[发明专利]锗硅异质结双极型三极管器件的制造方法

权利要求书

1.锗硅异质结双极型三极管器件的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一，在P型硅衬底上形成N型埋层，在所述N型埋层上进行低N-掺杂外延生长；在N型埋层上进行N型离子注入形成第一离子注入区；生长局部氧化层或形成浅沟槽作为隔离区，定义形成基区有源区；生长一牺牲氧化硅层，在所述N型埋层上进行N型离子注入形成第二离子注入区，所述第二离子注入区成为集电极的低电阻底座；

步骤二，湿法刻蚀去除牺牲氧化硅层，对硅片表面进行清洗得到无缺陷的单晶硅表面；

步骤三，生长锗硅外延层，基区有源区和第一离子注入区上的锗硅外延层为单晶硅结构，隔离区上的锗硅外延层为多晶硅结构；所述锗硅外延层分为硅缓冲层、锗硅层和硅帽层，其中锗硅层和硅帽层分别掺杂有硼；所述硅缓冲层的厚度为100～500埃；所述锗硅层的厚度为200～800埃，其中20～300埃掺杂硼，掺杂浓度在2×10¹⁹cm^-3～6×10¹⁹cm^-3；所述硅帽层的厚度为200～500埃，其中掺杂浓度为10¹⁵cm^-3～10¹⁷cm^-3；

步骤四，使用光刻胶遮挡基区有源区和外基区，干法刻蚀去除未被遮挡的部分隔离区的多晶硅结构和第一离子注入区上的单晶硅结构；

步骤五，淀积发射极窗口介质，光刻定义发射极窗口和集电极引出端有源区，干法和湿法刻蚀打开发射极窗口和集电极引出端有源区；

步骤六，清洗硅片表面并淀积N型多晶硅；

步骤七，使用光刻胶遮挡发射极和集电极引出端区，刻蚀去除未遮挡区域的多晶硅和发射极窗口介质，在光刻胶的遮挡下对外基区进行P型离子注入，去除光刻胶，再淀积介质并回刻形成多晶硅侧墙；

步骤八，进行热退火，发射极多晶硅中的杂质激活并扩散形成发射极-基极结，锗硅外延层和集电区的杂质激活并扩散形成基极-集电极结；

步骤九，淀积硅化物合金层，采用接触孔工艺和金属连线工艺对发射极、基极和集电极进行连接。

2.根据权利要求1所述的锗硅异质结双极型三极管器件的制造方法，其特征在于，在步骤一中，所述N型埋层为重掺杂，注入离子为砷，注入能量为30～120keV,剂量为10¹⁵～10¹⁶cm^-2。

3.根据权利要求1所述的锗硅异质结双极型三极管器件的制造方法，其特征在于，在步骤一中，采用炉管进行高温推进，推进温度在1000～1100℃，时间为30～120分钟，然后生长低N-掺杂外延，掺杂杂质是磷，掺杂浓度在2×10¹⁵～5×10¹⁶cm^-3。

4.根据权利要求1所述的锗硅异质结双极型三极管器件的制造方法，其特征在于，在步骤一中，所述第一离子注入区的注入离子是磷，注入能量为80～180keV,剂量为10¹⁵～10¹⁶cm^-2。

5.根据权利要求1所述的锗硅异质结双极型三极管器件的制造方法，其特征在于，在步骤四中，采用20%～50%的过刻蚀进行干刻，所述第一离子注入区的单晶硅刻蚀去除500埃。

6.根据权利要求1所述的锗硅异质结双极型三极管器件的制造方法，其特征在于，在步骤五中，所述发射极窗口介质为氧化硅加氮化硅。

7.根据权利要求1所述的锗硅异质结双极型三极管器件的制造方法，其特征在于，在步骤六中，所述多晶硅为N型重掺杂，掺杂离子为磷和/或砷，浓度大于10²⁰cm^-3。

8.根据权利要求1所述的锗硅异质结双极型三极管器件的制造方法，其特征在于，在步骤六中，清洗硅片表面后且淀积多晶硅前，快速热氧化生长5～10埃的氧化层。

9.根据权利要求1所述的锗硅异质结双极型三极管器件的制造方法，其特征在于，在步骤七中，对外基区进行低能量高剂量的P型离子注入，注入离子是硼或氟化硼，注入能量为5～120keV,注入剂量为10¹⁵～10¹⁶cm^-2。

10.根据权利要求1所述的锗硅异质结双极型三极管器件的制造方法，其特征在于，在步骤八中，热退火的温度为1015℃～1050℃，时间是5～30秒，形成300～500埃且缓变的发射极-基极结。