[发明专利]互补金属氧化物半导体工艺中寄生垂直型PNP管的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种半导体工艺，尤其涉及一种互补金属氧化物半导体（SiGe BiCMOS）工艺中寄生垂直型PNP管的方法。

背景技术

单一BJT电路中已经有很多寄生垂直三极管的制备工艺，然而随着半导体设计与工艺的高速发展要求，如果能集成更多功能的晶体管，并集中了单、双极型器件的优点，才能满足射频芯片越来越多的功能应用需求。SiGe BiCMOS工艺就集合了CMOS和三极管的射频性能而越来越应用于射频电路中。

图1是现有技术中高性能的SiGe异质结NPN管的结构示意图，请参见图1，SiGe BiCMOS工艺器件通常包含CMOS、异质结NPN管和寄生的PNP管，常规寄生的PNP管设计通常采用CMOS的P阱作为PNP管的集电极，异质结NPN管的集电极---N型外延层作为PNP管的基极，而异质结NPN管的基区---P型SiGe外延层作为PNP管的发射极，该寄生的PNP管为横向PNP管，其基区宽度较宽，因此电流放大系数和频率特征较低。

发明内容

本发明公开了一种互补金属氧化物半导体工艺中寄生垂直型PNP管的方法，用以解决现有技术中互补金属氧化物半导体工艺器件通常包含CMOS、异质结NPN管和寄生的PNP管导致的基区宽度较宽，电流放大系数和频率特征较低的问题。

本发明的上述目的是通过以下技术方案实现的：

    一种互补金属氧化物半导体工艺中寄生垂直型PNP管的方法，在一P型硅衬底上形成N型外延层、N型埋层、深沟槽隔离区以及异质结双极晶体管的集电极沟道，其中，包括以下步骤：

    步骤a：在N型埋层的上方进行P型注入，以形成寄生垂直型PNP管的P阱；

    步骤b：对寄生垂直型PNP的基区进行NLDD注入，以形成寄生垂直型PNP的基区；

    步骤c：在P型硅衬底上淀积介电层，刻蚀打开部分覆盖在基区上的介电层，以形成基区窗口，之后，在介电层上生长基区外延层，使介电外延层置于基区窗口的部分与基区相接触；

    步骤d：刻蚀去除部分介电层和基区外延层，仅保留覆盖在基区上且设有基区窗口的部分介电层以及基区外延层；

    步骤e：对寄生垂直型PNP的集电极区域进行P+注入，以形成寄生垂直型PNP的集电极区域；

    步骤f：进行后续的金属硅化物、接触孔、金属连线工艺。

如上所述的互补金属氧化物半导体工艺中寄生垂直型PNP管的方法，其中，步骤c中淀积单层氧化硅层以形成介电层。

如上所述的互补金属氧化物半导体工艺中寄生垂直型PNP管的方法，其中，步骤c中淀积氧化硅和氮化硅两层以形成介电层。

如上所述的互补金属氧化物半导体工艺中寄生垂直型PNP管的方法，其中，步骤d中通过在位掺杂Si、SiGe、SiGec形成基区外延层。

如上所述的互补金属氧化物半导体工艺中寄生垂直型PNP管的方法，其中，步骤e中注入B、BF2或铟进行重掺杂形成寄生垂直型PNP的集电极区域。

如上所述的互补金属氧化物半导体工艺中寄生垂直型PNP管的方法，其中，步骤f中包括：淀积一介质层，介电层覆盖在基区、集电极区域以及覆盖在基区上的残留的介电层和基区外延层上，刻蚀形成止于基极的基极接触孔、止于残留的基区外延层的发射极接触孔、止于集电极区域的集电极接触孔。

如上所述的互补金属氧化物半导体工艺中寄生垂直型PNP管的方法，其中，步骤f中还包括在基极接触孔、发射极接触孔、集电极接触孔内填充金属。

如上所述的互补金属氧化物半导体工艺中寄生垂直型PNP管的方法，其中，步骤a具体为：进行CMOS的N阱和P阱注入，且在进行CMOS的P阱注入时对寄生垂直型PNP管区进行P型注入。

如上所述的互补金属氧化物半导体工艺中寄生垂直型PNP管的方法，其中，步骤b具体为：进行CMOS工艺的闸极多晶硅图形、LDD注入工艺、CMOS侧墙的形成，在CMOS的NLDD同时对寄生垂直型PNP的基区进行NLDD注入，以形成寄生垂直型PNP的基区。

如上所述的互补金属氧化物半导体工艺中寄生垂直型PNP管的方法，其中，步骤b中注入N型的磷或砷进行NLDD。