專利名稱：一種三多晶應(yīng)變SiGe BiCMOS集成器件及制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于半導(dǎo)體集成電路技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種三多晶應(yīng)變SiGe BiCMOS集成器件及制備方法。
背景技術(shù)：
半導(dǎo)體集成電路技術(shù)是高科技和 信息產(chǎn)業(yè)的核心技術(shù)，已成為衡量一個國家科學(xué)技術(shù)水平、綜合國力和國防力量的重要標(biāo)志，而以集成電路為代表的微電子技術(shù)則是半導(dǎo)體技術(shù)的關(guān)鍵。半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)是國家的基礎(chǔ)性產(chǎn)業(yè)，其之所以發(fā)展得如此之快，除了技術(shù)本身對經(jīng)濟(jì)發(fā)展的巨大貢獻(xiàn)之外，還與它廣泛的應(yīng)用性有關(guān)。英特爾(Intel)創(chuàng)始人之一戈登 摩爾(Gordon Moore)于1965年提出了 “摩爾定律”，該定理指出集成電路芯片上的晶體管數(shù)目，約每18個月增加I倍，性能也提升I倍。多年來，世界半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)始終遵循著這條定律不斷地向前發(fā)展，尤其是Si基集成電路技術(shù)，發(fā)展至今，全世界數(shù)以萬億美元的設(shè)備和技術(shù)投入，已使Si基工藝形成了非常強(qiáng)大的產(chǎn)業(yè)能力。2004年2月23日英特爾首席執(zhí)行官克萊格·貝瑞特在東京舉行的全球信息峰會上表示，摩爾定律將在未來15到20年依然有效，然而推動摩爾定律繼續(xù)前進(jìn)的技術(shù)動力是不斷縮小芯片的特征尺寸。目前，國外45nm技術(shù)已經(jīng)進(jìn)入規(guī)模生產(chǎn)階段，32nm技術(shù)處在導(dǎo)入期，按照國際半導(dǎo)體技術(shù)發(fā)展路線圖ITRS，下一個節(jié)點是22nm。不過，隨著集成電路技術(shù)的繼續(xù)發(fā)展，芯片的特征尺寸不斷縮小，在Si芯片制造工業(yè)微型化進(jìn)程中面臨著材料物理屬性，制造工藝技術(shù)，器件結(jié)構(gòu)等方面極限的挑戰(zhàn)。比如當(dāng)特征尺寸小于IOOnm以下時由于隧穿漏電流和可靠性等問題，傳統(tǒng)的柵介質(zhì)材料SiO2無法滿足低功耗的要求；納米器件的短溝道效應(yīng)和窄溝道效應(yīng)越發(fā)明顯，嚴(yán)重影響了器件性能；傳統(tǒng)的光刻技術(shù)無法滿足日益縮小的光刻精度。因此傳統(tǒng)Si基工藝器件越來越難以滿足設(shè)計的需要。為了滿足半導(dǎo)體技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展需要，大量的研究人員在新結(jié)構(gòu)、新材料以及新工藝方面的進(jìn)行了深入的研究，并在某些領(lǐng)域的應(yīng)用取得了很大進(jìn)展。這些新結(jié)構(gòu)和新材料對器件性能有較大的提高，可以滿足集成電路技術(shù)繼續(xù)符合“摩爾定理”迅速發(fā)展的需要。因此，目前工業(yè)界在制造大規(guī)模集成電路尤其是數(shù)?；旌霞呻娐窌r，仍然采用Si BiCMOS 或者 SiGe BiCMOS 技術(shù)(Si BiCMOS 為 Si 雙極晶體管BJT+Si CMOS, SiGe BiCMOS為SiGe異質(zhì)結(jié)雙極晶體管HBT+Si CMOS)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于利用在一個SOI襯底片上制備應(yīng)變SiGe平面溝道PMOS器件、應(yīng)變SiGe平面溝道NMOS器件和三多晶SiGe HBT器件，構(gòu)成三多晶應(yīng)變SiGe BiCMOS集成器件及電路，以實現(xiàn)器件與集成電路性能的最優(yōu)化。本發(fā)明的目的在于提供一種三多晶應(yīng)變SiGe BiCMOS集成器件，所述集成器件的雙極器件為三多晶SiGe HBT器件，應(yīng)變SiGe平面溝道NMOS器件和應(yīng)變SiGe平面溝道PMOS器件。進(jìn)一步、MOS導(dǎo)電溝道為應(yīng)變SiGe材料，沿溝道方向為張應(yīng)變。進(jìn)一步、述SiGe HBT器件的發(fā)射極、基極和集電極都采用多晶硅接觸。進(jìn)一步、述三種器件為平面結(jié)構(gòu)。進(jìn)一步、MOS器件采用量子阱結(jié)構(gòu)。本發(fā)明的另一目的在于提供一種三多晶應(yīng)變SiGe BiCMOS集成器件的制備方法，包括如下步驟第一步、選取兩片N型摻雜的Si片，其中兩片摻雜濃度均為f5X1015cm_3，對兩片Si片表面進(jìn)行氧化，氧化層厚度為O. 5 1 μ m ;將其中的一片作為上層的基體材料，并在該 基體材料中注入氫，將另一片作為下層的基體材料；采用化學(xué)機(jī)械拋光(CMP)工藝對兩個氧化層表面進(jìn)行拋光；第二步、將兩片Si片氧化層相對置于超高真空環(huán)境中在350 480°C的溫度下實現(xiàn)鍵合；將鍵合后的Si片溫度升高100 200°C，使上層基體材料在注入的氫處斷裂，對上層基體材料多余的部分進(jìn)行剝離，保留15(T200nm的Si材料，并在其斷裂表面進(jìn)行化學(xué)機(jī)械拋光(CMP)，形成SOI襯底；第三步、在襯底表面熱氧化一層厚度為300 500nm的SiO2層，光刻隔離區(qū)域，利用干法刻蝕工藝，在深槽隔離區(qū)域刻蝕出深度為3飛μ m的深槽；利用化學(xué)汽相淀積(CVD)的方法，在600 8000C，在深槽內(nèi)填充SiO2，用化學(xué)機(jī)械拋光(CMP)方法，去除表面多余的氧化層，形成深槽隔離；第四步、光刻HBT器件有源區(qū)，利用干法刻蝕工藝，在HBT器件有源區(qū)，刻蝕出深度為2 3 μ m的深槽，將中間的氧化層刻透；在HBT器件有源區(qū)外延生長一層摻雜濃度為I X IO16 IXlO17Cnr3的Si層，厚度為2 3μπι，作為集電區(qū)；第五步、利用化學(xué)汽相淀積(CVD)的方法，在600 800°C，在外延Si層表面淀積一層厚度為50(T700nm的SiO2層，光刻集電極接觸區(qū)窗口，對襯底進(jìn)行磷注入，使集電極接觸區(qū)摻雜濃度為IX IO19 IX 102°cnT3，形成集電極接觸區(qū)域，再將襯底在950 1100°C溫度下，退火15 120s，進(jìn)行雜質(zhì)激活；第六步、刻蝕掉襯底表面的氧化層，利用化學(xué)汽相淀積(CVD)方法，在600 800 °C,在襯底表面淀積二層材料第一層為SiO2層，厚度為2(T40nm;第二層為P型Poly-Si 層，厚度為 20(T400nm，摻雜濃度為 I XlO2ci I X IO21CnT3 ；第七步、光刻Poly-Si，形成外基區(qū)，利用化學(xué)汽相淀積(CVD)方法，在600 800°C，在襯底表面淀積SiO2層，厚度為20(T400nm，利用化學(xué)機(jī)械拋光(CMP)的方法去除Poly-Si 表面的 SiO2 ；第八步、利用化學(xué)汽相淀積(CVD)方法，在600 800°C，淀積一層SiN層，厚度為5(Tl00nm，光刻發(fā)射區(qū)窗口，刻蝕掉發(fā)射區(qū)窗口內(nèi)的SiN層和Poly-Si層；再利用化學(xué)汽相淀積(CVD)方法，在600 80(TC，在襯底表面淀積一層SiN層，厚度為l(T20nm，干法刻蝕掉發(fā)射窗SiN，形成側(cè)墻；第九步、利用濕法刻蝕，對窗口內(nèi)SiO2層進(jìn)行過腐蝕，形成基區(qū)區(qū)域，利用化學(xué)汽相淀積(CVD)方法，在600 750°C，在基區(qū)區(qū)域選擇性生長SiGe基區(qū)，Ge組分為15 25%，摻雜濃度為5 X IO18 5 X 1019cnT3，厚度為2(T60nm ；第十步、光刻集電極窗口，利用化學(xué)汽相淀積(CVD)方法，在600 800°C，在襯底表面淀積Poly-Si，厚度為20(T400nm，再對襯底進(jìn)行磷注入，并利用化學(xué)機(jī)械拋光(CMP)去除發(fā)射極和集電極接觸孔區(qū)域以外表面的Poly-Si，形成發(fā)射極和集電極；第^^一步、利用化學(xué)汽相淀積(CVD)方法，在600 800°C，在襯底表面淀積SiO2層，光刻集電極接觸孔，并對該接觸孔進(jìn)行磷注入，以提高接觸孔內(nèi)的Poly-Si的摻雜濃度，使其達(dá)到1父1019 1\102°011_3，最后去除表面的3102層；第十二步、利用化學(xué)汽相淀積(CVD)方法，在600 800°C，在襯底表面淀積SiO2層，在950 1100°C溫度下，退火15 120s，進(jìn)行雜質(zhì)激活；第十三步、光刻MOS有源區(qū)，利用干法刻蝕工藝，在MOS有源區(qū)刻蝕出深度為100 140nm的淺槽，利用化學(xué)汽相淀積(CVD)方法，在600 750°C，在該淺槽中連續(xù)生長 三層材料第一層是厚度為80 120nm的N型Si緩沖層，該層摻雜濃度為I 5 X IO15CnT3 ；第二層是厚度為10 15nm的N型SiGe外延層，該層Ge組分為15 30%，摻雜濃度為I 5 X IO16CnT3 ;第三層是厚度為3 5nm的本征弛豫Si層；第十四步、利用化學(xué)汽相淀積(CVD)方法，在600 800°C，在外延材料表面淀積一層厚度為300 500nm的SiO2層；光刻PMOS器件有源區(qū)，對PMOS器件有源區(qū)進(jìn)行N型離子注入，使其摻雜濃度達(dá)到I 5X IO17CnT3 ;光刻N(yùn)MOS器件有源區(qū)，利用離子注入工藝對NMOS器件區(qū)域進(jìn)行P型離子注入，形成NMOS器件有源區(qū)P阱，P阱摻雜濃度為I 5X IO17CnT3 ；第十五步、利用濕法刻蝕，刻蝕掉表面的SiO2層，利用化學(xué)汽相淀積(CVD)方法，在600 800°C，在襯底表面淀積一層厚度為3 5nm的SiN層作為柵介質(zhì)和一層厚度為300 500nm的本征Poly-Si層，光刻Poly-Si柵和柵介質(zhì)，形成22 350nm長的偽柵；第十六步、利用離子注入，分別對NMOS器件有源區(qū)和PMOS器件有源區(qū)進(jìn)行N型和P型離子注入，形成N型輕摻雜源漏結(jié)構(gòu)(N-LDD)和P型輕摻雜源漏結(jié)構(gòu)(P-LDD)，摻雜濃度均為 I 5 X IO18Cm 3 ；第十七步、利用化學(xué)汽相淀積(CVD)方法，在600 800°C，在襯底表面淀積一層厚度為5 15nm的SiO2層，利用干法刻蝕工藝，刻蝕掉表面的SiO2層，保留Poly-Si柵和柵介質(zhì)側(cè)面的SiO2，形成側(cè)墻；第十八步、光刻出PMOS器件有源區(qū)，利用離子注入技術(shù)自對準(zhǔn)形成PMOS器件的源漏區(qū)；光刻出NMOS器件有源區(qū)，利用離子注入技術(shù)自對準(zhǔn)形成NMOS器件的源漏區(qū)；將襯底在950 1100°C溫度下，退火15 120s，進(jìn)行雜質(zhì)激活；第十九步、用化學(xué)汽相淀積(CVD)方法，在600 800°C，在襯底表面淀積一層SiO2，厚度為30(T500nm，利用化學(xué)機(jī)械拋光(CMP)技術(shù)，將SiO2平坦化到柵極表面；第二十步、利用濕法刻蝕將偽柵極完全去除，留下氧化層上的柵堆疊的自對準(zhǔn)壓印，在襯底表面生長一層厚度為2 5nm的氧化鑭(La2O3);在襯底表面派射一層金屬鶴(W),最后利用化學(xué)機(jī)械拋光(CMP)技術(shù)將柵極區(qū)域以外的金屬鎢(W)及氧化鑭(La2O3)除去；第二^^一步、利用化學(xué)汽相淀積(CVD)方法，在600 800°C，表面生長一層SiO2層，并光刻引線孔；第二十二步、金屬化、光刻引線，形成漏極、源極和柵極以及發(fā)射極、基極、集電極金屬引線，構(gòu)成導(dǎo)電溝道為22 350nm的三多晶應(yīng)變SiGe BiCMOS集成器件。
進(jìn)一步、制備方法中三多晶應(yīng)變SiGe BiCMOS集成器件制造過程中所涉及的最高溫度根據(jù)第九至二十二步中的化學(xué)汽相淀積(CVD)工藝溫度決定，最高溫度小于等于800。。。本發(fā)明的另一目的在于提供一種三多晶應(yīng)變SiGe BiCMOS集成電路的制備方法，包括如下步驟步驟1，SOI襯底材料制備的實現(xiàn)方法為(Ia)選取N型摻雜濃度為IX IO15CnT3的Si片，對其表面進(jìn)行氧化，氧化層厚度為I μ m，作為上層的基體材料，并在該基體材料中注入氫；(Ib)選取N型摻雜濃度為IX IO15CnT3的Si片，對其表面進(jìn)行氧化，氧化層厚度為
1μ m,作為下層的基體材料；
(Ic)采用化學(xué)機(jī)械拋光(CMP)工藝，分別對下層和注入氫后的上層基體材料表面進(jìn)行拋光處理；(Id)將拋光處理后的下層和上層基體材料表面氧化層相對緊貼，置于超高真空環(huán)境中在350°C溫度下實現(xiàn)鍵合；(Ie)將鍵合后的基片溫度升高200°C，使上層基體材料在注入的氫處斷裂，對上層基體材料多余的部分進(jìn)行剝離，保留150nm的Si材料，并在該斷裂表面進(jìn)行化學(xué)機(jī)械拋光(CMP)，形成SOI結(jié)構(gòu)；步驟2，深槽隔離制備的實現(xiàn)方法為(2a)利用化學(xué)汽相淀積(CVD)的方法，在600°C，在外延Si層表面生長一層厚度為 300nm 的 SiO2 層；(2b)光刻深槽隔離區(qū)域；(2c)在深槽隔離區(qū)域干法刻蝕出深度為3 μ m的深槽；(2d)利用化學(xué)汽相淀積(CVD)方法，在600°C，在襯底表面淀積SiO2,并將深槽內(nèi)填滿；(2e)用化學(xué)機(jī)械拋光(CMP)方法，去除表面多余的氧化層，形成深槽隔離；步驟3，HBT器件集電極接觸區(qū)制備的實現(xiàn)方法為(3a)光刻HBT器件有源區(qū)；(3b)利用干法刻蝕工藝，在HBT器件有源區(qū)，刻蝕出深度為2 μ m的深槽，將中間的氧化層刻透；(3c)在HBT器件有源區(qū)外延生長一層摻雜濃度為I X IO16CnT3的Si層，厚度為
2μ m,作為集電區(qū)；(3d)利用化學(xué)汽相淀積(CVD)的方法，在600°C，在外延Si層表面應(yīng)淀積一層厚度為500nm的SiO2層；(3e)光刻集電極接觸區(qū)窗口；(3f)對襯底進(jìn)行磷注入，使集電極接觸區(qū)摻雜濃度為I X 1019cnT3，形成集電極接觸區(qū)域；(3g)將襯底在950°C溫度下，退火120s，進(jìn)行雜質(zhì)激活；步驟4，基區(qū)接觸制備的實現(xiàn)方法為(4a)刻蝕掉襯底表面氧化層，利用化學(xué)汽相淀積(CVD)方法，在600°C，在襯底表面淀積一層厚度為20nm的SiO2層；(4b)利用化學(xué)汽相淀積(CVD)方法，在600°C，在襯底表面淀積一層P型Poly-Si層，作為基區(qū)接觸區(qū)，該層厚度為200nm，摻雜濃度為lX102°cm_3 ；(4c)光刻Poly-Si，形成外基區(qū)，在600°C，在襯底表面淀積SiO2層，厚度為200nm，利用化學(xué)機(jī)械拋光(CMP)的方法去除Poly-Si表面的SiO2 ；(4d)利用化學(xué)汽相淀積(CVD)方法，在600°C，在襯底表面淀積一 SiN層，厚度為50nm ；(4e)光刻發(fā)射區(qū)窗口，刻蝕掉發(fā)射區(qū)窗口內(nèi)的SiN層和Poly-Si層；
(4f)利用化學(xué)汽相淀積(CVD)方法，在600°C，在襯底表面淀積一層SiN層，厚度為 IOnm ；步驟5，基區(qū)材料制備的實現(xiàn)方法為(5a)利用干法，刻蝕掉發(fā)射窗SiN，形成側(cè)墻；(5b)利用濕法刻蝕，對窗口內(nèi)SiO2層進(jìn)行過腐蝕，形成基區(qū)區(qū)域；(5c)利用化學(xué)汽相淀積(CVD)方法，在600°C，在基區(qū)區(qū)域選擇性生長SiGe基區(qū)，Ge組分為15%，摻雜濃度為5 X 1018cnT3，厚度為20nm ；步驟6，發(fā)射區(qū)制備的實現(xiàn)方法為(6a)光刻集電極窗口，利用化學(xué)汽相淀積(CVD)方法，在600°C，在襯底表面淀積Poly-Si，厚度為 200nm ；(6b)對襯底進(jìn)行磷注入，并利用化學(xué)機(jī)械拋光(CMP)去除發(fā)射極和集電極接觸孔區(qū)域以外表面的Poly-Si，形成發(fā)射極和集電極；(6c)利用化學(xué)汽相淀積(CVD)方法，在600°C，在襯底表面淀積SiO2層；(6d)光刻集電極接觸孔，并對該接觸孔再次進(jìn)行磷注入，以提高接觸孔內(nèi)的Poly-Si的摻雜濃度，使其達(dá)到lX1019cm_3，最后在950°C溫度下退火120s，激活雜質(zhì)；步驟7，MOS有源區(qū)制備的實現(xiàn)方法為(7a)光刻MOS有源區(qū)；(7b)利用干法刻蝕工藝，在MOS有源區(qū)刻蝕出深度為IOOnm的淺槽；(7c)利用化學(xué)汽相淀積(CVD)方法，在600°C，在淺槽中生長厚度為80nm的N型Si緩沖層，該層摻雜濃度為I X IO15CnT3 ；(7d)利用化學(xué)汽相淀積(CVD)方法，在600°C，在襯底表面生長厚度為IOnm的N型SiGe外延層，該層Ge組分為15%，摻雜濃度為I X IO16CnT3 ；(7e)利用化學(xué)汽相淀積(CVD)方法，在600°C，在襯底表面生長厚度為3nm的本征弛豫型Si帽層；步驟8，NMOS器件和PMOS器件形成的實現(xiàn)方法為(8a)利用化學(xué)汽相淀積(CVD)方法，在600°C，在襯底上生長一層300nm的SiO2 ；(8b)光刻PMOS器件有源區(qū)，對PMOS器件有源區(qū)進(jìn)行N型離子注入，使其摻雜濃度達(dá)到 I X IO17CnT3 ；(Sc)光刻N(yùn)MOS器件有源區(qū)，利用離子注入工藝對NMOS器件區(qū)域進(jìn)行P型離子注入，形成NMOS器件有源區(qū)P阱，P阱摻雜濃度為I X IO17CnT3 ；(8d)利用化學(xué)汽相淀積(CVD)方法，在600°C，在表面生長一層厚度為3nm的SiN層；(8e)利用化學(xué)汽相淀積(CVD)方法，在600°C，在SiN層上生長一層300nm的多晶硅；(8f)光刻Poly-Si柵和柵介質(zhì),形成22nm長的偽柵；(8g)光刻N(yùn)MOS器件有源區(qū)，對NMOS器件有源區(qū)進(jìn)行N型離子注入，形成N型輕摻雜源漏結(jié)構(gòu)(N-LDD)，摻雜濃度為I X IO18CnT3 ；(8h)光刻PMOS器件有源區(qū)，對PMOS器件有源區(qū)進(jìn)行P型離子注入，形成P型輕摻雜源漏結(jié)構(gòu)(P-LDD)，摻雜濃度為I X IO18CnT3 ；
(8i)在襯底表面，利用化學(xué)汽相淀積(CVD)方法，在600°C，生長一層SiO2，厚度為10nm，隨后利用干法刻蝕工藝光刻掉多余的SiO2，保留柵極側(cè)壁SiO2，形成側(cè)墻；(Sj)光刻出PMOS器件有源區(qū)，利用離子注入技術(shù)自對準(zhǔn)形成PMOS器件的源漏區(qū)；(Sk)光刻出NMOS器件有源區(qū)，利用離子注入技術(shù)自對準(zhǔn)形成NMOS器件的源漏區(qū)；(81)將襯底在950°C溫度下，退火120s，進(jìn)行雜質(zhì)激活；步驟9，柵制備的實現(xiàn)方法為(9a)利用化學(xué)汽相淀積(CVD)方法，在600°C，在襯底表面淀積一層SiO2層，SiO2厚度為300nm厚度；(9b)利用化學(xué)機(jī)械拋光(CMP)方法，對表面進(jìn)行平坦化至柵極水平；(9c)利用濕法刻蝕將偽柵極完全去除，留下氧化層上的柵堆疊的自對準(zhǔn)壓??；(9d)在襯底表面生長一層厚度為2nm的氧化鑭(La2O3)；(9e)在襯底表面派射一層金屬鶴(W);(9f)利用化學(xué)機(jī)械拋光(CMP)技術(shù)將柵極區(qū)域以外的金屬鎢(W)及氧化鑭(La2O3)除去；步驟10，構(gòu)成BiCMOS集成電路的實現(xiàn)方法為(IOa)利用化學(xué)汽相淀積(CVD)方法，在600°C，在表面生長一層SiO2層；(IOb)光刻引線孔；(IOc)金屬化；(IOd)光刻引線，形成漏極、源極和柵極，以及雙極晶體管發(fā)射極、基極和集電極金屬引線，構(gòu)成導(dǎo)電溝道為22nm的三多晶應(yīng)變SiGe BiCMOS集成器件電路。本發(fā)明具有如下優(yōu)點:I.本發(fā)明制備的三多晶應(yīng)變SiGe BiCMOS集成器件結(jié)構(gòu)中采用了輕摻雜源漏(LDD)結(jié)構(gòu)，有效地抑制了熱載流子對器件性能的影響；2.本發(fā)明制備的三多晶應(yīng)變SiGe BiCMOS集成器件在PMOS器件結(jié)構(gòu)中都采用了量子阱結(jié)構(gòu)，能有效地把空穴限制在SiGe層內(nèi)，減少了界面散射，提高了器件的頻率、電流驅(qū)動能力等電學(xué)性能；3.本發(fā)明制備的三多晶應(yīng)變SiGe BiCMOS集成器件采用了高K柵介質(zhì)，提高了MOS器件的柵控能力，增強(qiáng)了器件的電學(xué)性能；4.本發(fā)明制備三多晶應(yīng)變SiGe BiCMOS集成器件過程中涉及的最高溫度為800°C，低于引起應(yīng)變SiGe溝道應(yīng)力弛豫的工藝溫度，因此該制備方法能有效地保持應(yīng)變SiGe溝道應(yīng)力，提聞集成電路的性能；5.本發(fā)明制備的三多晶應(yīng)變SiGe BiCMOS中，在制備NMOS器件和PMOS器件柵電極時采用了金屬柵鑲嵌工藝(damascene process),該工藝中使用了金屬鶴(W)作為金屬電極，降低了柵電極的電阻，提高了器件設(shè)計的靈活性和可靠性；6.本發(fā)明制備的三多晶應(yīng)變SiGe BiCMOS集成器件，在SiGe HBT器件的制備過程中，采用全自對準(zhǔn)工藝，有效地減小了寄生電阻與電容，提高了器件的電流與頻率特性；7.本發(fā)明制備的三多晶應(yīng)變SiGe BiCMOS集成器件，SiGe HBT器件的發(fā)射極、基極和集電極全部采用多晶，多晶可以部分制作在氧化層上面，減小了器件有源區(qū)的面積，從而減小器件尺寸，提聞電路的集成度；8.本發(fā)明制備的三多晶應(yīng)變SiGe BiCMOS集成器件及電路中，雙極器件采用SOI襯底的集電區(qū)厚度較傳統(tǒng)器件薄，因此，該器件存在集電區(qū)橫向擴(kuò)展效應(yīng)，并能夠在集電區(qū) 形成二維電場，從而提高了該器件的反向擊穿電壓和Early電壓，在相同的擊穿特性下，具有比傳統(tǒng)器件更優(yōu)異的特征頻率；9.本發(fā)明制備的三多晶應(yīng)變SiGe BiCMOS集成器件中采用了 SOI襯底，降低了MOS器件與電路的功耗和開啟電壓，提高了器件與電路的可靠性。


圖I是本發(fā)明三多晶應(yīng)變SiGe BiCMOS集成器件及電路制備方法的實現(xiàn)流程圖。
具體實施例方式為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。本發(fā)明實施例提供了一種三多晶應(yīng)變SiGe BiCMOS集成器件，所述集成器件的雙極器件為三多晶SiGe HBT器件，應(yīng)變SiGe平面溝道NMOS器件和應(yīng)變SiGe平面溝道PMOS器件。作為本發(fā)明實施例的一優(yōu)化方案，NMOS器件導(dǎo)電溝道為應(yīng)變SiGe材料，沿溝道方向為張應(yīng)變。作為本發(fā)明實施例的一優(yōu)化方案，所述SiGe HBT器件的發(fā)射極、基極和集電極都采用多晶硅接觸。作為本發(fā)明實施例的一優(yōu)化方案，所述三種器件為全平面結(jié)構(gòu)。作為本發(fā)明實施例的一優(yōu)化方案，PMOS器件采用量子阱結(jié)構(gòu)。以下參照附圖1，對本發(fā)明三多晶應(yīng)變SiGe BiCMOS集成器件及制備方法的工藝流程作進(jìn)一步詳細(xì)描述。實施例I :制備溝道長度為22nm的三多晶應(yīng)變SiGe BiCMOS集成器件及電路，具體步驟如下步驟1，SOI襯底材料制備。(Ia)選取N型摻雜濃度為I X IO15CnT3的Si片，對其表面進(jìn)行氧化，氧化層厚度為I μ m，作為上層的基體材料，并在該基體材料中注入氫；(Ib)選取N型摻雜濃度為IXlO15Cm-3的Si片，對其表面進(jìn)行氧化，氧化層厚度為
1μ m,作為下層的基體材料；
(Ic)采用化學(xué)機(jī)械拋光(CMP)工藝，分別對下層和注入氫后的上層基體材料表面進(jìn)行拋光處理；(Id)將拋光處理后的下層和上層基體材料表面氧化層相對緊貼，置于超高真空環(huán)境中在350°C溫度下實現(xiàn)鍵合；(Ie)將鍵合后的基片溫度升高200°C，使上層基體材料在注入的氫處斷裂，對上層基體材料多余的部分進(jìn)行剝離，保留150nm的Si材料，并在該斷裂表面進(jìn)行化學(xué)機(jī)械拋光(CMP)，形成SOI結(jié)構(gòu)。步驟2，深槽隔離制備。(2a)利用化學(xué)汽相淀積(CVD)的方法，在600°C，在外延Si層表面生長一層厚度為 300nm 的 SiO2 層；(2b)光刻深槽隔離區(qū)域；(2c)在深槽隔離區(qū)域干法刻蝕出深度為3 μ m的深槽；(2d)利用化學(xué)汽相淀積(CVD)方法，在600°C，在襯底表面淀積SiO2,并將深槽內(nèi)填滿；(2e)用化學(xué)機(jī)械拋光(CMP)方法，去除表面多余的氧化層，形成深槽隔離。步驟3，HBT器件集電極接觸區(qū)制備。(3a )光刻HBT器件有源區(qū)；(3b)利用干法刻蝕工藝，在HBT器件有源區(qū)，刻蝕出深度為2 μ m的深槽，將中間的氧化層刻透；(3c)在HBT器件有源區(qū)外延生長一層摻雜濃度為I X IO16CnT3的Si層，厚度為
2μ m,作為集電區(qū)；(3d)利用化學(xué)汽相淀積(CVD)的方法，在600°C，在外延Si層表面應(yīng)淀積一層厚度為500nm的SiO2層；(3e)光刻集電極接觸區(qū)窗口；(3f)對襯底進(jìn)行磷注入，使集電極接觸區(qū)摻雜濃度為I X 1019cnT3，形成集電極接觸區(qū)域；(3g)將襯底在950°C溫度下，退火120s，進(jìn)行雜質(zhì)激活。步驟4，基區(qū)接觸制備。(4a)刻蝕掉襯底表面氧化層，利用化學(xué)汽相淀積(CVD)方法，在600°C，在襯底表面淀積一層厚度為20nm的SiO2層；(4b)利用化學(xué)汽相淀積(CVD)方法，在600°C，在襯底表面淀積一層P型Poly-Si層，作為基區(qū)接觸區(qū)，該層厚度為200nm，摻雜濃度為lX102°cm_3 ；(4c)光刻Poly-Si，形成外基區(qū)，在600°C，在襯底表面淀積SiO2層，厚度為200nm，利用化學(xué)機(jī)械拋光(CMP)的方法去除Poly-Si表面的SiO2 ；(4d)利用化學(xué)汽相淀積(CVD)方法，在600°C，在襯底表面淀積一 SiN層，厚度為50nm ；
(4e)光刻發(fā)射區(qū)窗口，刻蝕掉發(fā)射區(qū)窗口內(nèi)的SiN層和Poly-Si層；(4f)利用化學(xué)汽相淀積(CVD)方法，在600°C，在襯底表面淀積一層SiN層，厚度為 10nm。步驟5,基區(qū)材料制備。(5a)利用干法，刻蝕掉發(fā)射窗SiN，形成側(cè)墻；(5b)利用濕法刻蝕，對窗口內(nèi)SiO2層進(jìn)行過腐蝕，形成基區(qū)區(qū)域；(5c)利用化學(xué)汽相淀積(CVD)方法，在600°C，在基區(qū)區(qū)域選擇性生長SiGe基區(qū)，Ge組分為15%，摻雜濃度為5 X 1018cnT3，厚度為20nm。步驟6，發(fā)射區(qū)制備。 (6a)光刻集電極窗口，利用化學(xué)汽相淀積(CVD)方法，在600°C，在襯底表面淀積Poly-Si，厚度為 200nm ；(6b)對襯底進(jìn)行磷注入，并利用化學(xué)機(jī)械拋光(CMP)去除發(fā)射極和集電極接觸孔區(qū)域以外表面的Poly-Si，形成發(fā)射極和集電極；(6c)利用化學(xué)汽相淀積(CVD)方法，在600°C，在襯底表面淀積SiO2層；(6d)光刻集電極接觸孔，并對該接觸孔再次進(jìn)行磷注入，以提高接觸孔內(nèi)的Poly-Si的摻雜濃度，使其達(dá)到lX1019cm_3，最后在950°C溫度下退火120s，激活雜質(zhì)。步驟7，MOS有源區(qū)制備。(7a)光刻MOS有源區(qū)；(7b)利用干法刻蝕工藝，在MOS有源區(qū)刻蝕出深度為IOOnm的淺槽；(7c)利用化學(xué)汽相淀積(CVD)方法，在600°C，在淺槽中生長厚度為80nm的N型Si緩沖層，該層摻雜濃度為I X IO15CnT3 ；(7d)利用化學(xué)汽相淀積(CVD)方法，在600°C，在襯底表面生長厚度為IOnm的N型SiGe外延層，該層Ge組分為15%，摻雜濃度為I X IO16CnT3 ；(7e)利用化學(xué)汽相淀積(CVD)方法，在600°C，在襯底表面生長厚度為3nm的本征弛豫型Si帽層。步驟8，NMOS器件和PMOS器件形成。(8a)利用化學(xué)汽相淀積(CVD)方法，在600°C，在襯底上生長一層300nm的SiO2 ；(8b)光刻PMOS器件有源區(qū)，對PMOS器件有源區(qū)進(jìn)行N型離子注入，使其摻雜濃度達(dá)到 I X IO17CnT3 ；(Sc)光刻N(yùn)MOS器件有源區(qū)，利用離子注入工藝對NMOS器件區(qū)域進(jìn)行P型離子注入，形成NMOS器件有源區(qū)P阱，P阱摻雜濃度為I X IO17CnT3 ；(8d)利用化學(xué)汽相淀積(CVD)方法，在600°C，在表面生長一層厚度為3nm的SiN層；(8e)利用化學(xué)汽相淀積(CVD)方法，在600°C，在SiN層上生長一層300nm的多晶硅；(8f)光刻Poly-Si柵和柵介質(zhì),形成22nm長的偽柵；(8g)光刻N(yùn)MOS器件有源區(qū)，對NMOS器件有源區(qū)進(jìn)行N型離子注入，形成N型輕摻雜源漏結(jié)構(gòu)(N-LDD)，摻雜濃度為I X IO18CnT3 ；(8h)光刻PMOS器件有源區(qū)，對PMOS器件有源區(qū)進(jìn)行P型離子注入，形成P型輕摻雜源漏結(jié)構(gòu)(P-LDD)，摻雜濃度為I X IO18CnT3 ；(8i)在襯底表面，利用化學(xué)汽相淀積(CVD)方法，在600°C，生長一層SiO2，厚度為10nm，隨后利用干法刻蝕工藝光刻掉多余的SiO2，保留柵極側(cè)壁SiO2，形成側(cè)墻；(8j)光刻出PMOS器件有源區(qū)，利用離子注入技術(shù)自對準(zhǔn)形成PMOS器件的源漏區(qū)；(8k)光刻出NMOS器件有源區(qū)，利用離子注入技術(shù)自對準(zhǔn)形成NMOS器件的源漏區(qū)；(81)將襯底在950°C溫度下，退火120s，進(jìn)行雜質(zhì)激活。步驟9，柵制備。(9a)利用化學(xué)汽相淀積(CVD)方法，在600°C，在襯底表面淀積一層SiO2層，SiO2 厚度為300nm厚度；(9b)利用化學(xué)機(jī)械拋光(CMP)方法，對表面進(jìn)行平坦化至柵極水平；(9c)利用濕法刻蝕將偽柵極完全去除，留下氧化層上的柵堆疊的自對準(zhǔn)壓印；(9d)在襯底表面生長一層厚度為2nm的氧化鑭(La2O3)；(9e)在襯底表面派射一層金屬鶴(W);(9f)利用化學(xué)機(jī)械拋光(CMP)技術(shù)將柵極區(qū)域以外的金屬鎢(W)及氧化鑭(La2O3)除去。步驟10，構(gòu)成BiCMOS集成電路。(I Oa)利用化學(xué)汽相淀積(CVD)方法，在600°C，在表面生長一層SiO2層；(IOb)光刻引線孔；(IOc)金屬化；(IOd)光刻引線，形成漏極、源極和柵極，以及雙極晶體管發(fā)射極、基極和集電極金屬引線，構(gòu)成導(dǎo)電溝道為22nm的三多晶應(yīng)變SiGe BiCMOS集成器件及電路。實施例2 :制備溝道長度為130nm的三多晶應(yīng)變SiGe BiCMOS集成器件及電路，具體步驟如下步驟1，SOI襯底材料制備。(Ia)選取N型摻雜濃度為3 X IO15CnT3的Si片，對其表面進(jìn)行氧化，氧化層厚度為O. 7 μ m，作為上層的基體材料，并在該基體材料中注入氫；(Ib)選取N型摻雜濃度為3X IO15CnT3的Si片，對其表面進(jìn)行氧化，氧化層厚度為O. 7 μ m,作為下層的基體材料；(Ic)采用化學(xué)機(jī)械拋光(CMP)工藝，分別對下層和注入氫后的上層基體材料表面進(jìn)行拋光處理；(Id)將拋光處理后的下層和上層基體材料表面氧化層相對緊貼，置于超高真空環(huán)境中在420°C溫度下實現(xiàn)鍵合；(Ie)將鍵合后的基片溫度升高150°C，使上層基體材料在注入的氫處斷裂，對上層基體材料多余的部分進(jìn)行剝離，保留170nm的Si材料，并在該斷裂表面進(jìn)行化學(xué)機(jī)械拋光(CMP)，形成SOI結(jié)構(gòu)。步驟2，深槽隔離制備。(2a)利用化學(xué)汽相淀積(CVD)的方法，在700°C，在外延Si層表面生長一層厚度為 400nm 的 SiO2 層；(2b)光刻深槽隔離區(qū)域；(2c)在深槽隔離區(qū)域干法刻蝕出深度為4μ m的深槽；(2d)利用化學(xué)汽相淀積(CVD)方法，在700°C，在襯底表面淀積SiO2,并將深槽內(nèi)填滿；(2e)用化學(xué)機(jī)械拋光(CMP)方法，去除表面多余的氧化層，形成深槽隔離。步驟3，HBT器件集電極接觸區(qū)制備。(3a )光刻HBT器件有源區(qū)；(3b)利用干法刻蝕工藝，在HBT器件有源區(qū)，刻蝕出深度為2. 5 μ m的深槽，將中間 的氧化層刻透；(3c)在HBT器件有源區(qū)外延生長一層摻雜濃度為5X IO16CnT3的Si層，厚度為
2.5 μ m,作為集電區(qū)；(3d)利用化學(xué)汽相淀積(CVD)的方法，在700°C，在外延Si層表面應(yīng)淀積一層厚度為600nm的SiO2層；(3e)光刻集電極接觸區(qū)窗口；(3f)對襯底進(jìn)行磷注入，使集電極接觸區(qū)摻雜濃度為5X1019cnT3，形成集電極接觸區(qū)域；(3g)將襯底在1000°C溫度下，退火60s，進(jìn)行雜質(zhì)激活。步驟4，基區(qū)接觸制備。(4a)刻蝕掉襯底表面氧化層，利用化學(xué)汽相淀積(CVD)方法，在700°C，在襯底表面淀積一層厚度為30nm的SiO2層；(4b)利用化學(xué)汽相淀積(CVD)方法，在700°C，在襯底表面淀積一層P型Poly-Si層，作為基區(qū)接觸區(qū)，該層厚度為300nm，摻雜濃度為5X102°cm_3 ；(4c)光刻Poly-Si，形成外基區(qū)，在700°C，在襯底表面淀積SiO2層，厚度為300nm，利用化學(xué)機(jī)械拋光(CMP)的方法去除Poly-Si表面的SiO2 ；(4d)利用化學(xué)汽相淀積(CVD)方法，在700°C，在襯底表面淀積一 SiN層，厚度為80nm ；(4e)光刻發(fā)射區(qū)窗口，刻蝕掉發(fā)射區(qū)窗口內(nèi)的SiN層和Poly-Si層；(4f)利用化學(xué)汽相淀積(CVD)方法，在700°C，在襯底表面淀積一層SiN層，厚度為 15nm。步驟5，基區(qū)材料制備。(5a)利用干法，刻蝕掉發(fā)射窗SiN，形成側(cè)墻；(5b)利用濕法刻蝕，對窗口內(nèi)SiO2層進(jìn)行過腐蝕，形成基區(qū)區(qū)域；(5c)利用化學(xué)汽相淀積(CVD)方法，在700°C，在基區(qū)區(qū)域選擇性生長SiGe基區(qū)，Ge組分為20%，摻雜濃度為I X 1019cnT3，厚度為40nm。步驟6，發(fā)射區(qū)制備。(6a)光刻集電極窗口，利用化學(xué)汽相淀積(CVD)方法，在700°C，在襯底表面淀積Poly-Si，厚度為 300nm ；(6b)對襯底進(jìn)行磷注入，并利用化學(xué)機(jī)械拋光(CMP)去除發(fā)射極和集電極接觸孔區(qū)域以外表面的Poly-Si，形成發(fā)射極和集電極；(6c)利用化學(xué)汽相淀積(CVD)方法，在700°C，在襯底表面淀積SiO2層；(6d)光刻集電極接觸孔，并對該接觸孔再次進(jìn)行磷注入，以提高接觸孔內(nèi)的Poly-Si的摻雜濃度，使其達(dá)到5X1019cm_3，最后在1000°C溫度下退火60s，激活雜質(zhì)。步驟7，MOS有源區(qū)制備。(7a)光刻MOS有源區(qū)；(7b)利用干法刻蝕工藝，在MOS有源區(qū)刻蝕出深度為IOOnm的淺槽；(7c)利用化學(xué)汽相淀積(CVD)方法，在700°C，在淺槽中生長厚度為IOOnm的N型Si緩沖層，該層摻雜濃度為3X IO15CnT3 ；(7d)利用化學(xué)汽相淀積(CVD)方法，在600°C，在襯底表面生長厚度為12nm的N型 SiGe外延層，該層Ge組分為20%，摻雜濃度為3 X IO16CnT3 ；(7e)利用化學(xué)汽相淀積(CVD)方法，在700°C，在襯底表面生長厚度為4nm的本征弛豫型Si帽層。步驟8，NMOS器件和PMOS器件形成。(8a)利用化學(xué)汽相淀積(CVD)方法，在700°C，在襯底上生長一層400nm的SiO2 ；(8b)光刻PMOS器件有源區(qū)，對PMOS器件有源區(qū)進(jìn)行N型離子注入，使其摻雜濃度達(dá)到 3 X IO17cnT3;(Sc)光刻N(yùn)MOS器件有源區(qū)，利用離子注入工藝對NMOS器件區(qū)域進(jìn)行P型離子注入，形成NMOS器件有源區(qū)P阱，P阱摻雜濃度為3 X IO17CnT3 ；(8d)利用化學(xué)汽相淀積(CVD)方法，在700°C，在表面生長一層厚度為4nm的SiN層；(8e)利用化學(xué)汽相淀積(CVD)方法，在700°C，在SiN層上生長一層400nm的多晶硅；(8f)光刻Poly-Si柵和柵介質(zhì),形成130nm長的偽柵；(8g)光刻N(yùn)MOS器件有源區(qū)，對NMOS器件有源區(qū)進(jìn)行N型離子注入，形成N型輕摻雜源漏結(jié)構(gòu)(N-LDD)，摻雜濃度為3X IO18CnT3 ；(8h)光刻PMOS器件有源區(qū)，對PMOS器件有源區(qū)進(jìn)行P型離子注入，形成P型輕摻雜源漏結(jié)構(gòu)(P-LDD)，摻雜濃度為3X IO18CnT3 ；(8i)在襯底表面，利用化學(xué)汽相淀積(CVD)方法，在700°C，生長一層SiO2，厚度為15nm，隨后利用干法刻蝕工藝光刻掉多余的SiO2，保留柵極側(cè)壁SiO2，形成側(cè)墻；(Sj)光刻出PMOS器件有源區(qū)，利用離子注入技術(shù)自對準(zhǔn)形成PMOS器件的源漏區(qū)；(Sk)光刻出NMOS器件有源區(qū)，利用離子注入技術(shù)自對準(zhǔn)形成NMOS器件的源漏區(qū)；(81)將襯底在1000°C溫度下，退火60s，進(jìn)行雜質(zhì)激活。步驟9，柵制備。(9a)利用化學(xué)汽相淀積(CVD)方法，在700°C，在襯底表面淀積一層SiO2層，SiO2厚度為400nm厚度；(9b)利用化學(xué)機(jī)械拋光(CMP)方法，對表面進(jìn)行平坦化至柵極水平；
(9c)利用濕法刻蝕將偽柵極完全去除，留下氧化層上的柵堆疊的自對準(zhǔn)壓印；(9d)在襯底表面生長一層厚度為4nm的氧化鑭(La2O3)；(9e)在襯底表面派射一層金屬鶴(W);(9f)利用化學(xué)機(jī)械拋光(CMP)技術(shù)將柵極區(qū)域以外的金屬鎢(W)及氧化鑭(La2O3)除去。步驟10，構(gòu)成BiCMOS集成電路。(IOa)利用化學(xué)汽相淀積(CVD)方法，在700°C，在表面生長一層SiO2層；(IOb)光刻引線孔； (IOc)金屬化；(IOd)光刻引線，形成漏極、源極和柵極，以及雙極晶體管發(fā)射極、基極和集電極金屬引線，構(gòu)成導(dǎo)電溝道為130nm的三多晶應(yīng)變SiGe BiCMOS集成器件及電路。實施例3 :制備溝道長度為350nm的三多晶應(yīng)變SiGe BiCMOS集成器件及電路，具體步驟如下步驟1，SOI襯底材料制備。(Ia)選取N型摻雜濃度為5 X IO15CnT3的Si片，對其表面進(jìn)行氧化，氧化層厚度為O. 5 μ m，作為上層的基體材料，并在該基體材料中注入氫；(Ib)選取N型摻雜濃度為5X IO15CnT3的Si片，對其表面進(jìn)行氧化，氧化層厚度為
O.5 μ m,作為下層的基體材料；(Ic)采用化學(xué)機(jī)械拋光(CMP)工藝，分別對下層和注入氫后的上層有源層基體材料表面進(jìn)行拋光處理；( Id)將拋光處理后的下層和上層基體材料表面氧化層相對緊貼，置于超高真空環(huán)境中在480°C溫度下實現(xiàn)鍵合；(Ie)將鍵合后的基片溫度升高100°C，使上層基體材料在注入的氫處斷裂，對上層基體材料多余的部分進(jìn)行剝離，保留200nm的Si材料，并在該斷裂表面進(jìn)行化學(xué)機(jī)械拋光(CMP)，形成SOI結(jié)構(gòu)。步驟2，深槽隔離制備。(2a)利用化學(xué)汽相淀積(CVD)的方法，在800°C，在外延Si層表面生長一層厚度為 500nm 的 SiO2 層；(2b)光刻深槽隔離區(qū)域；(2c)在深槽隔離區(qū)域干法刻蝕出深度為5 μ m的深槽；(2d)利用化學(xué)汽相淀積(CVD)方法，在800°C，在襯底表面淀積SiO2,并將深槽內(nèi)填滿；(2e)用化學(xué)機(jī)械拋光(CMP)方法，去除表面多余的氧化層，形成深槽隔離。步驟3，HBT器件集電極接觸區(qū)制備。(3a)光刻雙極器件有源區(qū)；(3b)利用干法刻蝕工藝，在雙極器件有源區(qū)，刻蝕出深度為3μπι的深槽，將中間的氧化層刻透；(3c)在雙極器件有源區(qū)外延生長一層摻雜濃度為I X IO17Cm-3的Si層，厚度為3 μ m,作為集電區(qū)；
(3d)利用化學(xué)汽相淀積(CVD)的方法，在800°C，在外延Si層表面應(yīng)淀積一層厚度為700nm的SiO2層；(3e)光刻集電極接觸區(qū)窗口；(3f)對襯底進(jìn)行磷注入，使集電極接觸區(qū)摻雜濃度為ΙΧΙΟ'πΓ3，形成集電極接觸區(qū)域；(3g)將襯底在1100°C溫度下，退火15s，進(jìn)行雜質(zhì)激活。步驟4，基區(qū)接觸制備。(4a)刻蝕掉襯底表面氧化層，利用化學(xué)汽相淀積(CVD)方法，在800°C，在襯底表面淀積一層厚度為40nm的SiO2層；(4b)利用化學(xué)汽相淀積(CVD)方法，在800°C，在襯底表面淀積一層P型Poly-Si層，作為基區(qū)接觸區(qū)，該層厚度為400nm，摻雜濃度為IXlO21cnT3 ；(4c )光刻Poly-Si，形成外基區(qū)，在800 V，在襯底表面淀積SiO2層，厚度為400nm，利用化學(xué)機(jī)械拋光(CMP)的方法去除Poly-Si表面的SiO2 ；(4d)利用化學(xué)汽相淀積(CVD)方法，在800°C，在襯底表面淀積一 SiN層，厚度為IOOnm ；(4e)光刻發(fā)射區(qū)窗口，刻蝕掉發(fā)射區(qū)窗口內(nèi)的SiN層和Poly-Si層；
(4f)利用化學(xué)汽相淀積(CVD)方法，在800°C，在襯底表面淀積一層SiN層，厚度為 20nm。步驟5，基區(qū)材料制備。(5a)利用干法，刻蝕掉發(fā)射窗SiN，形成側(cè)墻；(5b)利用濕法刻蝕，對窗口內(nèi)SiO2層進(jìn)行過腐蝕，形成基區(qū)區(qū)域；(5c)利用化學(xué)汽相淀積(CVD)方法，在750°C，在基區(qū)區(qū)域選擇性生長SiGe基區(qū)，Ge組分為25%，摻雜濃度為5 X 1019cnT3，厚度為60nm。步驟6,發(fā)射區(qū)制備。(6a)光刻集電極窗口，利用化學(xué)汽相淀積(CVD)方法，在800°C，在襯底表面淀積Poly-Si，厚度為 400nm ；(6b)對襯底進(jìn)行磷注入，并利用化學(xué)機(jī)械拋光(CMP)去除發(fā)射極和集電極接觸孔區(qū)域以外表面的Poly-Si，形成發(fā)射極和集電極；(6c)利用化學(xué)汽相淀積(CVD)方法，在800°C，在襯底表面淀積SiO2層；(6d)光刻集電極接觸孔，并對該接觸孔再次進(jìn)行磷注入，以提高接觸孔內(nèi)的Poly-Si的摻雜濃度，使其達(dá)到lX102°cm_3，最后在1100°C溫度下退火15s，激活雜質(zhì)。步驟7，MOS有源區(qū)制備。(7a)光刻MOS有源區(qū)；(7b)利用干法刻蝕工藝，在MOS有源區(qū)刻蝕出深度為IOOnm的淺槽；(7c)利用化學(xué)汽相淀積(CVD)方法，在750°C，在淺槽中生長厚度為120nm的N型Si緩沖層，該層摻雜濃度為5X IO15CnT3 ；(7d)利用化學(xué)汽相淀積(CVD)方法，在750°C，在襯底表面生長厚度為15nm的N型SiGe外延層，該層Ge組分為30%，摻雜濃度為5 X IO16CnT3 ；(7e)利用化學(xué)汽相淀積(CVD)方法，在750°C，在襯底表面生長厚度為5nm的本征弛豫型Si帽層。步驟8，NMOS器件和PMOS器件形成。(8a)利用化學(xué)汽相淀積(CVD)方法，在800°C，在襯底上生長一層500nm的SiO2 ；(8b)光刻PMOS器件有源區(qū)，對PMOS器件有源區(qū)進(jìn)行N型離子注入，使其摻雜濃度達(dá)到 5 X IO17cnT3;(Sc)光刻N(yùn)MOS器件有源區(qū)，利用離子注入工藝對NMOS器件區(qū)域進(jìn)行P型離子注入，形成NMOS器件有源區(qū)P阱，P阱摻雜濃度為5 X IO17CnT3 ；(8d)利用化學(xué)汽相淀積(CVD)方法，在800°C，在表面生長一層厚度為5nm的SiN層；(8e)利用化學(xué)汽相淀積(CVD)方法，在800°C，在SiN層上生長一層500nm的多晶 硅；(8f)光刻Poly-Si柵和柵介質(zhì),形成350nm長的偽柵；(8g)光刻N(yùn)MOS器件有源區(qū)，對NMOS器件有源區(qū)進(jìn)行N型離子注入，形成N型輕摻雜源漏結(jié)構(gòu)(N-LDD)，摻雜濃度為5X IO18CnT3 ；(8h)光刻PMOS器件有源區(qū)，對PMOS器件有源區(qū)進(jìn)行P型離子注入，形成P型輕摻雜源漏結(jié)構(gòu)(P-LDD)，摻雜濃度為5X IO18CnT3 ；(8i)在襯底表面，利用化學(xué)汽相淀積(CVD)方法，在800°C，生長一層SiO2，厚度為5nm，隨后利用干法刻蝕工藝光刻掉多余的SiO2，保留柵極側(cè)壁SiO2，形成側(cè)墻；(8j)光刻出PMOS器件有源區(qū)，利用離子注入技術(shù)自對準(zhǔn)形成PMOS器件的源漏區(qū)；(Sk)光刻出NMOS器件有源區(qū)，利用離子注入技術(shù)自對準(zhǔn)形成NMOS器件的源漏區(qū)；(81)將襯底在1100°C溫度下，退火15s，進(jìn)行雜質(zhì)激活。步驟9，柵制備。(9a)利用化學(xué)汽相淀積(CVD)方法，在800°C，在襯底表面淀積一層SiO2層，SiO2厚度為500nm厚度；(9b)利用化學(xué)機(jī)械拋光(CMP)方法，對表面進(jìn)行平坦化至柵極水平；(9c)利用濕法刻蝕將偽柵極完全去除，留下氧化層上的柵堆疊的自對準(zhǔn)壓??；(9d)在襯底表面生長一層厚度為5nm的氧化鑭(La2O3)；(9e)在襯底表面派射一層金屬鶴(W);(9f)利用化學(xué)機(jī)械拋光(CMP)技術(shù)將柵極區(qū)域以外的金屬鎢(W)及氧化鑭(La2O3)除去。步驟10，構(gòu)成BiCMOS集成電路。(IOa)利用化學(xué)汽相淀積(CVD)方法，在800°C，在表面生長一層SiO2層；(IOb)光刻引線孔；(IOc)金屬化；(IOd)光刻引線，形成漏極、源極和柵極，以及雙極晶體管發(fā)射極、基極和集電極金屬引線，構(gòu)成導(dǎo)電溝道為350nm的三多晶應(yīng)變SiGe BiCMOS集成器件及電路。本發(fā)明實施例提供的三多晶應(yīng)變SiGe BiCMOS集成器件及制備方法具有如下優(yōu)
I.本發(fā)明制備的三多晶應(yīng)變SiGe BiCMOS集成器件結(jié)構(gòu)中采用了 LDD結(jié)構(gòu)，有效地抑制了熱載流子對器件性能的影響；2.本發(fā)明制備的三多晶應(yīng)變SiGe BiCMOS集成器件在PMOS器件結(jié)構(gòu)中都采用了量子阱結(jié)構(gòu)，能有效地把空穴限制在SiGe層內(nèi)，減少了界面散射，提高了器件的頻率、電流驅(qū)動能力等電學(xué)性能；3.本發(fā)明制備的三多晶應(yīng)變SiGe BiCMOS集成器件采用了高K柵介質(zhì)，提高了MOS器件的柵控能力，增強(qiáng)了器件的電學(xué)性能；
4.本發(fā)明制備三多晶應(yīng)變SiGe BiCMOS集成器件過程中涉及的最高溫度為800°C，低于引起應(yīng)變SiGe溝道應(yīng)力弛豫的工藝溫度，因此該制備方法能有效地保持應(yīng)變SiGe溝道應(yīng)力，提聞集成電路的性能；5.本發(fā)明制備的三多晶應(yīng)變SiGe BiCMOS中，在制備NMOS器件和PMOS器件柵電極時采用了金屬柵鑲嵌工藝(damascene process),該工藝中使用了金屬鶴(W)作為金屬電極，降低了柵電極的電阻，提高了器件設(shè)計的靈活性和可靠性；6.本發(fā)明制備的三多晶應(yīng)變SiGe BiCMOS集成器件，在SiGe HBT器件的制備過程中，采用全自對準(zhǔn)工藝，有效地減小了寄生電阻與電容，提高了器件的電流與頻率特性；7.本發(fā)明制備的三多晶應(yīng)變SiGe BiCMOS集成器件，SiGe HBT器件的發(fā)射極、基極和集電極全部采用多晶，多晶可以部分制作在氧化層上面，減小了器件有源區(qū)的面積，從而減小器件尺寸，提聞電路的集成度；8.本發(fā)明制備的三多晶應(yīng)變SiGe BiCMOS集成器件及電路中，雙極器件采用SOI襯底的集電區(qū)厚度較傳統(tǒng)器件薄，因此，該器件存在集電區(qū)橫向擴(kuò)展效應(yīng)，并能夠在集電區(qū)形成二維電場，從而提高了該器件的反向擊穿電壓和Early電壓，在相同的擊穿特性下，具有比傳統(tǒng)器件更優(yōu)異的特征頻率；9.本發(fā)明制備的三多晶應(yīng)變SiGe BiCMOS集成器件中采用了 SOI襯底，降低了MOS器件與電路的功耗和開啟電壓，提高了器件與電路的可靠性。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種三多晶應(yīng)變SiGe BiCMOS集成器件，其特征在于，所述集成器件的雙極器件為三多晶SiGe HBT器件，應(yīng)變SiGe平面溝道NMOS器件和應(yīng)變SiGe平面溝道PMOS器。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的三多晶應(yīng)變SiGeBiCMOS集成器件，其特征在于，NMOS器件導(dǎo)電溝道為應(yīng)變SiGe材料，沿溝道方向為張應(yīng)變。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的三多晶應(yīng)變SiGeBiCMOS集成器件，其特征在于，所述SiGeHBT器件的發(fā)射極、基極和集電極都采用多晶硅接觸。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的三多晶應(yīng)變SiGeBiCMOS集成器件，其特征在于，所述三種器件為全平面結(jié)構(gòu)。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的三多晶應(yīng)變SiGeBiCMOS集成器件，其特征在于，PMOS器件采用量子阱結(jié)構(gòu)。
6.一種三多晶應(yīng)變SiGe BiCMOS集成器件的制備方法，其特征在于，包括如下步驟 第一步、選取兩片N型摻雜的Si片，其中兩片摻雜濃度均為Γ5 X 1015cnT3，對兩片Si片表面進(jìn)行氧化，氧化層厚度為O. 5^1 μ m ;將其中的一片作為上層的基體材料，并在該基體材料中注入氫，將另一片作為下層的基體材料；采用化學(xué)機(jī)械拋光(CMP)工藝對兩個氧化層表面進(jìn)行拋光； 第二步、將兩片Si片氧化層相對置于超高真空環(huán)境中在350 480°C的溫度下實現(xiàn)鍵合；將鍵合后的Si片溫度升高100 200°C，使上層基體材料在注入的氫處斷裂，對上層基體材料多余的部分進(jìn)行剝離，保留15(T200nm的Si材料，并在其斷裂表面進(jìn)行化學(xué)機(jī)械拋光(CMP)，形成SOI襯底； 第三步、在襯底表面熱氧化一層厚度為300 500nm的SiO2層，光刻隔離區(qū)域，利用干法刻蝕工藝，在深槽隔離區(qū)域刻蝕出深度為3飛μ m的深槽；利用化學(xué)汽相淀積(CVD)的方法，在600 8000C，在深槽內(nèi)填充SiO2，用化學(xué)機(jī)械拋光(CMP)方法，去除表面多余的氧化層，形成深槽隔離； 第四步、光刻HBT器件有源區(qū)，利用干法刻蝕工藝，在HBT器件有源區(qū)，刻蝕出深度為2 3 μ m的深槽，將中間的氧化層刻透；在HBT器件有源區(qū)外延生長一層摻雜濃度為I X IO16 IXlO17Cnr3的Si層，厚度為2 3μπι，作為集電區(qū)； 第五步、利用化學(xué)汽相淀積(CVD)的方法，在600 800°C，在外延Si層表面淀積一層厚度為50(T700nm的SiO2層，光刻集電極接觸區(qū)窗口，對襯底進(jìn)行磷注入，使集電極接觸區(qū)摻雜濃度為I X IO19 I X 102°cm_3，形成集電極接觸區(qū)域，再將襯底在950 1100°C溫度下，退火15 120s，進(jìn)行雜質(zhì)激活； 第六步、刻蝕掉襯底表面的氧化層，利用化學(xué)汽相淀積(CVD)方法，在600 800°C，在襯底表面淀積二層材料第一層為SiO2層，厚度為2(T40nm ;第二層為P型Poly-Si層，厚度為200 400nm，摻雜濃度為I X IO20 I X IO21CnT3 ； 第七步、光刻Po I y-Si，形成外基區(qū)，利用化學(xué)汽相淀積(CVD)方法，在600 800°C，在襯底表面淀積SiO2層，厚度為20(T400nm，利用化學(xué)機(jī)械拋光(CMP)的方法去除Poly-Si表面的SiO2 ； 第八步、利用化學(xué)汽相淀積(CVD)方法，在600 800°C，淀積一層SiN層，厚度為50 IOOnm,光刻發(fā)射區(qū)窗口，刻蝕掉發(fā)射區(qū)窗口內(nèi)的SiN層和Poly-Si層；再利用化學(xué)汽相淀積(CVD)方法，在600 800°C，在襯底表面淀積一層SiN層，厚度為l(T20nm，干法刻蝕掉發(fā)射窗SiN，形成側(cè)墻； 第九步、利用濕法刻蝕，對窗口內(nèi)SiO2層進(jìn)行過腐蝕，形成基區(qū)區(qū)域，利用化學(xué)汽相淀積(CVD)方法，在600 750°C，在基區(qū)區(qū)域選擇性生長SiGe基區(qū)，Ge組分為15 25%，摻雜濃度為5 X IO18 5 X 1019cnT3，厚度為20 60nm ； 第十步、光刻集電極窗口，利用化學(xué)汽相淀積(CVD)方法，在600 800°C，在襯底表面淀積Poly-Si，厚度為20(T400nm，再對襯底進(jìn)行磷注入，并利用化學(xué)機(jī)械拋光(CMP)去除發(fā)射極和集電極接觸孔區(qū)域以外表面的Poly-Si，形成發(fā)射極和集電極； 第H^一步、利用化學(xué)汽相淀積(CVD)方法，在600 800°C，在襯底表面淀積SiO2層，光刻集電極接觸孔，并對該接觸孔進(jìn)行磷注入，以提高接觸孔內(nèi)的Poly-Si的摻雜濃度，使其達(dá)到1父1019 1\102°011-3，最后去除表面的5丨02層; 第十二步、利用化學(xué)汽相淀積(CVD)方法，在600 800°C，在襯底表面淀積SiO2層，在.950 1100°C溫度下，退火15 120s，進(jìn)行雜質(zhì)激活； 第十三步、光刻MOS有源區(qū)，利用干法刻蝕工藝，在MOS有源區(qū)刻蝕出深度為100 .140nm的淺槽，利用化學(xué)汽相淀積(CVD)方法，在600 750°C，在該淺槽中連續(xù)生長三層材料第一層是厚度為80 120nm的N型Si緩沖層，該層摻雜濃度為1飛X IO15CnT3 ;第二層是厚度為10 15nm的N型SiGe外延層，該層Ge組分為15 30%，摻雜濃度為I .5 X IO16CnT3 ;第三層是厚度為3 5nm的本征弛豫Si層； 第十四步、利用化學(xué)汽相淀積(CVD)方法，在600 800°C，在外延材料表面淀積一層厚度為300 500nm的SiO2層；光刻PMOS器件有源區(qū)，對PMOS器件有源區(qū)進(jìn)行N型離子注入，使其摻雜濃度達(dá)到I 5X IO17CnT3 ;光刻N(yùn)MOS器件有源區(qū)，利用離子注入工藝對NMOS器件區(qū)域進(jìn)行P型離子注入，形成NMOS器件有源區(qū)P阱，P阱摻雜濃度為I 5 X IO17Cm-3 ；第十五步、利用濕法刻蝕，刻蝕掉表面的SiO2層，利用化學(xué)汽相淀積(CVD)方法，在.600 800°C，在襯底表面淀積一層厚度為3 5nm的SiN層作為柵介質(zhì)和一層厚度為.300 500nm的本征Poly-Si層，光刻Poly-Si柵和柵介質(zhì)，形成22 350nm長的偽柵； 第十六步、利用離子注入，分別對NMOS器件有源區(qū)和PMOS器件有源區(qū)進(jìn)行N型和P型離子注入，形成N型輕摻雜源漏結(jié)構(gòu)(N-LDD)和P型輕摻雜源漏結(jié)構(gòu)(P-LDD)，摻雜濃度均為 I 5 X IO18Cm 3 ； 第十七步、利用化學(xué)汽相淀積(CVD)方法，在600 800°C，在襯底表面淀積一層厚度為.5 15nm的SiO2層,利用干法刻蝕工藝,刻蝕掉表面的SiO2層,保留Poly-Si柵和柵介質(zhì)側(cè)面的SiO2，形成側(cè)墻； 第十八步、光刻出PMOS器件有源區(qū)，利用離子注入技術(shù)自對準(zhǔn)形成PMOS器件的源漏區(qū)；光刻出NMOS器件有源區(qū)，利用離子注入技術(shù)自對準(zhǔn)形成NMOS器件的源漏區(qū)；將襯底在.950 1100°C溫度下，退火15 120s，進(jìn)行雜質(zhì)激活； 第十九步、用化學(xué)汽相淀積(CVD)方法，在600 800°C，在襯底表面淀積一層SiO2，厚度為30(T500nm，利用化學(xué)機(jī)械拋光(CMP)技術(shù)，將SiO2平坦化到柵極表面； 第二十步、利用濕法刻蝕將偽柵極完全去除，留下氧化層上的柵堆疊的自對準(zhǔn)壓印，在襯底表面生長一層厚度為2 5nm的氧化鑭(La2O3);在襯底表面派射一層金屬鶴(W),最后利用化學(xué)機(jī)械拋光(CMP)技術(shù)將柵極區(qū)域以外的金屬鎢(W)及氧化鑭(La2O3)除去； 第二H^一步、利用化學(xué)汽相淀積(CVD)方法，在600 800°C，表面生長一層SiO2層，并光刻引線孔； 第二十二步、金屬化、光刻引線，形成漏極、源極和柵極以及發(fā)射極、基極、集電極金屬引線，構(gòu)成導(dǎo)電溝道為22 350nm的三多晶應(yīng)變SiGe BiCMOS集成器件。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的制備方法，其特征在于，該制備方法中三多晶應(yīng)變SiGeBiCMOS集成器件制造過程中所涉及的最高溫度根據(jù)第九至二十二步中的化學(xué)汽相淀積(CVD)工藝溫度決定，最高溫度小于等于800°C。
8.一種三多晶應(yīng)變SiGe BiCMOS集成電路的制備方法，其特征在于，該制備方法包括如下步驟 步驟1，SOI襯底材料制備的實現(xiàn)方法為 (Ia)選取N型摻雜濃度為I X IO15cnT3的Si片，對其表面進(jìn)行氧化，氧化層厚度為I μ m,作為上層的基體材料，并在該基體材料中注入氫； (Ib)選取N型摻雜濃度為I X IO15cnT3的Si片，對其表面進(jìn)行氧化，氧化層厚度為I μ m,作為下層的基體材料； (Ic)采用化學(xué)機(jī)械拋光(CMP)工藝，分別對下層和注入氫后的上層基體材料表面進(jìn)行拋光處理； (Id)將拋光處理后的下層和上層基體材料表面氧化層相對緊貼，置于超高真空環(huán)境中在350°C溫度下實現(xiàn)鍵合； (Ie)將鍵合后的基片溫度升高200°C，使上層基體材料在注入的氫處斷裂，對上層基體材料多余的部分進(jìn)行剝離，保留150nm的Si材料，并在該斷裂表面進(jìn)行化學(xué)機(jī)械拋光(CMP)，形成SOI結(jié)構(gòu)； 步驟2，深槽隔離制備的實現(xiàn)方法為 (2a)利用化學(xué)汽相淀積(CVD)的方法，在600°C，在外延Si層表面生長一層厚度為300nm 的 SiO2 層； (2b)光刻深槽隔離區(qū)域； (2c)在深槽隔離區(qū)域干法刻蝕出深度為3 μ m的深槽； (2d)利用化學(xué)汽相淀積(CVD)方法，在600°C，在襯底表面淀積SiO2,并將深槽內(nèi)填滿； (2e)用化學(xué)機(jī)械拋光(CMP)方法，去除表面多余的氧化層，形成深槽隔離； 步驟3，HBT器件集電極接觸區(qū)制備的實現(xiàn)方法為 (3a)光刻HBT器件有源區(qū)； (3b)利用干法刻蝕工藝，在HBT器件有源區(qū)，刻蝕出深度為2 μ m的深槽，將中間的氧化層刻透； (3c)在HBT器件有源區(qū)外延生長一層摻雜濃度為I X IO16CnT3的Si層，厚度為2 μ m，作為集電區(qū)； (3d)利用化學(xué)汽相淀積(CVD)的方法，在600°C，在外延Si層表面應(yīng)淀積一層厚度為500nm 的 SiO2 層； (3e)光刻集電極接觸區(qū)窗口 ； (3f)對襯底進(jìn)行磷注入，使集電極接觸區(qū)摻雜濃度為I X IO19CnT3，形成集電極接觸區(qū)域； (3g)將襯底在950°C溫度下，退火120s，進(jìn)行雜質(zhì)激活；步驟4，基區(qū)接觸制備的實現(xiàn)方法為 (4a)刻蝕掉襯底表面氧化層，利用化學(xué)汽相淀積(CVD)方法，在60(TC，在襯底表面淀積一層厚度為20nm的SiO2層； (4b)利用化學(xué)汽相淀積(CVD)方法，在60(TC，在襯底表面淀積一層P型Poly-Si層，作為基區(qū)接觸區(qū)，該層厚度為200nm，摻雜濃度為lX102°cm_3 ； (4c)光刻Poly-Si，形成外基區(qū)，在600°C，在襯底表面淀積SiO2層，厚度為200nm，利用化學(xué)機(jī)械拋光(CMP)的方法去除Poly-Si表面的SiO2 ； (4d)利用化學(xué)汽相淀積(CVD)方法，在600°C，在襯底表面淀積一 SiN層，厚度為50nm ； (4e)光刻發(fā)射區(qū)窗口，刻蝕掉發(fā)射區(qū)窗口內(nèi)的SiN層和Poly-Si層； (4f)利用化學(xué)汽相淀積(CVD)方法，在600°C，在襯底表面淀積一層SiN層，厚度為IOnm ； 步驟5，基區(qū)材料制備的實現(xiàn)方法為 (5a)利用干法，刻蝕掉發(fā)射窗SiN，形成側(cè)墻； (5b)利用濕法刻蝕，對窗口內(nèi)SiO2層進(jìn)行過腐蝕，形成基區(qū)區(qū)域； (5c)利用化學(xué)汽相淀積(CVD)方法，在600°C，在基區(qū)區(qū)域選擇性生長SiGe基區(qū)，Ge組分為15%，摻雜濃度為5 X 1018cnT3，厚度為20nm; 步驟6，發(fā)射區(qū)制備的實現(xiàn)方法為 (6a)光刻集電極窗口，利用化學(xué)汽相淀積(CVD)方法，在600 °C，在襯底表面淀積Poly-Si，厚度為 200nm ； (6b)對襯底進(jìn)行磷注入，并利用化學(xué)機(jī)械拋光(CMP)去除發(fā)射極和集電極接觸孔區(qū)域以外表面的Poly-Si,形成發(fā)射極和集電極； (6c)利用化學(xué)汽相淀積(CVD)方法，在600°C，在襯底表面淀積SiO2層； (6d)光刻集電極接觸孔，并對該接觸孔再次進(jìn)行磷注入，以提高接觸孔內(nèi)的Poly-Si的摻雜濃度，使其達(dá)到1父1019(^_3，最后在9501溫度下退火120s，激活雜質(zhì)； 步驟7，MOS有源區(qū)制備的實現(xiàn)方法為 (7a)光刻MOS有源區(qū)； (7b)利用干法刻蝕工藝，在MOS有源區(qū)刻蝕出深度為IOOnm的淺槽； (7c)利用化學(xué)汽相淀積(CVD)方法，在600°C，在淺槽中生長厚度為80nm的N型Si緩沖層，該層摻雜濃度為I X IO15CnT3 ； (7d)利用化學(xué)汽相淀積(CVD)方法，在600°C，在襯底表面生長厚度為IOnm的N型SiGe外延層，該層Ge組分為15%，摻雜濃度為IXlO16cnT3 ； (7e)利用化學(xué)汽相淀積(CVD)方法，在600°C，在襯底表面生長厚度為3nm的本征弛豫型Si帽層； 步驟8，NMOS器件和PMOS器件形成的實現(xiàn)方法為 (8a)利用化學(xué)汽相淀積(CVD)方法，在600°C，在襯底上生長一層300nm的SiO2 ； (Sb)光刻PMOS器件有源區(qū)，對PMOS器件有源區(qū)進(jìn)行N型離子注入，使其摻雜濃度達(dá)到I X IO17Cm 3 ； (Sc)光刻N(yùn)MOS器件有源區(qū)，利用離子注入工藝對NMOS器件區(qū)域進(jìn)行P型離子注入，形成NMOS器件有源區(qū)P阱，P阱摻雜濃度為I X IO17CnT3 ；(8d)利用化學(xué)汽相淀積(CVD)方法，在600°C，在表面生長一層厚度為3nm的SiN層； (8e)利用化學(xué)汽相淀積(CVD)方法，在600°C，在SiN層上生長一層300nm的多晶硅； (8f)光刻Poly-Si柵和柵介質(zhì)，形成22nm長的偽柵； (8g)光刻N(yùn)MOS器件有源區(qū)，對NMOS器件有源區(qū)進(jìn)行N型離子注入，形成N型輕摻雜源漏結(jié)構(gòu)(N-LDD)，摻雜濃度為I X IO18CnT3 ； (8h)光刻PMOS器件有源區(qū)，對PMOS器件有源區(qū)進(jìn)行P型離子注入，形成P型輕摻雜源漏結(jié)構(gòu)(P-LDD)，摻雜濃度為I X IO18CnT3 ； (8i)在襯底表面，利用化學(xué)汽相淀積(CVD)方法，在600°C，生長一層SiO2，厚度為10nm，隨后利用干法刻蝕工藝光刻掉多余的SiO2，保留柵極側(cè)壁SiO2，形成側(cè)墻； (8j)光刻出PMOS器件有源區(qū)，利用離子注入技術(shù)自對準(zhǔn)形成PMOS器件的源漏區(qū)； (Sk)光刻出NMOS器件有源區(qū)，利用離子注入技術(shù)自對準(zhǔn)形成NMOS器件的源漏區(qū)； (81)將襯底在950°C溫度下，退火120s，進(jìn)行雜質(zhì)激活； 步驟9，柵制備的實現(xiàn)方法為 (9a)利用化學(xué)汽相淀積(CVD)方法，在600°C，在襯底表面淀積一層SiO2層，SiO2厚度為300nm厚度； (9b)利用化學(xué)機(jī)械拋光(CMP)方法，對表面進(jìn)行平坦化至柵極水平； (9c)利用濕法刻蝕將偽柵去除，留下氧化層上的柵堆疊的自對準(zhǔn)壓印； (9d)在襯底表面生長一層厚度為2nm的氧化鑭(La2O3)； (9e)在襯底表面派射一層金屬鶴(W)； Of)利用化學(xué)機(jī)械拋光(CMP)技術(shù)將柵極區(qū)域以外的金屬鎢(W)及氧化鑭(La2O3)除去; 步驟10，構(gòu)成BiCMOS集成電路的實現(xiàn)方法為 (IOa)利用化學(xué)汽相淀積(CVD)方法，在600°C，在表面生長一層SiO2層； (IOb)光刻引線孔；(IOc)金屬化； (IOd)光刻引線，形成漏極、源極和柵極，以及雙極晶體管發(fā)射極、基極和集電極金屬引 線，構(gòu)成導(dǎo)電溝道為22nm的三多晶應(yīng)變SiGe BiCMOS集成器件及電路。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種三多晶應(yīng)變SiGe BiCMOS集成器件及制備方法,首先制備SOI襯底，刻蝕雙極器件區(qū)域，在該區(qū)域制備三多晶SiGe HBT器件，接著光刻MOS有源區(qū)，在該區(qū)域連續(xù)生長Si緩沖層、應(yīng)變SiGe層、本征Si層，分別形成NMOS和PMOS器件有源區(qū)，在MOS器件有源區(qū)淀積SiO2和多晶硅，通過刻蝕制備偽柵，采用自對準(zhǔn)工藝形成MOS器件的輕摻雜源漏和源漏，然后去除偽柵，制備形成柵介質(zhì)氧化鑭和金屬鎢形成柵極，最后金屬化，光刻引線制成集成器件及電路。本發(fā)明的制備過程采用自對準(zhǔn)工藝，MOS結(jié)構(gòu)中采用了輕摻雜源漏結(jié)構(gòu)，有效地抑制了熱載流子對器件性能的影響，提高了器件的可靠性。
文檔編號H01L21/84GK102820306SQ20121024446
公開日2012年12月12日 申請日期2012年7月16日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月16日
發(fā)明者胡輝勇, 張鶴鳴, 宋建軍, 宣榮喜, 周春宇, 舒斌, 呂懿, 郝躍 申請人:西安電子科技大學(xué)