[发明专利]自对准抬升外基区锗硅异质结双极晶体管及其制备方法

权利要求书

1.一种自对准抬升外基区锗硅异质结双极晶体管，所述晶体管主要包括Si集电区、局部介质区、Si集电区和局部介质区上方的基区低电阻金属硅化物层、单晶锗硅外延基区和多晶锗硅基区、基区低电阻金属硅化物层上方的重掺杂多晶硅抬升外基区、单晶锗硅外延基区上方的重掺杂多晶硅发射区和发射区-基区隔离介质区、发射区-基区隔离介质区围成的发射区窗口下的重掺杂单晶发射区、多晶硅发射区表面上的发射区低电阻金属硅化物层、重掺杂多晶硅抬升外基区上表面的外基区低电阻金属硅化物层、接触孔介质层、发射极金属电极以及基极金属电极；其中，所述发射区-基区隔离介质区由衬垫氧化硅层和氮化硅内侧墙构成，其特征在于：所述基区低电阻金属硅化物层一直延伸至发射区-基区隔离介质区外侧。

2.一种自对准抬升外基区锗硅异质结双极晶体管制备方法，其特征在于，所述方法至少包括下述步骤：

2.1制备第一导电类型的Si外延层，在所得Si外延层中形成局部介质区，Si外延层中未形成局部介质区的部分为Si集电区；

2.2在所得结构上淀积或者溅射第一金属层；

2.3在所得结构上淀积并形成第二导电类型的重掺杂第一多晶硅层；淀积第一氧化硅层；

2.4选择性地先后去掉第一氧化硅层、重掺杂第一多晶硅层和第一金属层的中间部分，露出Si集电区的中间部分；剩余的第一多晶硅层形成多晶硅抬升外基区；

2.5在Si集电区露出的表面上生长第二导电类型的单晶锗硅外延基区，同时在第二导电类型的重掺杂多晶硅抬升外基区和金属层露出的侧面上生长第二导电类型的多晶锗硅基区；

2.6淀积第二氧化硅层；至此形成第一窗口；

2.7在第一窗口内边缘形成氮化硅内侧墙；

2.8去除未被氮化硅内侧墙覆盖的第二氧化硅层，剩余的第二氧化硅层形成衬垫氧化硅层，衬垫氧化硅层和氮化硅内侧墙构成发射区-基区隔离介质区，所述发射区-基区隔离介质区围成发射区窗口，露出单晶锗硅外延基区表面的中间部分；

2.9淀积第二多晶硅层，并将所述第二多晶硅层重掺杂为第一导电类型的第二多晶硅层；

2.10先后将部分第二多晶硅层和部分第一氧化硅层刻蚀掉，形成重掺杂的第一导电类型的多晶硅发射区；

2.11在多晶硅发射区和剩余的第一氧化硅层外侧，淀积第三氧化硅层，然后利用各向异性刻蚀方法形成氧化硅外侧墙；

2.12在所得结构上淀积或溅射第二金属层；

2.13使第一金属层分别与其所接触的部分Si集电区、单晶锗硅外延基区、多晶锗硅基区和重掺杂多晶硅抬升外基区发生硅化反应，形成基区低电阻金属硅化物层；使第二金属层与其所接触的重掺杂多晶硅抬升外基区发生硅化反应形成外基区低电阻金属硅化物层；使第二金属层与其所接触的多晶硅发射区发生硅化反应，形成发射区低电阻金属硅化物层；去除第二金属层与氧化硅外侧墙接触的、未发生硅化反应的部分；使步骤2.10形成的重掺杂的第一导电类型的多晶硅发射区中的杂质通过发射区窗口向下外扩散形成第一导电类型的重掺杂单晶发射区；

2.14淀积接触孔介质层，制备接触孔，引出发射极金属电极和基极金属电极。

3.根据权利要求2所述的自对准抬升外基区锗硅异质结双极晶体管制备方法，其特征在于，步骤2.1中在Si外延层中制备局部介质区的方法为挖槽再填充介质材料或局部氧化。

4.根据权利要求2所述的自对准抬升外基区锗硅异质结双极晶体管制备方法，其特征在于，步骤2.2中第一金属层的材质为钛、钴或镍中的一种，第一金属层的厚度为5nm至500nm之间；步骤2.12中第二金属层的材质为钛、钴或镍中的一种。

5.根据权利要求2所述的自对准抬升外基区锗硅异质结双极晶体管制备方法，其特征在于，步骤2.3中形成第二导电类型的重掺杂第一多晶硅层的方法是利用剂量大于10¹⁴/cm²的离子注入或在第一多晶硅层的淀积过程中进行原位掺杂。

6.根据权利要求2所述的自对准抬升外基区锗硅异质结双极晶体管制备方法，其特征在于，步骤2.6中第二氧化硅层的厚度为5nm至50nm之间。

7.根据权利要求2所述的自对准抬升外基区锗硅异质结双极晶体管制备方法，其特征在于，步骤2.7中氮化硅内侧墙的形成方法是先淀积氮化硅再进行各向异性刻蚀，所述内侧墙的宽度在10nm到500nm之间。