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专利号: 2017114093556
申请人: 重庆邮电大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-06-16
缴费截止日期: 暂无
联系人

摘要:

权利要求书:

1.一种绝缘体上硅锗衬底的异质结双极晶体管,包括低掺杂单晶硅衬底层(100)及设置在所述低掺杂单晶硅衬底层(100)上的基区、发射区及集电区,其特征在于,所述低掺杂单晶硅衬底层(100)与所述基区、发射区及集电区之间设置有二氧化硅绝缘层(101),所述发射区包括重掺杂应变硅发射区层(107);

所述二氧化硅绝缘层(101)之上由下至上依次包括重掺杂弛豫Si1-yGey亚集电区层(102)、轻掺杂弛豫Si1-yGey集电区层(103)、Si1-xGex基区薄层(105)及重掺杂应变硅发射区层(107),x与y均为大于0且小于0.3,且x≥y,其中:所述轻掺杂弛豫Si1-yGey集电区层(103)、所述Si1-xGex基区薄层(105)及所述重掺杂应变硅发射区层(107)的面积由下至上逐渐减小,形成一个台面结构;

所述台面结构上设置有二氧化硅淀积层(110);

所述二氧化硅淀积层(110)覆盖在所述重掺杂应变硅发射区层(107)的部分上设置有与所述重掺杂应变硅发射区层(107)相连通的发射区电极窗口(111),所述发射区电极窗口(111)内填充有多晶硅(113),多晶硅(113)表面设置有金属层形成第一金属引线(117);

所述二氧化硅淀积层(110)覆盖在所述轻掺杂弛豫Si1-yGey集电区层(103)的部分上设置有与所述轻掺杂弛豫Si1-yGey集电区层(103)相连通的集电区电极窗口(112)及基区电极窗口(114),所述集电区电极窗口(112)内填充有多晶硅(113),多晶硅(113)表面设置有金属层形成第二金属引线(116),所述集电区电极窗口(112)内的多晶硅的下端面与所述重掺杂弛豫Si1-yGey亚集电区层(102)之间的区域的成分与所述重掺杂弛豫Si1-yGey亚集电区层(102)的成分相同,所述基区电极窗口(114)内填充有金属形成第三金属引线(118)。

2.如权利要求1所述的绝缘体上硅锗衬底的异质结双极晶体管,其特征在于,所述重掺杂弛豫Si1-yGey亚集电区层(102)的厚度小于等于100nm。

3.如权利要求1所述的绝缘体上硅锗衬底的异质结双极晶体管,其特征在于,所述轻掺杂弛豫Si1-yGey集电区层(103)的厚度大于所述重掺杂弛豫Si1-yGey亚集电区层(102)的厚度。

4.如权利要求1所述的绝缘体上硅锗衬底的异质结双极晶体管,其特征在于,重掺杂应变硅发射区层(107)的厚度小于等于30nm,所述多晶硅(113)的厚度大于等于100nm。

5.如权利要求1所述的绝缘体上硅锗衬底的异质结双极晶体管,其特征在于,所述轻掺杂弛豫Si1-yGey集电区层(103)及所述Si1-xGex基区薄层(105)之间设置有第一本征Si1-yGey阻挡层(104),所述Si1-xGex基区薄层(105)及所述重掺杂应变硅发射区层(107)之间设置有第二本征Si1-yGey阻挡层(106)。

6.一种绝缘体上硅锗衬底的异质结双极晶体管的制造方法,其特征在于,本方法用于制造如权利要求1-4任一项所述的绝缘体上硅锗衬底的异质结双极晶体管,包括如下步骤:在所述低掺杂单晶硅衬底层(100)上生长所述二氧化硅绝缘层(101);

在所述二氧化硅绝缘层(101)上由下至上依次生长所述重掺杂弛豫Si1-yGey亚集电区层(102)、所述轻掺杂弛豫Si1-yGey集电区层(103)、所述Si1-xGex基区薄层(105)及所述重掺杂应变硅发射区层(107);

将所述轻掺杂弛豫Si1-yGey集电区层(103)、所述Si1-xGex基区薄层(105)及所述重掺杂应变硅发射区层(107)刻蚀为面积由下至上逐渐减小的台面结构;

在所述台面结构的一侧的所述轻掺杂弛豫Si1-yGey集电区层(103)上选择第一接触孔区域(108)进行磷离子注入,使所述第一接触孔区域(108)的成分与所述重掺杂弛豫Si1-yGey亚集电区层(102)的成分相同,在所述台面结构的另一侧的所述轻掺杂弛豫Si1-yGey集电区层(103)、所述Si1-xGex基区薄层(105)及所述重掺杂应变硅发射区层(107)的斜面上选择第二接触孔区域(109)进行氟化硼注入,使所述第二接触孔区域(109)的成分与所述轻掺杂弛豫Si1-yGey集电区层(103)的成分相同;

在所述台面结构及所述轻掺杂弛豫Si1-yGey集电区层(103)的上表面淀积所述二氧化硅淀积层(110);

在所述二氧化硅淀积层(110)对应所述第一接触孔区域(108)的位置刻蚀所述发射区电极窗口(111),在所述台面结构顶端的所述二氧化硅淀积层(110)处刻蚀所述集电区电极窗口(112);

在所述二氧化硅淀积层(110)、所述发射区电极窗口(111)及所述集电区电极窗口(112)上淀积一层多晶硅(113);

刻蚀所述发射区电极窗口(111)及所述集电区电极窗口(112)上方区域以外的多晶硅(113);

刻蚀所述基区电极窗口(114);

在所述二氧化硅淀积层(110)、所述多晶硅(113)及所述基区电极窗口(114)上溅射金属层(115);

刻蚀出所述第一金属引线(117)、第二金属引线(116)及第三金属引线(118)。

7.如权利要求6所述的绝缘体上硅锗衬底的异质结双极晶体管的制造方法,其特征在于,所述轻掺杂弛豫Si1-yGey集电区层(103)及所述Si1-xGex基区薄层(105)之间设置有第一本征Si1-yGey阻挡层(104),所述Si1-xGex基区薄层(105)及所述重掺杂应变硅发射区层(107)之间设置有第二本征Si1-yGey阻挡层(106),本方法还包括如下步骤:在所述轻掺杂弛豫Si1-yGey集电区层(103)及所述Si1-xGex基区薄层(105)之间生长第一本征Si1-yGey阻挡层(104);

在所述Si1-xGex基区薄层(105)及所述重掺杂应变硅发射区层(107)之间生长第二本征Si1-yGey阻挡层(106)。

8.如权利要求6所述的绝缘体上硅锗衬底的异质结双极晶体管的制造方法,其特征在于,在磷离子注入及氟化硼注入之后,对所述第一接触孔区域(108)及所述第二接触孔区域(109)进行退火。