專利名稱：一種鍺硅hbt器件及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造領(lǐng)域，特別是涉及ー種鍺硅HBT器件。本發(fā)明還涉及ー種鍺硅HBT器件的制造方法。
背景技術(shù)：
由于現(xiàn)代通信對高頻帶下高性能、低噪聲和低成本的RF (射頻)組件的需求，傳統(tǒng)的Si (硅)材料器件無法滿足性能規(guī)格、輸出功率和線性度新的要求，功率SiGe HBT (硅鍺異質(zhì)結(jié)雙極晶體管)則在更高、更寬的頻段的功放中發(fā)揮重要作用。與神化鎵器件相比，雖然在頻率上還處劣勢，但SiGe HBT憑著更好的熱導(dǎo)率和良好的襯底機械性能，較好地解決了功放的散熱問題，SiGe HBT還具有更好的線性度、更高集成度；SiGe HBT仍然屬于硅基技術(shù)，和CMOS (互補金屬氧化物半導(dǎo)體)エ藝有良好的兼容性，SiGe BiCMOS (硅鍺雙極互補金屬氧化半導(dǎo)體)エ藝為功放與邏輯控制電路的集成提供極大的便利，也降低了エ藝成本。國際上目前已經(jīng)廣泛采用SiGe HBT作為LNA (低噪聲放大器)的電路元件，用于全球定位系統(tǒng)等信號接收系統(tǒng)的前端放大電路。在這種電路中，高頻噪聲系數(shù)是電路的最關(guān)鍵指標。雖然LNA電路的噪聲性能與電路設(shè)計的優(yōu)劣相關(guān)，但主要還是由器件本身的噪聲特性決定。而提高器件本身的高頻噪聲性能的重要方式之一就是提高隔離性能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種對硅襯底噪聲具有隔離性能的鍺硅HBT器件，該器件與現(xiàn)有鍺硅HBT器件相比較能提高鍺硅HBT器件自身隔離噪聲特性，進而實現(xiàn)LNA電路的良好聞頻噪聲指標。本發(fā)明還提供一種錯娃HBT器件的制造方法。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的鍺硅HBT器件，包括P型硅襯底上形成有集電區(qū)，所述集電區(qū)兩側(cè)形成有贗埋層和場氧，鍺硅外延層形成于所述集電區(qū)和場氧上方，隔離氧化層(用于定義發(fā)射區(qū)、基區(qū)接觸面積)和多晶硅層形成于所述鍺硅外延層上方，隔離側(cè)墻形成于鍺硅外延層和多晶硅層兩側(cè)，所述贗埋層通過深接觸孔引出連接金屬線，所述鍺硅外延層、多晶硅層通過接觸孔引出連接金屬線；其中，所述P型硅襯底上還形成有一埋層氧化層，該埋層氧化層位于所述集電區(qū)下方。其中，所述埋層氧化層下方具有穿透區(qū)，所述集電區(qū)和贗埋層之間形成有交疊區(qū)，所述交疊區(qū)實現(xiàn)贗埋層對集電區(qū)的鏈接。其中，所述贗埋層部分位于所述埋層氧化層上方，部分位于所述埋層氧化層旁側(cè)，與P型硅襯底具有相鄰區(qū)域。其中，所述埋層氧化層厚度為100埃 1000埃。其中，所述集電區(qū)具有砷或磷。其中，所述贗埋層具有砷或磷。本發(fā)明鍺硅HBT器件的 制造方法，包括(I)在P型硅襯底上注入氧，進行高溫退火，在P型硅襯底中形成埋層氧化層；
(2)淀積一二氧化硅層，在所述ニ氧化硅層上方淀積ー氮化硅層，刻蝕形成溝槽；(3)在所述溝槽底部注入N型離子成贗埋層，再對贗埋層進行熱退火處理；(4)在溝槽進行ニ氧化硅填充，形成場氧；(5)進行N型離子注入形成集電區(qū)；(6)采用常規(guī)鍺硅HBT制作エ藝，制作鍺硅外延層、隔離氧化層、多晶硅層和隔離側(cè)墻，引出器件發(fā)射極、基極和集電極。實施步驟(I)時，注入氧濃度為Ie21CnT3 le22Cm_3，形成埋層氧化層厚度為100埃 1000埃。實施步驟(2)時，淀積ニ氧化硅層厚度為135埃，淀積氮化硅層厚度為1500埃，以氮化硅作為硬掩膜層刻蝕溝槽。實施步驟(3)時，注入神或磷離子，注入劑量為Ie14CnT2 le16Cm_2，注入能量為2KeV 50KeV，熱退火處理后形成的贗埋層部分位于所述埋層氧化層位于上方，部分位于所述埋層氧化層旁側(cè)，與P型硅襯底具有相鄰區(qū)域。實施步驟(5)時，注入砷或磷，能量為IOOKeV 350KeV。本發(fā)明的鍺硅HBT器件通過在鍺硅HBT的硅襯底底部形成一埋層氧化層，該埋層氧化層是在硅襯底中注入適當(dāng)濃度的氧(le21cm_3 le22cm_3)，在硅襯底的底部形成ー層富含氧的區(qū)域；然后通過高溫?zé)嵬嘶?，從而在高濃度的有氧區(qū)形成了ー埋層氧化層。這層埋層氧化層能實現(xiàn)對硅襯底底部噪聲的隔離，能提高鍺硅HBT器件的噪聲隔離性能。


下面結(jié)合附圖與具體實施方式
對本發(fā)明作進ー步詳細的說明圖1是本發(fā)明鍺硅HBT器件的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本發(fā)明鍺硅HBT器件制造方法的流程圖。圖3是本發(fā)明鍺硅HBT器件制造方法的示意圖一，其顯示步驟(I)所形成的器件結(jié)構(gòu)。圖4是本發(fā)明鍺硅HBT器件制造方法的示意圖ニ，其顯示步驟(2)所形成的器件結(jié)構(gòu)。圖5是本發(fā)明鍺硅HBT器件制造方法的示意圖三，其顯示步驟(3)熱退火處理前所形成的器件結(jié)構(gòu)。圖6是本發(fā)明鍺硅HBT器件制造方法的示意圖四，其顯示步驟(3)熱退火處理后所形成的器件結(jié)構(gòu)。圖7是本發(fā)明鍺硅HBT器件制造方法的示意圖五，其顯示步驟(4)所形成的器件結(jié)構(gòu)。圖8是本發(fā)明鍺硅HBT器件制造方法的示意圖六，其顯示步驟(5)所形成的器件結(jié)構(gòu)。圖9是本發(fā)明鍺硅HBT器件制造方法的示意圖七，其顯示步驟(6)所形成的器件結(jié)構(gòu)。附圖標記說明101是P型硅襯底
102是埋層氧化層201是ニ氧化硅層202是氮化硅層203是溝槽301是贗埋層(熱退火前)401是贗埋層(熱退火后)501是場氧601是集電區(qū)602是穿透區(qū)603是交疊區(qū)701是鍺硅外延層702是隔離氧化層703是多晶硅層801是隔離側(cè)墻802是接觸孔803是深接觸孔804是金屬線
具體實施例方式如圖1所示，本發(fā)明鍺硅HBT器件ー實施例，包括P型硅襯底101上形成有集電區(qū)601，集電區(qū)601兩側(cè)形成有贗埋層401和場氧501，鍺硅外延層701形成于集電區(qū)601和場氧501上方，隔離氧化層702和多晶硅層703形成于鍺硅外延層701上方，隔離氧化層702形成于多晶硅層703兩側(cè)，部分多晶硅層703位于隔離氧化層702上方，隔離側(cè)墻801形成于鍺硅外延層701和多晶硅層703兩側(cè)，隔離側(cè)墻801形成于隔離氧化層702的ー邊旁側(cè)，贗埋層401通過深接觸孔803引出連接金屬線804，鍺硅外延層701、多晶硅層703通過接觸孔802引出連接金屬線804 ;其中，P型硅襯底101上還形成有ー埋層氧化層102，該埋層氧化層102位于集電區(qū)601下方，埋層氧化層102下方具有穿透區(qū)602，交疊區(qū)603形成于贗埋層401和集電區(qū)601之間，贗埋層401部分位于埋層氧化層102上方，贗埋層401部分位于埋層氧化層102旁側(cè)，贗埋層401與P型硅襯底101具有相鄰區(qū)域；本實施例中，埋層氧化層102厚度為100埃 1000埃，集電區(qū)601具有砷或磷，贗埋層401具有神或磷。如圖2所示，本發(fā)明鍺硅HBT器件的制造方法，包括如圖3所示，在P型硅襯底101注入濃度為Ie21CnT3 Ie22CnT3的氧，進行高溫退火，在P型硅襯底101中形成埋層氧化層102，形成埋層氧化層102厚度為100埃 1000埃；如圖4所示，淀積一二氧化硅層201，厚度為135埃，在ニ氧化硅層201上方淀積ー氮化硅層202，刻蝕形成溝槽203 ；如圖5、圖6所示，在溝槽203底部注入砷或磷離子，注入劑量為Ie14CnT2 Ie16Cm-2,注入能量為2KeV 50KeV形成贗埋層301，對贗埋層301進行熱退火處理形成贗埋層401 ;熱退火后所形成贗埋層401部分位于埋層氧化層102位于上方，贗埋層401部分位于埋層氧化層102旁側(cè)，贗埋層401與P型硅襯底101具有相鄰區(qū)域如圖7所示，在溝槽203進行ニ氧化硅填充，形成場氧501 ；如圖8所示，進行注入砷或磷，能量為IOOKeV 350KeV，形成集電區(qū)601，在集電區(qū)601注入過程中由于注入較深，會在集電區(qū)兩側(cè)形成交疊區(qū)603，在埋層氧化層102下方形成穿透區(qū)602 (其為N型離子穿透埋層氧化層形成)；如圖9所示，采用常規(guī)鍺硅HBT制作エ藝，制作鍺硅外延層701、隔離氧化層702、多晶硅層703和隔離側(cè)墻801，將多晶硅層703通過接觸孔802弓丨出連接金屬線804作為發(fā)射極901，將鍺硅外延層701通過接觸孔引出連接金屬線作為基極902，將贗埋層401通過深接觸孔引出連接金屬線作為集電極903，最后形成如圖1所示鍺硅HBT器件。以上通過具體實施方式
和實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，但這些并非構(gòu)成對本發(fā)明的限制。在不脫離本發(fā)明原理的情況下，本領(lǐng)域的技術(shù)人員還可做出許多變形和改迸，這些也應(yīng)視 為本發(fā)明的保護范圍。
權(quán)利要求
1.一種鍺硅HBT器件，包括P型硅襯底上形成有集電區(qū)，所述集電區(qū)兩側(cè)形成有贗埋層和場氧，鍺硅外延層形成于所述集電區(qū)和場氧上方，多晶硅層形成于所述鍺硅外延層上方，隔離側(cè)墻形成于鍺硅外延層和多晶硅層兩側(cè)，所述贗埋層通過深接觸孔引出連接金屬線，所述鍺硅外延層、多晶硅層通過接觸孔引出連接金屬線；其特征是所述P型硅襯底上還形成有一埋層氧化層，該埋層氧化層位于所述集電區(qū)下方。
2.如權(quán)利要求1所述的鍺硅HBT器件，其特征是所述埋層氧化層下方具有穿透區(qū)。
3.如權(quán)利要求1所述的鍺硅HBT器件，其特征是所述集電區(qū)和贗埋層之間形成有交疊區(qū)。
4.如權(quán)利要求1所述的鍺硅HBT器件，其特征是所述贗埋層部分位于所述埋層氧化層上方，部分位于所述埋層氧化層旁側(cè)，與P型硅襯底具有相鄰區(qū)域。
5.如權(quán)利要求1所述的鍺硅HBT器件，其特征是所述埋層氧化層厚度為100埃 1000埃。
6.如權(quán)利要求1所述的鍺硅HBT器件，其特征是所述集電區(qū)具有砷或磷。
7.如權(quán)利要求1所述的鍺硅HBT器件，其特征是所述贗埋層具有砷或磷。
8.一種鍺硅HBT器件的制造方法，包括 (1)在P型硅襯底注入氧，進行高溫退火，在P型硅襯底中形成埋層氧化層； (2)淀積一二氧化硅層，在所述二氧化硅層上方淀積一氮化硅層，刻蝕形成溝槽； (3)在所述溝槽底部注入N型離子形成贗埋層，再對贗埋層進行熱退火處理； (4)在溝槽進行二氧化硅填充，形成場氧； (5)進行N型離子注入形成集電區(qū)； (6)采用常規(guī)鍺硅HBT制作工藝，制作鍺硅外延層、隔離氧化層、多晶硅層和隔離側(cè)墻，引出器件發(fā)射極、基極和集電極。
9.如權(quán)利要求8所述鍺硅HBT器件的制造方法，其特征是實施步驟(I)時，注入氧濃度為 le21Cm -3 le22cm -3。
10.如權(quán)利要求8所述鍺硅HBT器件的制造方法，其特征是實施步驟(I)時，形成埋層氧化層厚度為100埃 1000埃。
11.如權(quán)利要求8所述鍺硅HBT器件的制造方法，其特征是實施步驟(2)時，淀積二氧化硅層厚度為135埃，淀積氮化硅層厚度為1500埃，以氮化硅作為硬掩膜層刻蝕溝槽。
12.如權(quán)利要求8所述鍺硅HBT器件的制造方法，其特征是實施步驟(3)時，注入砷或磷離子，注入劑量為1e14Cm-2 1e16Cm-2注入能量為2KeV 50KeV。
13.如權(quán)利要求12所述鍺硅HBT器件的制造方法，其特征是實施步驟(3)時，熱退火處理后形成的贗埋層部分位于所述埋層氧化層位于上方，部分位于所述埋層氧化層旁側(cè)，與P型硅襯底具有相鄰區(qū)域。
14.如權(quán)利要求8所述鍺硅HBT器件的制造方法，其特征是實施步驟(5)時，注入砷或磷，能量為1OOKeV 350KeV。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種鍺硅HBT器件，包括P型硅襯底上形成有集電區(qū)，所述集電區(qū)兩側(cè)形成有贗埋層和場氧，鍺硅外延層形成于所述集電區(qū)和場氧上方，隔離氧化層和多晶硅層形成于所述鍺硅外延層上方，隔離側(cè)墻形成于鍺硅外延層和多晶硅層兩側(cè)，所述贗埋層通過深接觸孔引出連接金屬線，所述鍺硅外延層、多晶硅層通過接觸孔引出連接金屬線；其中，所述P型硅襯底上還形成有一埋層氧化層。本發(fā)明還公開了一種鍺硅HBT器件的制造方法。本發(fā)明要的鍺硅HBT器件對硅襯底噪聲具有隔離作用，該器件與現(xiàn)有鍺硅HBT器件相比較能提高鍺硅HBT器件自身隔離噪聲特性，進而實現(xiàn)LNA電路的良好高頻噪聲指標。
文檔編號H01L29/06GK103035688SQ20121013989
公開日2013年4月10日 申請日期2012年5月8日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月8日
發(fā)明者劉冬華, 石晶, 段文婷, 錢文生, 胡君 申請人:上海華虹Nec電子有限公司