[发明专利]SiGe HBT工艺中的自隔离型寄生PNP器件的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种半导体器件的制造方法。 

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。硅锗异质结双极晶体管(SiGe HBT)则是超高频器件的很好选择，首先其利用SiGe与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，因此SiGe HBT已经成为超高频器件的主力军。 

常规的SiGe HBT采用高掺杂的集电区埋层，以降低集电区电阻，另外采用深槽隔离降低集电区和衬底之间的寄生电容，改善HBT的频率特性。该器件工艺成熟可靠，但主要缺点有：1、集电区外延成本高；3、深槽隔离工艺复杂，而且成本较高； 

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种SiGe HBT工艺中的自隔离型寄生PNP器件的制造方法，它可以有效减小集电极漏电流，大大改善了器件性能。 

为了解决以上技术问题，本发明提供了一种SiGe HBT工艺中的自隔离型寄 生PNP器件的制造方法，包括以下步骤：步骤一、采用深阱注入与衬底隔离以减小集电区漏电流；步骤二、制作N型和P型赝埋层和掺杂集电区，在浅槽隔离底部高剂量、低能量地注入硼离子或磷离子杂质，经过热处理后杂质的扩散，形成N和P型赝埋层；步骤三、利用P型衬底形成P型集电区，由P型赝埋层通过深接触孔引出；步骤四、硅锗异质结双极晶体管SiGe HBT集电区形成N型基区，由N型赝埋层通过深接触孔引出；步骤五、利用硅锗异质结双极晶体管SiGe HBT外延P型硅锗异质结双极晶体管SiGe基区形成发射区，并由硅锗异质结双极晶体管SiGe HBT基区引出。 

本发明的有益效果在于：深阱自隔离结构可有效减小集电极漏电流，大大改善了器件性能。 

步骤一中深阱注入杂质为磷，注入剂量为1e¹⁴～5e¹⁵cm^-2，注入能量为500kev～3000kev；P阱注入杂质为硼，注入剂量为1e¹²～5e¹³，注入能量为200kev～500kev。 

步骤二中N型和P型赝埋层，PBL通过1e¹⁴～1e¹⁶cm^-2高剂量、小于15keV低能量的P型注入，注入的杂质为硼或氟化硼，作为P型集电区的连接；NBL通过1e¹⁴～1e¹⁶cm^-2高剂量、小于15keV低能量的N型注入，注入的杂质为磷，作为N型基区的连接。 

步骤三中集电区和基区：P型集电区利用P型衬底形成；N型基区由硅锗异质结双极晶体管SiGe HBT集电区形成，注入的杂质为N型的磷或砷，注入剂量为5e¹¹～5e¹³，注入能量为50kev～500kev。 

步骤四中发射区：由硅锗异质结双极晶体管SiGe HBT外延P型SiGe基区形成，注入杂质为硼或氟化硼，注入剂量为5e¹¹～5e¹³，注入能量为50kev～500kev。 

步骤五中集电区、基区和发射区引出：集电区和基区由深接触孔引出，发射区通过硅锗异质结双极晶体管SiGe HBT基区引出。 

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。 

图1是本发明的自隔离型垂直寄生PNP器件结构示意图； 

图2是寄生PNP管工作于正向放大区时输出特性曲线示意图； 

图2(a)是寄生PNP管工作于正向放大区时输出特性曲线示意图； 

图2(b)是未采用深阱自隔离结构的寄生PNP管工作于正向放大区时，集电极电流IC和基极电流IB与基极-发射极电压VBE的关系示意图； 

图3(a)是浅槽刻蚀、赝埋层(Pseudo Buried Layer)注入、浅槽填充之后的器件截面图； 

图3(b)是N型深阱、P阱注入之后的器件截面图； 

图3(c)是SiGe HBT集电区注入之后的器件截面图；