[发明专利]超高压锗硅HBT晶体管器件的结构及制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体集成电路制造领域，特别是涉及超高压锗硅HBT晶体管器件的结构及制备方法。

背景技术

由于现代通信对高频带下高性能、低噪声和低成本的射频组件的需求，传统的硅(Si)材料器件已无法满足性能规格、输出功率和线性度的要求，功率锗硅异质结双极型晶体管(SiGe HBT)则在更高、更宽的频段的功放中发挥重要作用。与砷化镓器件相比，SiGe HBT虽然在频率上还处劣势，但凭着更好的热导率和良好的衬底机械性能，较好地解决了功放的散热问题。此外，SiGe HBT还具有更好的线性度、更高集成度。由于SiGe HBT仍然属于硅基技术，因此和CMOS工艺有良好的兼容性，SiGe BiCMOS工艺为功放与逻辑控制电路的集成提供了极大的便利，也降低了工艺成本。

国际上目前已经广泛采用SiGe HBT作为高频大功率功放器件应用于无线通讯产品，如手机中的功率放大器和低噪声放大器等。为了提高射频功率放大器的输出功率，在器件正常工作范围内，提高工作电流和提高工作电压都是有效的方式。对于锗硅HBT而言，高耐压器件可使电路在相同功率下获得较小电流，从而降低功耗，因而需求广泛，因此，如何在保持器件的特征频率的同时，进一步提高SiGe HBT耐压，越来越成为锗硅HBT器件的研究热点。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种超高压锗硅HBT晶体管器件的结构，它可以在保持SiGe HBT器件特征频率的同时，提高器件的击穿电压。

为解决上述技术问题，本发明的超高压锗硅HBT晶体管器件的结构，包括衬底、两个P埋层、集电区、锗硅基区和发射区；所述集电区两侧分别连接有一个N埋层，该N埋层位于P埋层旁，且该N埋层上连接有一个深阱接触孔；N埋层和P埋层上方有浅沟槽隔离结构，该浅沟槽隔离结构中包含有多晶硅场板，该多晶硅场板通过金属引线与锗硅基区连接；锗硅基区和发射区的电极通过普通接触孔引出。

本发明要解决的另一技术问题是提供上述结构的超高压锗硅HBT晶体管器件的制备方法。

为解决上述技术问题，本发明的超高压锗硅HBT晶体管器件的制备方法，包括以下步骤：

1)通过光刻和离子注入工艺，在衬底上形成N埋层和P埋层；

2)光刻浅槽隔离结构，并依次淀积底部隔离介质和掺杂多晶硅；

3)刻蚀多晶硅，形成多晶硅场板；

4)淀积隔离介质层，将多晶硅场板埋于隔离介质层内部；

5)通过离子注入工艺形成N型掺杂集电区；

6)依次淀积锗硅外延基区和N型掺杂的发射极多晶硅；

7)刻蚀接触孔，引出集电区、基区和发射区的电极。

与传统结构的超高压锗硅HBT晶体管器件相比，本发明具有以下优点和有益效果：

1.本发明弃用了传统超高压锗硅HBT晶体管器件中均匀的N型埋层，只在锗硅HBT有源区两侧的场氧区下面制作N型重掺杂的赝埋层，并通过在场氧区刻蚀深接触孔，直接连接赝埋层，引出集电区，如此就不再需要使用有源区来实现埋层电极的引出，从而极大地缩减了器件的尺寸和面积。

2.本发明通过将集电区划分为轻掺杂区和重掺杂区，将传统HBT的集电区/基区(BC)结的一维耗尽模式改变为既有向衬底方向的纵向展宽，又有向赝埋层方向的横向延伸的二维分部模式，从而提高了BC结之间的结击穿电压，进而提高了HBT器件的击穿电压。

3.本发明引入了基区场板，改善了集电区的电场分布，从而在不改变集电区厚度和掺杂浓度的情况下，提高了超高压锗硅HBT器件的击穿电压。

附图说明

图1是本发明实施例的超高压SiGe HBT器件的结构示意图。

图2是本发明实施例的超高压SiGe HBT器件的制备工艺流程图。

具体实施方式

为对本发明的技术内容、特点与功效有更具体的了解，现结合图示的实施方式，详述如下：

本实施例的超高压锗硅HBT晶体管器件的结构如图1所示，该结构的具体制备工艺步骤如下：

步骤1，利用有源区光刻，在P型衬底上刻蚀出浅槽，然后分别利用N型和P型赝埋层的光罩进行赝埋层的注入，形成N埋层和P埋层，如图2(a)所示。