第二离子注入区均为N型。

进一步地，第5步中所述介质膜层为氧化硅或者氮氧化硅或者氧化硅加氮化硅或者氮氧化硅加氮化硅。

优选的，所述第2步和第3步之间进行高温退火，温度在900～1100℃，退火时间在10～60秒钟。

其中，第7步中退火温度在900～1100℃，退火时间在5～100秒。

本发明还提供所述有赝埋层的锗硅HBT降低集电极电阻的方法制造的器件，有源区由浅槽场氧隔离，包括：

一集电区，由形成于浅槽之间的第一离子注入区和形成于有源区和浅槽边缘的第二离子注入区组成，所述第一离子注入区和第二离子注入区均为N型；

一赝埋层，由形成于有源区两侧的浅槽底部的第三离子注入区组成，所述赝埋层为N型，赝埋层与集电区形成连接；所述赝埋层与浅槽接触处形成有金属硅化物，通过在所述金属硅化物顶部的浅槽形成的深接触孔引出集电区电极；

一基区，包括一本征基区和一外基区，所述本征基区由形成于集电区上部且和集电区接触的P型锗硅外延层组成，所述外基区包括形成于浅槽上部且和本征基区接触的外基区多晶硅、位于外基区多晶硅上部且与其接触的金属硅化物，通过金属硅化物顶部形成的接触孔引出基区电极；

一发射区，由形成于本征基区上部的N型发射极多晶硅组成，并与本征基区形成接触。