CN103050517A - 一种采用SiGe HBT工艺的寄生PNP器件结构及其制作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种采用SiGe HBT工艺的寄生PNP器件结构的制作方法，包括：在P型衬底刻蚀浅沟槽作隔离；在浅槽底部注入硼离子经过热处理后形成N型赝埋层；在浅槽底部注入磷离子经过热处理后形成P型赝埋层；在P型衬底进行集电区注入；在集电区上方形成外延层；自外延层通过接触孔引出发射极，自N型赝埋层通过深接触孔引出基极，自P型赝埋层通过深接触孔引出集电极。本发明还公开了一种采用SiGe HBT工艺的寄生PNP器件结构。本发明的SiGe HBT采用工艺的寄生PNP器件结构及其制作方法，采用浅槽刻蚀工艺简单，能用作高速、高增益电路中的输出器件。

Description

一种采用SiGe HBT工艺的寄生PNP器件结构及其制作方法
技术领域
本发明涉及半导体集成电路领域，特别是涉及一种采用SiGe HBT工艺的寄生PNP器件结构。本发明还涉及一种SiGe HBT工艺的寄生PNP器件结构的制作方法。 
背景技术
在射频应用中，随着技术的进步需要越来越高的器件特征频率，RFCMOS(射频互补金属氧化层半导体场效晶体管)虽然在先进的工艺技术中可实现较高频率，但还是难以完全满足射频要求，如很难实现40GHz以上的特征频率，要实现40GHz以上的特征频率其先进工艺的研发成本是非常高。化合物半导体能实现非常高的特征频率器件，但由于材料成本高、尺寸小的缺点，加上大多数化合物半导体有毒，限制了其应用。 
SiGe HBT(硅锗异质结双极晶体管)是常用超高频器件的选择。首先，SiGe HBT利用SiGe(硅锗)与Si(硅)的能带差别，提高发射区的载流子注入效率，增大器件的电流放大倍数；其次，SiGe HBT利用SiGe基区的高掺杂，降低基区电阻，提高特征频率；再次SiGe工艺基本与硅工艺相兼容，目前SiGe HBT已经成为超高频器件的主力军。 
常规的SiGe HBT采用高掺杂的集电区埋层，以降低集电区电阻；采用深槽隔离降低集电区和衬底之间的寄生电容，改善HBT(异质结双极晶体管)的频率特性。目前，此种常规的SiGe HBT器件应用广泛，但其具有工艺复 杂，制作成本较高的缺点。 
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种采用SiGe HBT工艺的寄生PNP器件结构，工艺简单，能用作高速、高增益电路中的输出器件。为此，本发明还提供了一种采用SiGe HBT工艺的寄生PNP器件结构的制作方法。 
为解决上述技术问题，本发明的寄生PNP器件结构制作方法，包括： 
(1)在P型衬底刻蚀浅沟槽作隔离； 
(2)在浅槽底部注入硼离子经过热处理后形成N型赝埋层； 
(3)在浅槽底部注入磷离子经过热处理后形成P型赝埋层； 
(4)在P型衬底进行集电区注入； 
(5)在集电区上方形成外延层； 
(6)自外延层通过接触孔引出发射极，自N型赝埋层通过深接触孔引出基极，自P型赝埋层通过深接触孔引出集电极。 
实施步骤(2)时，注入剂量为114cm-2至116cm-2，能量小于15keV的磷离子。 
实施步骤(3)时，注入剂量为114cm-2至116cm-2，能量小于15keV的硼或者BF2。 
实施步骤(4)时，注入剂量为5e11至5e13，能量为50kev至500kev的磷或砷。 
本发明的寄生PNP器件结构，包括：P型衬底，P型衬底上形成有集电区，所述集电区上形成有外延层，发射极通过接触孔自外延层引出； 
其中，所述P型衬底上部具有N型赝埋层连接所述集电区，自N型赝埋层通过深接触孔引出基极；所述P型衬底上部具有P型赝埋层，自P型赝埋层通过深接触孔引出集电极。 
所述P型赝埋层注入硼或者BF2。 
所述N型赝埋层注入磷。 
所述集电区注入磷或砷。 
所述外延层注入为硼或BF2。 
本发明的寄生PNP器件结构及其制作方法采用浅槽刻蚀工艺简单，能用作高速、高增益电路中的输出器件。 
附图说明
下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细的说明： 
图1是本发明器件结构的示意图。 
图2是本发明器件结构的测试曲线示意图。 
图3是本发明制作方法的示意图(一)。 
图4是本发明制作方法的示意图(二)。 
图5是本发明制作方法的示意图(三)。 
图6是本发明制作方法的示意图(四)。 
图7是本发明制作方法的示意图(五)。 
附图标记说明 
1是P型衬底          2是浅槽 
3是P型赝埋层        4是N型赝埋层 
5是集电区           6是外延层 
7是深接触孔         8是接触孔 
9是发射极           10是基极 
11是集电极 
具体实施方式
如图1所示，本发明的器件结构，包括： 
P型衬底1，P型衬底1上形成有集电区5，所述集电区5上形成有外延层6，发射极10通过接触孔8自外延层6引出； 
其中，P型衬底1上部具有N型赝埋层4连接集电区5，自N型赝埋层4通过深接触孔8引出基极11；P型衬底1上部具有P型赝埋层3，自P型赝埋层3通过深接触孔8引出集电极12。 
在P型赝埋层1注入硼，在N型赝埋层4注入磷，在集电区5磷，在外延层6注入硼。 
如图2所示，本发明的器件结构的测试曲线示意图，BETA(电流增益)接近15，BETA在10以上电流跨度达2～3个数量级。 
如图1、图3至图7所示，本发明的制作方法，包括： 
(1)如图3所示，在P型衬底1刻蚀浅沟槽2作隔离； 
(2)如图4所示，在浅槽2底部注入硼离子经过热处理后形成N型赝埋层4； 
(3)如图5所示，在浅槽2底部注入磷离子经过热处理后形成P型赝 埋层3； 
(4)如图6所示，在P型衬底1进行集电区注入； 
(5)如图7所示，在集电区5上方形成外延层6； 
(6)如图1所示，自外延层通过接触孔8引出发射极9，自N型赝埋层4通过深接触孔7引出基极10，自P型赝埋层3通过深接触孔7引出集电极11，形成器件。 
以上通过具体实施方式和实施例对本发明进行了详细的说明，但这些并非构成对本发明的限制。在不脱离本发明原理的情况下，本领域的技术人员还可做出许多变形和改进，这些也应视为本发明的保护范围。 

Claims (9)

1.一种采用SiGe HBT工艺的寄生PNP器件结构的制作方法，其特征是，包括以下步骤：
(1)在P型衬底刻蚀浅沟槽作隔离；
(2)在浅槽底部注入硼离子经过热处理后形成N型赝埋层；
(3)在浅槽底部注入磷离子经过热处理后形成P型赝埋层；
(4)在P型衬底进行集电区注入；
(5)在集电区上方形成外延层；
(6)自外延层通过接触孔引出发射极，自N型赝埋层通过深接触孔引出基极，自P型赝埋层通过深接触孔引出集电极。
2.如权利要求1所述的制作方法，其特征是：步骤(2)中，注入剂量为114cm-2至116cm-2，能量小于15keV的磷离子。
3.如权利要求1所述的制作方法，其特征是：步骤(3)中，注入剂量为114cm-2至116cm-2，能量小于15keV的硼或者氟化硼。
4.如权利要求1所述的制作方法，其特征是：步骤(4)中，注入剂量为5e11至5e13，能量为50kev至500kev的磷或砷。
5.一种采用SiGe HBT工艺的寄生PNP器件结构，包括P型衬底，P型衬底上形成有集电区，所述集电区上形成有外延层，发射极通过接触孔自外延层引出，其特征是：
所述P型衬底上部具有N型赝埋层连接所述集电区，自N型赝埋层通过深接触孔引出基极；所述P型衬底上部具有P型赝埋层，自P型赝埋层通过深接触孔引出集电极。
6.如权利要求5所述的器件结构，其特征是：所述P型赝埋层注入硼或者氟化硼。
7.如权利要求5所述的器件结构，其特征是：所述N型赝埋层注入磷。
8.如权利要求5所述的器件结构，其特征是：集电区注入为磷或砷。
9.如权利要求5所述的器件结构，其特征是：所述外延层注入为硼或氟化硼。
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