[发明专利]锗硅异质结双极晶体管及制造方法有效
申请号: | 201810024847.1 | 申请日: | 2018-01-11 |
公开(公告)号: | CN108258037B | 公开(公告)日: | 2021-08-24 |
发明(设计)人: | 钱文生 | 申请(专利权)人: | 上海华虹宏力半导体制造有限公司 |
主分类号: | H01L29/737 | 分类号: | H01L29/737;H01L21/331 |
代理公司: | 上海浦一知识产权代理有限公司 31211 | 代理人: | 郭四华 |
地址: | 201203 上海市浦东*** | 国省代码: | 上海;31 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 锗硅异质结 双极晶体管 制造 方法 | ||
1.一种锗硅异质结双极晶体管,形成于P型硅衬底上,有源区由场氧化层隔离,其特征在于,所述锗硅异质结双极晶体管包括:
集电区,包括整体集电区和局部集电区,所述整体集电区由形成于整个所述有源区中的第一N型离子注入区组成;在所述第一N型离子注入区的局部区域中叠加有第二N型离子注入区且由所述第二N型离子注入区和所述第一N型离子注入区叠加形成所述局部集电区;
赝埋层,由形成于所述有源区两侧的场氧化层底部的重掺杂的第三N型离子注入区组成,所述赝埋层和所述整体集电区以及所述局部集电区接触;在所述赝埋层顶部形成有穿过所述场氧化层的深孔接触,通过所述深孔接触将所述集电区连接到由正面金属层组成的集电极;
基区,由形成于所述集电区表面并延伸到所述集电区两侧的所述场氧化层表面的P型锗硅外延层组成,包括一本征基区和一外基区;
发射区,由形成于所述基区上部的N型多晶硅组成,且所述发射区的N型多晶硅分成底部多晶硅和顶部多晶硅,所述底部多晶硅的位置由发射区窗口定义,所述发射区窗口由发射区窗口介质层光刻刻蚀后形成;所述顶部多晶硅叠加在所述底部多晶硅的顶部且会延伸到所述底部多晶硅的两侧,使得所述顶部多晶硅的宽度大于所述底部多晶硅的宽度;
和所述底部多晶硅相接触的所述基区组成所述本征基区,所述本征基区外的所述基区组成所述外基区;
所述底部多晶硅的宽度小于所述有源区的宽度,所述第二离子注入区和所述发射区窗口之间采用相同的光刻图形定义,使得所述底部多晶硅和所述局部集电区之间呈完全对准的结构,从而使所述局部集电区具有尺寸做到最小从而能降低集电区电容的结构;
所述发射区窗口介质层在所述顶部多晶硅刻蚀完成后被去除,所述外基区的掺杂杂质包括由第一P型离子注入区和第二P型离子注入区的叠加杂质,所述第一P型离子注入区在所述发射区窗口介质层去除之后形成,所述第一P型离子注入区采用带倾角的离子注入形成并和所述底部多晶硅的侧面自对准;所述第二P型离子注入采用垂直的离子注入形成并和所述顶部多晶硅的侧面自对准;令横向上位于所述底部多晶硅外且被所述顶部多晶硅覆盖的所述外基区为交叠外基区,和所述底部多晶硅自对准的所述第一P型离子注入区会进入到所述交叠外基区中从而降低基区电阻。
2.如权利要求1所述锗硅异质结双极晶体管,其特征在于:所述场氧化层为浅沟槽隔离场氧化层;
所述赝埋层是在所述场氧化层的浅沟槽形成之后以及氧化层填充之前通过离子注入形成于所述浅沟槽的底部表面;
所述整体集电区是在所述场氧化层的浅沟槽形成之后以及氧化层填充之前通过离子注入形成于所述有源区中。
3.如权利要求1所述锗硅异质结双极晶体管,其特征在于:所述发射区窗口介质层由第一氧化层和第二氮化层叠加形成。
4.如权利要求3所述锗硅异质结双极晶体管,其特征在于:所述第一氧化层为掺硼硅玻璃,所述外基区的掺杂杂质还包括由所述掺硼硅玻璃的硼扩散形成的杂质。
5.如权利要求4所述锗硅异质结双极晶体管,其特征在于:所述掺硼硅玻璃的硼浓度为10%以上。
6.如权利要求1或5所述锗硅异质结双极晶体管,其特征在于:
所述第一P型离子注入区的离子注入的注入杂质为硼,注入能量为1Kev~10Kev,注入剂量为1e15cm-2~5e15cm-2,注入角度为30度~60度;
所述第二P型离子注入区的离子注入的注入杂质为硼,注入能量为1Kev~10Kev,注入剂量为1e15cm-2~5e15cm-2。
7.如权利要求1所述锗硅异质结双极晶体管,其特征在于:在所述外基区的第一P型离子注入区和第二P型离子注入区形成之后,在所述发射区的所述底部多晶硅和所述顶部多晶硅的侧面以及所述基区的侧面都形成有氧化硅侧墙,其中所述底部多晶硅侧面的氧化硅侧墙会将所述交叠外基区的顶部区域完全填充。
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