[发明专利]一种浅沟槽场板SiGe HBT及其制作方法有效

专利信息
申请号: 202010579501.5 申请日: 2020-06-23
公开(公告)号: CN111883580B 公开(公告)日: 2022-12-20
发明(设计)人: 刘静;史一凡;刘纯 申请(专利权)人: 西安理工大学
主分类号: H01L29/40 分类号: H01L29/40;H01L29/737;H01L21/331
代理公司: 西安弘理专利事务所 61214 代理人: 王丹
地址: 710048 陕*** 国省代码: 陕西;61
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摘要:
搜索关键词: 一种 沟槽 sige hbt 及其 制作方法
【权利要求书】:

1.一种浅沟槽场板SiGe HBT的制作方法,其特征在于:具体包括如下步骤:

步骤1,在p型衬底表面注入As离子形成集电区埋层,掺杂浓度为1e19cm-3-1e20cm-3

步骤2,在衬底上外延生长集电区,集电区材料为n型硅,掺杂杂质为P离子,掺杂浓度为1e17cm-3-1e18cm-3,厚度为0.3μm-0.5μm;

步骤3,在集电区表面淀积掩蔽层,光刻刻蚀掩蔽层,以掩蔽层做掩膜在集电区中刻蚀出浅槽,在该浅槽中,在900℃-1100℃条件下氧化生长15nm衬垫氧化层,在衬垫氧化层上,采用化学气相淀积法填充二氧化硅,并对填充后的氧化层表面进行平坦化处理,去除掩蔽层,形成浅沟槽隔离区,浅槽深0.25μm-0.4μm;

步骤4,在集电区表面淀积掩蔽氧化层,掩蔽氧化层厚度为50nm-100nm;

步骤5,对掩蔽氧化层进行曝光,获得图形化表面;

步骤6,在图形化表面上进行刻蚀,在浅沟槽隔离区的氧化层中形成场板沟槽,在掩蔽氧化层中形成集电区引出端注入窗口;场板沟槽刻蚀深度为0.25μm-0.3μm,场板沟槽刻蚀深度大于集电区引出端刻蚀深度;

步骤7,在集电区引出端窗口注入As离子;

步骤8,在场板沟槽中填充金属铝;填充采用磁控溅射淀积的方法,淀积材料为Al0.99Si0.01,填充的金属铝厚度为0.3μm-1μm,淀积至高于掩蔽氧化层的高度;

步骤9,采用化学机械平坦化工艺对场板中填充的金属铝表面进行平整;

步骤10,刻蚀金属铝场板至与集电区表面相平,形成场板区域,刻蚀后的场板厚度为0.15~0.2μm;

步骤11,去除掩蔽氧化层,在集电区表面分别淀积隔离氧化层、淀积多晶硅外基区,在多晶硅外基区上分别淀积掩蔽氧化层、掩蔽氮化层;多晶硅外基区掺杂杂质为B离子,掺杂浓度为8e19cm-3-1e21cm-3,厚度为0.075μm-0.15μm;

步骤12,光刻刻蚀掩蔽氧化层和掩蔽氮化层、多晶硅外基区、隔离氧化层形成基区窗口,在基于窗口外延生长SiGe基区,SiGe基区包括10-30nm Si缓冲层、40-60nm SiGe层及10-30nm Si帽层,掺杂杂质为B离子,Si缓冲层与Si帽层掺杂浓度为1e17cm-3-1e18cm-3,SiGe层Ge的含量为5%~20%,掺杂浓度为5e18cm-3-5e19cm-3

步骤13,在基区窗口中分别淀积侧墙、淀积多晶硅发射区,多晶硅发射区掺杂杂质为P离子,掺杂浓度为8e19cm-3-1e21cm-3,多晶硅发射区厚度为0.25μm-0.4μm;

步骤14,在多晶硅外基区、多晶硅发射区、集电区引出端表面淀积硅化钛,淀积温度为500℃,淀积厚度为20nm-50nm;

步骤15,在氮气或惰性气体保护下,采用尖峰退火与动态表面退火相结合的方式进行退火,尖峰退火峰值温度为1000℃-1050℃,退火时间为20s;动态表面退火温度为1300℃;

步骤16,淀积引出电极的金属连线。

2.根据权利要求1所述的一种浅沟槽场板SiGe HBT的制作方法制作出的浅沟槽场板SiGe HBT,其特征在于,包括p型衬底,衬底上端设有n型埋层,埋层上端设有集电区,集电区中间隔设有浅沟槽隔离区,浅沟槽隔离区中有场板,集电区上端为p型SiGe基区,SiGe基区上设有n+多晶硅发射区,多晶硅发射区的相对两侧分别设有p+多晶硅外基区,集电区与外基区之间设有隔离氧化层,多晶硅发射区与多晶硅外基区间有侧墙,多晶硅外基区、多晶硅发射区的引出端表面均设有硅化钛。

3.根据权利要求2所述的一种浅沟槽场板SiGe HBT的制作方法制作出的浅沟槽场板SiGe HBT,其特征在于,所述浅沟槽隔离区中引入金属铝场板,场板宽度为0.5μm,场板厚度为0.15~0.2μm。

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