[发明专利]具有深赝埋层的锗硅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

制作SiGe HBT器件的一个重要环节是制作集电区埋层，以降低基区、集电区、衬底组成寄生器件的电流放大系数，并降低器件的饱和压降。对于重掺杂集电区的高速SiGe HBT器件，对埋层要求不高；但对轻掺杂集电区的高压SiGe HBT器件，埋层则是必不可少的。

请参阅图1，这是现有的锗硅HBT器件的一个示例。其具体结构为：在衬底11中具有沟槽12，沟槽12中填充有介质作为隔离结构。在沟槽12的底部往下均有赝埋层13。在衬底11中、且在两个沟槽12和两个赝埋层13之间的区域是集电区14。在集电区14之上有第一介质15和T型锗硅基区16，第一介质15在T型锗硅基区16的两个肩膀部位下方。在所述隔离结构之上且在第一介质15和T型锗硅基区16的外侧具有侧墙19b。在锗硅基区16之上有第二介质17和T型多晶硅发射极18，第二介质17在T型发射极18的两个肩膀部位下方。在T型锗硅基区16之上且在第二介质17和T型发射极18的外侧具有侧墙19a。硅片表面具有一层第三介质(层间介质)113，其中开设有第一通孔110、第二通孔111和第三通孔112并均填充有金属电极。发射极18与第一通孔110中的电极相接触。锗硅基区16与第二通孔111中的电极相接触。赝埋层13与第三通孔112中的电极相接触。

现有的锗硅HBT器件中，沟槽12的截面形状为倒梯形，即沟槽2开口的宽度大于沟槽2底部的宽度。这种截面形状的沟槽12可以使介质具有较好的填充形，并改善上边角的圆弧化。

图1所示的现有的锗硅HBT的制造方法包括如下步骤：

第1步，在衬底11上刻蚀出倒梯形的沟槽12，例如采用浅槽隔离(STI)工艺；

第2步，制作沟槽12的内侧墙，在沟槽12的底部以离子注入形成赝埋层13，去除浅槽内侧墙；

第3步，以介质填充沟槽12；

第4步，对两个沟槽12之间的衬底11以离子注入形成集电区14；

第5步，淀积第一介质层15，打开基区窗口，外延生长锗硅材料16，并刻蚀形成T形锗硅基区16；

第6步，淀积第二介质层17，打开发射区窗口，淀积多晶硅材料18，刻蚀形成T形多晶硅发射区18；

第7步，淀积介质19，干法刻蚀形成发射区侧墙19a和基区侧墙19b；

第8步，淀积第三介质层即层间介质113，刻蚀第一通孔110、第二通孔111和第三通孔112，分别与发射极18、基区16和赝埋层13相接触。

由于沟槽12是倒梯形形貌，而且沟槽12的内侧墙较薄，这就对形成赝埋层13的离子注入能量带来很大限制。为了避免离子注入穿透沟槽12的内侧墙到达沟槽12的侧壁，必须采用低能量的离子注入，这就很难满足高压SiGe HBT器件的赝埋层13所需的较高能量埋层注入，从而对锗硅HBT器件的性能产生影响。

由于形成赝埋层13的离子注入是低能量的，在两个沟槽12底部所形成的赝埋层13很难实现通过横向扩散在有源区连接。而且还不能采用退火工艺来实现两个赝埋层13的横向互连，因为退火会造成赝埋层13同时向集电区14的表面扩散，影响器件性能。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种具有深赝埋层的锗硅HBT器件，所述深赝埋层用以形成集电区的埋层，也用来与深接触孔相连，引出集电区。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，本发明具有深赝埋层的锗硅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纵向接触的第二赝埋层和第一赝埋层，且第一赝埋层相互之间横向连接。

进一步地，第二赝埋层在横向上相互独立。

进一步地，集电区由两个沟槽中的隔离结构和各个赝埋层所围成。

进一步地，所述沟槽的截面形状为正梯形，即沟槽开口的宽度大于沟槽底部的宽度。

所述具有深赝埋层的锗硅HBT器件的制造方法包括如下步骤：

第1步，在衬底上刻蚀正梯形的沟槽；

第2步，在沟槽的底部通过离子注入工艺形成往下依次接触的第二赝埋层和第一赝埋层，所述第一赝埋层还在横向上相互连接；

第3步，先在沟槽内制作内侧墙，再以介质填充沟槽形成隔离结构；

第4步，对两个沟槽之间的衬底进行离子注入形成集电区；