[发明专利]一种锗硅HBT器件及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体制造领域，特别是涉及一种锗硅HBT器件。本发明还涉及一种锗硅HBT器件的制造方法。

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RF（射频）组件的需求，传统的Si（硅）材料器件无法满足性能规格、输出功率和线性度新的要求，功率SiGe HBT（硅锗异质结双极晶体管）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，虽然在频率上还处劣势，但SiGe HBT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，SiGe HBT还具有更好的线性度、更高集成度；SiGe HBT仍然属于硅基技术，和CMOS（互补金属氧化物半导体）工艺有良好的兼容性，SiGe BiCMOS（硅锗双极互补金属氧化半导体）工艺为功放与逻辑控制电路的集成提供极大的便利，也降低了工艺成本。

国际上目前已经广泛采用SiGe HBT作为LNA（低噪声放大器）的电路元件，用于全球定位系统等信号接收系统的前端放大电路。在这种电路中，高频噪声系数是电路的最关键指标。虽然LNA电路的噪声性能与电路设计的优劣相关，但主要还是由器件本身的噪声特性决定。而提高器件本身的高频噪声性能的重要方式之一就是提高隔离性能。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种对硅衬底噪声具有隔离性能的锗硅HBT器件，该器件与现有锗硅HBT器件相比较能提高锗硅HBT器件自身隔离噪声特性，进而实现LNA电路的良好高频噪声指标。本发明还提供一种锗硅HBT器件的制造方法。

为解决上述技术问题，本发明的锗硅HBT器件，包括：P型硅衬底上形成有集电区，所述集电区两侧形成有赝埋层和场氧，锗硅外延层形成于所述集电区和场氧上方，隔离氧化层（用于定义发射区、基区接触面积）和多晶硅层形成于所述锗硅外延层上方，隔离侧墙形成于锗硅外延层和多晶硅层两侧，所述赝埋层通过深接触孔引出连接金属线，所述锗硅外延层、多晶硅层通过接触孔引出连接金属线；其中，所述P型硅衬底上还形成有一埋层氧化层，该埋层氧化层位于所述集电区下方。

其中，所述埋层氧化层下方具有穿透区，所述集电区和赝埋层之间形成有交叠区，所述交叠区实现赝埋层对集电区的链接。

其中，所述赝埋层部分位于所述埋层氧化层上方，部分位于所述埋层氧化层旁侧，与P型硅衬底具有相邻区域。

其中，所述埋层氧化层厚度为100埃～1000埃。

其中，所述集电区具有砷或磷。

其中，所述赝埋层具有砷或磷。

本发明锗硅HBT器件的制造方法，包括：

（1）在P型硅衬底上注入氧，进行高温退火，在P型硅衬底中形成埋层氧化层；

（2）淀积一二氧化硅层，在所述二氧化硅层上方淀积一氮化硅层，刻蚀形成沟槽；

（3）在所述沟槽底部注入N型离子成赝埋层，再对赝埋层进行热退火处理；

（4）在沟槽进行二氧化硅填充，形成场氧；

（5）进行N型离子注入形成集电区；

（6）采用常规锗硅HBT制作工艺，制作锗硅外延层、隔离氧化层、多晶硅层和隔离侧墙，引出器件发射极、基极和集电极。

实施步骤（1）时，注入氧浓度为1e²¹cm^-3～1e²²cm^-3，形成埋层氧化层厚度为100埃～1000埃。

实施步骤（2）时，淀积二氧化硅层厚度为135埃，淀积氮化硅层厚度为1500埃，以氮化硅作为硬掩膜层刻蚀沟槽。

实施步骤（3）时，注入砷或磷离子，注入剂量为1e¹⁴cm^-2～1e¹⁶cm^-2,注入能量为2KeV～50KeV，热退火处理后形成的赝埋层部分位于所述埋层氧化层位于上方，部分位于所述埋层氧化层旁侧，与P型硅衬底具有相邻区域。

实施步骤（5）时，注入砷或磷，能量为100KeV～350KeV。

本发明的锗硅HBT器件通过在锗硅HBT的硅衬底底部形成一埋层氧化层，该埋层氧化层是在硅衬底中注入适当浓度的氧（1e²¹cm^-3～1e²²cm^-3），在硅衬底的底部形成一层富含氧的区域；然后通过高温热退火，从而在高浓度的有氧区形成了一埋层氧化层。这层埋层氧化层能实现对硅衬底底部噪声的隔离，能提高锗硅HBT器件的噪声隔离性能。

附图说明