[发明专利]锗硅HBT器件及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种HBT(Heterojunction bipolar transistor，异质结双极型晶体管)器件，特别是涉及一种锗硅(SiGe)HBT器件。

背景技术

在射频芯片的设计中，根据芯片功能的需要，有时需要集成不同工作电压、不同特征频率(即截止频率)的锗硅HBT。例如在射频收发器(RF Transceiver)芯片上，其中的功率放大器需要用到高压锗硅HBT器件，以达到高功率输出的需要；同一芯片上的低噪声放大器则需要用到标准的锗硅HBT或高速锗硅HBT，以满足低噪声系数的需要。

面对芯片上同时集成不同工作电压的锗硅HBT器件的情况，目前的做法是：在制作时采用不同的集电区掺杂浓度，来实现具有不同击穿电压的锗硅HBT器件。击穿电压不同，也就实现了工作电压不同。不同特征频率的锗硅HBT器件也是通过采用不同的集电区掺杂浓度来实现的。

这种做法需要对工作电压不同的锗硅HBT器件采用不同的光刻掩模版，以便在集电区离子注入时实现不同的掺杂浓度。有多少种工作电压的锗硅HBT器件，就需要进行多少次光刻和离子注入的工艺，工艺步骤复杂且工艺成本高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种击穿电压可调的锗硅HBT器件结构，这种调整并不是由某一部分结构的掺杂浓度不同来实现的，而是由某些结构之间的距离来实现的。为此，本发明还要提供所述锗硅HBT器件的制造方法。

为解决上述技术问题，本发明锗硅HBT器件包括有位于沟槽中的隔离结构，所述隔离结构往下在衬底中依次形成有三个以上纵向接触的赝埋层，其中：最下方的赝埋层相互之间横向连接，最上方的赝埋层与所述隔离结构相接触且通过接触孔中的电极引出作为集电极，其余赝埋层则连接最下方和最上方的赝埋层。

优选地，除最下方的赝埋层以外，其余赝埋层在横向上相互独立。

为了便于形成沟槽底部往下的三个以上的赝埋层，优选地，所述沟槽的截面形状为正梯形，即沟槽顶部开口的宽度小于沟槽底部的宽度。

本发明锗硅HBT器件的制造方法包括如下步骤：

第1步，在衬底上刻蚀沟槽；

第2步，在沟槽底部进行多次不同能量的离子注入，形成从沟槽底部往下依次接触的三个以上的赝埋层，最下方的赝埋层还在横向上相互连接；

第3步，以介质填充沟槽形成隔离结构，并对两个沟槽之间的衬底进行离子注入形成集电区；

第4步，在硅片表面淀积第一介质并刻蚀出基区开口，接着在硅片表面淀积一层锗硅材料并刻蚀，仅保留集电区之上的锗硅材料和第一介质；

第5步，在硅片表面淀积第二介质并刻蚀出发射极窗口，接着在硅片表面淀积一层多晶硅并刻蚀，仅保留所述基区开口区域之上的多晶硅和第二介质，最后形成侧墙；

第6步，在硅片表面淀积第三介质并进行抛光，接着在第三介质中刻蚀通孔，包括与发射极相接触的第一通孔、与锗硅基区相接触的第二通孔、以及与第三赝埋层相接触的第三通孔，最后以金属填充这些通孔。

优选地，所述方法第2步中，按照从下往上的顺序依次形成各个纵向相互接触的赝埋层。

本发明锗硅HBT器件以沟槽底部的纵向连接的三个以上的赝埋层代替现有锗硅HBT器件的集电区下的埋层，利用深孔(即第三通孔)穿过沟槽中的隔离结构连接最上方的赝埋层。通过调节最上方的赝埋层与有源区的距离(即与集电区的中间凸起之间的距离，又即与沟槽底部内侧一角的距离)决定锗硅HBT器件的击穿电压和特征频率，实现具有不同击穿电压的锗硅HBT器件，满足芯片的设计需要。

本发明锗硅HBT器件的制造方法，是通过多次不同能量的赝埋层离子注入，形成三个以上的赝埋层。其中最下方的赝埋层横向互连且在集电区以下，用来满足深孔(第三通孔)欧姆接触所需的重掺杂集电区引出端。这无须增加额外的光刻，也无须额外的光刻掩膜版，不仅简化了工艺，而且降低了成本。

附图说明

图1是本发明锗硅HBT器件的结构图；

图2a～图2e是本发明锗硅HBT器件的制造方法的各步骤示意图。

图中附图标记说明：

1为衬底；2为沟槽；3为内侧墙；4为第一赝埋层；5为第二赝埋层；6为第三赝埋层；7为集电区；8为介质；9为基区；10为介质；11为发射极；12为第一通孔；13为第二通孔；14为第三通孔；29a、29b为侧墙；30为层间介质。

具体实施方式