SiGeHBT及其制造方法与流程

本公开涉及sige异质结双极晶体管(hbt)及其制造方法。

背景技术：

1、为了提供外界(或集成装置的其它部分)与sige异质结双极晶体管的本征基极区之间的电连接，通常借助于层组合来提供导电路径，所述层组合中的一个层与hbt的sige本征基极层直接接触。具体地，层组合可包括沉积或生长在sige本征基极层上作为层堆叠的一部分的硅上覆层，以及所谓的“多晶硅基底层”。对于高性能装置，希望导电路径的电阻相对较低。

技术实现思路

1、根据本公开的一个方面，提供一种制造sige异质结晶体管装置的方法，所述方法包括一系列步骤，所述步骤包括：预先(2010)处理步骤；将包括sige的层堆叠(110)和第一氧化物层(216)至少沉积(2020)在装置区上；将至少牺牲层(318)沉积(2022)在所述装置区上方；将第一电介质层(120)沉积(2024)在所述牺牲层上方；图案化(2026)光致抗蚀剂层，且通过所述光致抗蚀剂层中的开口在所述第一电介质层(120)和所述牺牲层(318)中蚀刻窗口(140)；将包括氧化物层(130)和氮化物层(132)的电介质间隔物沉积(2028)在所述窗口的侧壁和所述窗口的底部的一部分上；将单晶硅发射极层(142)沉积(2030)在所述窗口的所述底部中，以及将多晶硅发射极接触层(144)沉积(2030)在所述电介质间隔物和所述硅发射极层上方；将保护性电介质层(646、848)沉积(2034)在所述硅发射极层上方，由此填充所述窗口，并且包围所述硅发射极接触层；移除(2036)所述牺牲层(318)；移除(2038)所述第一氧化物层(216)；外延生长(2040)硅层(218)；移除(2042)所述保护性电介质层；以及后续(2044)处理步骤。通过使用牺牲层代替常规基极接触层，且用稍后生长的外延硅(218)层替换牺牲层以充当基极接触层，有可能相对于使用常规基极接触层减小基极接触层和到hbt的本征基极的总导电路径的电阻。

2、根据一个或多个实施例，牺牲层是多晶硅层(318)。

3、根据一个或多个实施例，牺牲层上方的电介质层包括氮化物层(120)。

4、根据一个或多个其它实施例，牺牲层是氮化物层(1418)，且牺牲层上方的电介质层是氧化物层(1420)。

5、根据一个或多个实施例，保护性电介质层是氧化物层(646、848)。

6、根据一个或多个实施例，保护性电介质层在两个阶段中沉积，两个阶段之间有图案化蚀刻且两个阶段之后是非图案化蚀刻，其中第一阶段提供氧化物(646)以保护窗口和硅发射极接触层的顶部，且第二阶段提供氧化物(848)以保护硅发射极接触层的外侧壁和第一电介质层(120)的侧壁。通过使用两个阶段，可为硅发射极接触层的顶部和暴露侧边缘两者提供保护。

7、根据一个或多个其它实施例，保护性电介质层是氮化物层(1548)。在一个或多个此类实施例中，保护性电介质层通过等离子体增强式化学气相沉积(pecvd)沉积。

8、根据一个或多个实施例，第一电介质层是lpcvd氮化物层。

9、根据一个或多个实施例，将包括氧化物层和氮化物层的电介质间隔物沉积在窗口的侧壁和窗口的底部的一部分上的步骤包括沉积包括氧化物-氮化物-氧化物ono堆叠的层堆叠，以及随后蚀刻暴露的氧化物层。

10、根据本公开的第二方面，提供一种sige异质结双极晶体管hbt(200)，包括发射极、基极和集电极，其中：所述集电极包括n掺杂植入区(160)；所述基极包括p掺杂sige层，在至少包括所述p掺杂sige层且具有上表面(210)的层堆叠(110)内，所述层堆叠位于所述集电极上方且与所述集电极直接接触；所述发射极包括n掺杂单晶硅发射极(142)，所述n掺杂单晶硅发射极位于所述层堆叠的所述上表面的第一区域上方且与所述第一区域直接接触；其中所述hbt另外包括：外延硅层(218)，所述外延硅层位于所述层堆叠的所述上表面的第二区域上方且与所述第二区域直接接触，且用于提供与所述基极的电连接；多晶硅发射极接触层(144)，所述多晶硅发射极接触层用于提供与所述发射极的电连接；氧化物层(216)，所述氧化物层位于所述层堆叠的所述上表面的在所述第一区域与所述第二区域之间的第三区域上方且与所述第三区域直接接触，其中所述氧化物层和所述n掺杂单晶硅发射极位于所述外延硅层中的窗口内，其中所述窗口具有侧壁；电介质间隔物(132)，所述电介质间隔物位于所述窗口的所述侧壁上和所述氧化物层上方，且提供所述外延硅层与所述多晶硅层之间的电隔离；其中所述外延硅层在所述窗口的所述侧壁上的所述电介质间隔物下方延伸。

11、所述hbt可另外包括另一电介质层(120)，所述另一电介质层位于外延硅层上方且形成窗口的侧壁的上部部分，且通过另一氧化物层(130)与电介质间隔物的上部部分分离。

12、根据一个或多个实施例，外延硅层向上延伸以填充另一氧化物层下方、电介质间隔物与另一电介质层之间的间隙。

13、根据一个或多个实施例，至少包括p掺杂sige层的层堆叠另外包括sige层上方的硅层，其中sige层上方的硅层进行p掺杂以用于提供基极与外延硅层之间的电连接。

14、根据一个或多个实施例，sige层上方的硅层的掺杂程度是均匀的，且在1e19到1e21 cm-3的范围内。根据一个或多个实施例，外延硅层的掺杂程度是均匀的，且在1e19-1e21 cm-3的范围内。这种掺杂程度可有助于来自hbt的本征基极的低电阻路径。根据一个或多个实施例，装置在氧化物层与外延硅层之间不含任何空隙。避免氧化物层与外延硅层之间的空隙可有助于减小来自hbt的本征基极的电路径的电阻。

15、根据一个或多个实施例，多晶硅层比另一电介质层从窗口横向延伸得更远。根据一个或多个实施例，电介质层和另一电介质层中的至少一者包括氮化硅材料。

技术特征：

1.一种sige异质结双极晶体管hbt(200)，包括发射极、基极和集电极，其特征在于：

2.根据权利要求1所述的sige hbt，其特征在于，另外包括

3.根据权利要求2所述的sige hbt，其特征在于

4.根据在前的任一项权利要求所述的sige hbt，其特征在于

5.根据权利要求4所述的sige hbt，其特征在于

6.根据在前的任一项权利要求所述的sige hbt，其特征在于

7.根据在前的任一项权利要求所述的sige hbt，其特征在于

8.根据在前的任一项权利要求所述的sige hbt，其特征在于

9.根据在前的任一项权利要求所述的sige hbt，其特征在于

10.一种制造sige异质结晶体管装置的方法，其特征在于，所述方法包括一系列步骤，所述步骤包括：

技术总结公开了一种SiGe HBT及其制造方法，所述SiGe HBT包括：n掺杂掩埋集电极；p掺杂SiGe基极层，在层堆叠内，所述层堆叠位于所述集电极上方且与所述集电极直接接触；n掺杂单晶硅发射极；位于所述层堆叠的第二区域上方的外延硅基极接触层；多晶硅发射极接触层；位于所述层堆叠的在第一区域与所述第二区域之间的第三区域上方的氧化物层，其中所述氧化物层和所述n掺杂单晶硅发射极位于所述外延硅层中的窗口内，所述窗口具有侧壁；位于所述窗口的所述侧壁上和所述氧化物层上方且提供所述外延硅层与所述多晶硅层之间的电隔离的电介质间隔物；在所述窗口的所述侧壁上的所述电介质间隔物下方延伸的所述外延硅层。技术研发人员：约翰内斯·J·T·M·唐克斯,杰伊·保罗·约翰,詹姆斯·艾伯特·基希格斯纳,帕特里克·塞贝尔受保护的技术使用者：恩智浦有限公司技术研发日：技术公布日：2024/9/12