锗硅功率HBT、其制造方法及锗硅功率HBT多指器件
专利汇可以提供锗硅功率HBT、其制造方法及锗硅功率HBT多指器件专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种锗 硅 功率HBT，由低掺杂N型 外延 工艺制备集电区C，它的底部由重N型掺杂的埋层引出；基区B由重掺杂 硼 的锗硅外延层组成；发射区E由淀积在基区上的介质经 刻蚀 形成窗口，再淀积N型掺杂的 多晶硅 形成；外基区多晶硅下的场 氧 底部通过P型 离子注入 和高温 退火 ，将N型外延转化为P型 单晶硅 。本发明还公开了锗硅功率HBT多指器件，结构采用CBEBE…BEBC或CEBECEBE…CEBEC的形式。本发明还公开一种硅功率HBT的制造方法。本发明P型离子注入区与器件外面的P型离子注入隔离区不连通，极大地降低基极-集 电极 介质电容；多指结构可最佳化大输出功率器件的基极和/或集电极 电阻 ，以及基极-集电极结电容，得到最大输出功率及功率增益。，下面是锗硅功率HBT、其制造方法及锗硅功率HBT多指器件专利的具体信息内容。
1.一种锗硅功率HBT，形成于P型硅衬底上，有源区由场氧隔离，其特征在于，所述HBT包括：
一集电区，由形成于P型硅衬底上的N型埋层、形成于N型埋层上被场氧隔离的N型外延加上第一N型离子注入区和第二N型离子注入区组成；所述第一N型离子注入区位于N型埋层上并处于场氧隔离之间的N型外延中，用于将N型埋层引出到硅表面，所述第二N型离子注入区位于发射极窗口下的N型外延中且与N型埋层连接；所述N型埋层的掺杂浓度大于所述N型外延的掺杂浓度；
一基区，由形成于N型外延上的锗硅外延层组成，其包括一本征基区和一外基区，所述本征基区和集电区形成接触，所述外基区形成于所述场氧上部且用于形成基区电极；所述锗硅外延层包括硅缓冲层、锗硅层和硅帽层，所述锗硅层和硅帽层分别掺杂有硼，且锗硅层的掺杂浓度大于硅帽层的掺杂浓度；
一发射区，由形成于本征基区上部的多晶硅组成，并和本征基区形成接触，所述发射极多晶硅中进行N型离子注入退火后形成发射极-基极结；
距N型埋层的外围0.5～5微米处形成有P型离子注入隔离区，所述P型离子注入隔离区位于场氧的下方且与场氧和P型硅衬底连接；位于基极下的场氧底部的N型外延中形成有一P型离子注入区。
2.根据权利要求1所述的锗硅功率HBT，其特征在于，所述N型埋层的注入离子为砷，
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注入剂量为10 cm ～10 cm ，注入能量为50keV～100keV。
3.根据权利要求1所述的锗硅功率HBT，其特征在于，所述N型外延的掺杂浓度为
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10 cm ～10 cm ，厚度为0.8μm～2μm。
4.根据权利要求1所述的锗硅功率HBT，其特征在于，所述第一N型离子注入区的注入
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离子为磷，注入剂量为10 cm ～10 cm ，注入能量为50keV～100keV。
5.根据权利要求1所述的锗硅功率HBT，其特征在于，所述场氧的氧化层厚度为
5000～15000埃。
6.根据权利要求1所述的锗硅功率HBT，其特征在于，所述硅缓冲层的厚度为100～
300埃；所述锗硅层的厚度为400～800埃，其中100～300埃掺杂硼，掺杂浓度在
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2×10 cm ～6×10 cm ；所述硅帽层的厚度为300～500埃，其中掺杂浓度为10 cm ～
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10 cm 。
7.一种锗硅功率HBT的制造方法，其特征在于，包括如下步骤：
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步骤一，在P型硅衬底上进行剂量为10 cm ～10 cm 、能量为50keV～100keV的N型离子注入，再进行高温退火，温度在1050℃～1150℃之间，退火时间在60分钟以上，形成N型埋层；
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步骤二，在N型埋层上生长厚度为0.8μm～2μm、掺杂浓度为10 cm ～10 cm 的低掺杂N型外延；
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步骤三，在N型埋层上的N型外延层中注入剂量为10 cm ～10 cm 、能量为50keV～
100keV的N型离子，形成第一N型离子注入区；
步骤四，在器件外围距N型埋层0.5～5微米用于形成场氧的位置形成P型离子注入隔离区，在外基区用于形成场氧处的下方N型外延中形成有一P型离子注入区；
步骤五，进行热氧化形成场氧隔离，氧化层厚度在5000～15000埃；
步骤六，在场氧隔离之间的N型外延中进行选择N型离子注入，形成低电阻底座的第二N型离子注入区；
步骤七，淀积氧化硅和多晶硅，打开需长单晶的区域，用外延法生长锗硅外延层，该锗硅外延层分为硅缓冲层、锗硅层和硅帽层，其中锗硅层和硅帽层分别掺杂有硼；所述硅缓冲层的厚度为100～300埃；所述锗硅层的厚度为400～800埃，其中100～300埃掺杂硼，
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掺杂浓度在2×10 cm ～6×10 cm ；所述硅帽层的厚度为300～500埃，其中掺杂浓度为
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10 cm ～10 cm ；
步骤八，在锗硅外延层上淀积介质膜，刻蚀形成发射区窗口；所述介质膜为氧化硅，或氮化硅，或者氧化硅加氮化硅，或者氮氧化硅加氮化硅；
步骤九，在有氧环境下快速退火形成5～10埃的氧化硅层，然后淀积在位掺杂多晶硅，并先后离子注入磷和砷，通过光刻刻蚀形成多晶硅发射极，并进行自对准发射极多晶硅的外基区P型离子注入；
步骤十，进行退火推进，温度为900～1100℃，时间为10～100秒，将发射极多晶硅中的磷和砷推过硅帽层后进入本征基区，形成深度在300～500埃的发射极-基极结；
步骤十一，淀积硅化物合金层，采用接触孔工艺和金属连线工艺对发射极、基极和集电极进行连接。
8.一种锗硅功率HBT的多指器件，由多个锗硅异质结双极晶体管单管组成，其特征在于，
所述多指器件包括两个集电极，所述集电极分别位于多指器件的最外侧，两个集电极内侧包括至少两个发射极，每个发射极的两侧各有一个基极；
所述多指器件的单管结构包括：
一集电区，由形成于P型硅衬底上的N型埋层、形成于N型埋层上被场氧隔离的N型外延加上第一N型离子注入区和第二N型离子注入区组成；所述第一N型离子注入区位于N型埋层上的N型外延中并和所述N型埋层连接形成低电阻通道，所述第二N型离子注入区位于发射极窗口下的N型外延中且与N型埋层连接；所述N型埋层的掺杂浓度大于所述N型外延的掺杂浓度；
一基区，由形成于N型外延上的锗硅外延层组成，其包括一本征基区和一外基区，所述本征基区和集电区形成接触，所述外基区形成于所述场氧上部且用于形成基区电极；所述锗硅外延层包括硅缓冲层、锗硅层和硅帽层，所述锗硅层和硅帽层分别掺杂有硼，且锗硅层的掺杂浓度大于硅帽层的掺杂浓度；
一发射区，由形成于本征基区上部的多晶硅组成，并和本征基区形成接触，所述发射极多晶硅中进行N型离子注入退火后形成发射极-基极结；
所述多指器件基极下的场氧底部的N型外延中形成有一P型离子注入区，所述P型离子注入区、第一N型离子注入区和第二N型离子注入区通过连续的N型埋层连接；距N型埋层的外围0.5～5微米处形成有P型离子注入隔离区，所述P型离子注入隔离区位于场氧的下方且与场氧和P型硅衬底连接；所述P型离子注入区和P型离子注入隔离区相互隔离。
9.一种锗硅功率HBT的多指器件，由多个锗硅异质结双极晶体管单管组成，其特征在于：
所述多指器件包括至少两个集电极，相邻的两个集电极之间包括一个基极和两个发射极，所述基极位于发射极的中间，多指器件的最外侧为集电极；
所述多指器件的单管结构包括：
一集电区，由形成于P型硅衬底上的N型埋层、形成于N型埋层上被场氧隔离的N型外延加上第一N型离子注入区和第二N型离子注入区组成；所述第一N型离子注入区位于N型埋层上的N型外延中并和所述N型埋层连接形成低电阻通道，所述第二N型离子注入区位于发射极窗口下的N型外延中且与N型埋层连接；所述N型埋层的掺杂浓度大于所述N型外延的掺杂浓度；
一基区，由形成于N型外延上的锗硅外延层组成，其包括一本征基区和一外基区，所述本征基区和集电区形成接触，所述外基区形成于所述场氧上部且用于形成基区电极；所述锗硅外延层包括硅缓冲层、锗硅层和硅帽层，所述锗硅层和硅帽层分别掺杂有硼，且锗硅层的掺杂浓度大于硅帽层的掺杂浓度；
一发射区，由形成于本征基区上部的多晶硅组成，并和本征基区形成接触，所述发射极多晶硅中进行N型离子注入退火后形成发射极-基极结；
所述多指器件基极下的场氧底部的N型外延中形成有一P型离子注入区，所述P型离子注入区、第一N型离子注入区和第二N型离子注入区通过连续的N型埋层连接；距N型埋层的外围0.5～5微米处形成有P型离子注入隔离区，所述P型离子注入隔离区位于场氧的下方且与场氧和P型硅衬底连接；所述P型离子注入区和P型离子注入隔离区相互隔离。
10.一种锗硅功率HBT的多指器件，由多个锗硅异质结双极晶体管单管组成，其特征在于：
所述多指器件包括至少两个集电极，相邻的两个集电极之间包括一个基极和两个发射极，所述基极位于发射极的中间，多指器件的最外侧为集电极；
所述多指器件的单管结构包括：
一集电区，由形成于P型硅衬底上的N型埋层、形成于N型埋层上被场氧隔离的N型外延加上第一N型离子注入区和第二N型离子注入区组成；所述第一N型离子注入区位于N型埋层上的N型外延中并和所述N型埋层连接形成低电阻通道，所述第二N型离子注入区位于发射极窗口下的N型外延中且与N型埋层连接；所述N型埋层的掺杂浓度大于所述N型外延的掺杂浓度；
一基区，由形成于N型外延上的锗硅外延层组成，其包括一本征基区和一外基区，所述本征基区和集电区形成接触，所述外基区形成于所述场氧上部且用于形成基区电极；所述锗硅外延层包括硅缓冲层、锗硅层和硅帽层，所述锗硅层和硅帽层分别掺杂有硼，且锗硅层的掺杂浓度大于硅帽层的掺杂浓度；
一发射区，由形成于本征基区上部的多晶硅组成，并和本征基区形成接触，所述发射极多晶硅中进行N型离子注入退火后形成发射极-基极结；
所述多指器件基极下的场氧底部的N型外延中形成有与P型硅衬底连接的P型离子注入区；距N型埋层的外围0.5～5微米处形成有P型离子注入隔离区，所述P型离子注入隔离区位于场氧的下方且与场氧和P型硅衬底接触；P型离子注入区之间的第一N型离子注入区和第二N型离子注入区、P型离子注入区和P型离子注入隔离区之间的第一N型离子注入区和第二N型离子注入区分别通过非连续的N型埋层连接；所述P型离子注入区和P型离子注入隔离区不连通。
锗硅功率HBT、其制造方法及锗硅功率HBT多指器件
技术领域
背景技术
发明内容
硼，掺杂浓度在2×10 cm ～6×10 cm ；所述硅帽层的厚度为300～500埃，其中掺杂浓
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度为10 cm ～10 cm ；
具体实施方式
60分钟以上，形成低电阻的N型埋层2通道，注入离子最好是砷，它足够重可防止在后续的退火工艺中进一步扩散，又不会对硅基产生显著的损伤；
掺杂浓度在10 cm ～10 cm ；
为400～800埃，其中100～300埃掺硼，掺杂浓度在2×10 cm ～6×10 cm ，硅帽层为
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300～500埃，硼掺杂浓度在10 cm ～10 cm ，高硼掺杂浓度区必须与硅帽层位置恰当，保证热退火形成合适的发射极-基极结，如图2所示；
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