[发明专利]一种硅基硅锗异质结双极晶体管及其制造方法

权利要求书

1.一种硅基硅锗异质结双极晶体管，其特征在于：该晶体管包括：

N型硅基衬底，为(100)晶面；

N+BL埋层，用于减小串联电阻；

N-集电区；

四氮化三硅应力层，作为集电区应力源；

Si_1-xGe_x应力区，与四氮化三硅应力层形成集电区应力区；

在所述Si_1-xGe_x应力区上形成的Si_1-xGe_x外延基区；

Si_1-xGe_x基区，其中Ge组分为阶梯型分布；

Si_1-xGe_x基区上淀积单晶硅薄层形成的硅帽层；

多晶硅发射区，通过在硅帽层上淀积N型多晶硅作为发射极；

四氮化三硅与二氧化硅应力隔层，为发射区提供应力源；

所述N型硅基衬底、N+BL埋层、N-集电区、Si_1-xGe_x基区、硅帽层和多晶硅发射区从下至上依次设置；所述四氮化三硅应力层位于N+BL埋层与Si_1-xGe_x应力区之间，且与N-集电区接触；所述四氮化三硅与二氧化硅应力隔层设置在发射区两侧。

2.根据权利要求1所述的一种硅基硅锗异质结双极晶体管，其特征在于：通过在所述N+BL埋层和N-集电区内刻蚀并淀积SiGe材料，同时采用应力技术在所述Si_1-xGe_x应力区下方植入四氮化三硅应力层以引入应力，四氮化三硅应力层作为集电区应力源对集电区施加单轴压应力，提升器件频率特性的同时减小集电区应力区最高电场强度提升器件击穿电压；

在所述四氮化三硅与二氧化硅应力隔层中，四氮化三硅作为发射区应力源，施加的应力导致器件的能带结构改变，使得载流子的迁移率提高。

3.根据权利要求1所述的一种硅基硅锗异质结双极晶体管，其特征在于：该晶体管还包括：

在所述N-集电区内离子注入形成的P+连接区，所述P+连接区位于N-集电区与四氮化三硅与二氧化硅应力隔层之间；

在N+BL埋层上形成的N+BL埋层连通区；

以及分别在Si_1-xGe_x外延基区和N+BL埋层连通区上淀积多晶硅形成的多晶硅外延基区和多晶硅集电区。

4.根据权利要求3所述的一种硅基硅锗异质结双极晶体管，其特征在于：该晶体管还包括在多晶硅发射区、多晶硅外延基区以及多晶硅集电区上形成的金属电极。

5.一种制造权利要求1～4中任一项所述的硅基硅锗异质结双极晶体管的方法，其特征在于：该方法具体包括以下步骤：

S1、选取晶面为(100)的单晶N型Si衬底；

S2、衬底上通过离子注入生长N+BL埋层；

S3、在N+BL埋层上通过应力技术形成四氮化三硅应力层；

S4、通过离子注入形成N-集电区；

S5、在基区窗口所对应的集电区的位置通过氧化形成二氧化硅掩蔽层，刻蚀出集电区窗口后进行硼离子注入，并执行快速退火操作以消除晶格损伤，形成P+连接区；

S6、通过离子注入形成N+BL埋层连通区连接N+BL埋层；

S7、光刻四氮化三硅和二氧化硅形成发射区应力侧墙；

S8、在应变基区刻蚀二氧化硅中间区域，并选择性外延Si_1-xGe_x基区；

S9、在Si_1-xGe_x基区上方淀积硅帽层；

S10、在发射区硅帽层上淀积N型多晶硅作为发射极；

S11、在集电区的应力区刻蚀Si并淀积Ge组分为25％的SiGe材料与四氮化三硅应力层形成器件集电区应力区；

S12、光刻集电极、发射极和基极以外的金属，形成电极引线。