专利名称：双极互补金属氧化半导体器件及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种双极互补金属氧化半导体器件及其制备方法。
背景技术：
双极互补金属氧化半导体(Bipolar CMOS, BiCMOS)是将CMOS器件和双极器件同 时集成在同一块芯片上的技术，其基本思想是以CMOS器件为主要单元电路，而在要求驱动 大电容负载之处加入双极器件或电路。因此BiCMOS电路既具有CMOS电路高集成度、低功 耗的优点，又获得了双极电路高速、强电流驱动能力的优势。近年来，通常在双极型晶体管的硅材料中引入锗形成硅锗合金来调整能带结构， 作为双极型晶体管的基极区，这种类型的晶体管被称为硅锗异质结双极型晶体管(SiGe Heterojunction Bipolar Transistor, SiGe HBT)，所述硅锗异质结双极型晶体管的性能明 显优于硅双极型晶体管，因此，硅锗异质结双极型晶体管近年来得到了迅猛的发展。横向扩散金属氧化物半导体(Laterally Diffused Metal Oxide Semiconductor, LDM0S)器件因具有更好的热稳定性、频率稳定性、更高的增益、耐久性、恒定的输入阻抗等 特性而得到广泛的应用。为了增加横向扩散金属氧化物半导体器件的击穿电压，在横向扩 散金属氧化物半导体的有源区和漏区之间有一个漂移区(drift region)。当横向扩散金属 氧化物半导体器件接高压时，漂移区由于是高阻，能够承受更高的电压。因此，横向扩散金 属氧化物半导体中的漂移区是该类器件设计的关键。然而，传统的将横向扩散金属氧化物半导体器件和双极晶体管器件集成到双极互 补金属氧化半导体器件中的工艺复杂，成本较高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能够降低成本的双极互补金属氧化半导体器件。本发明的另一目的在于提供一种上述双极互补金属氧化半导体器件的制备方法。一种双极互补金属氧化半导体器件，包括横向扩散金属氧化物半导体器件和双极 晶体管器件，所述双极晶体管器件包括用于形成集电极的导电型阱，所述横向扩散金属氧 化物半导体器件包括衬底和形成于所述衬底内的漂移区，所述漂移区的掺杂浓度与所述导 电型阱同时形成，其掺杂浓度一致。上述双极互补金属氧化半导体器件优选的一种技术方案，所述双极互补金属氧化 半导体器件为硅锗双极互补金属氧化半导体器件。上述双极互补金属氧化半导体器件优选的一种技术方案，所述漂移区的掺杂浓度 与所述导电型阱的掺杂数量级为Iel6_lel7。上述双极互补金属氧化半导体器件优选的一种技术方案，所述横向扩散金属氧化 物半导体器件还包括形成于所述漂移区的隔离沟槽和漏极扩散区。上述双极互补金属氧化半导体器件优选的一种技术方案，所述横向扩散金属氧化 物半导体器件还包括形成于所述衬底的漏极扩散区，所述源极扩散区和所述漏极扩散区形成于所述隔离沟槽的两侧。上述双极互补金属氧化半导体器件优选的一种技术方案，所述横向扩散金属氧化 物半导体器件还包括形成于所述漂移区的P型阱以及形成于所述P型阱的源极扩散区，所 述源极扩散区和所述漏极扩散区形成于所述隔离沟槽的两侧。上述双极互补金属氧化半导体器件优选的一种技术方案，所述横向扩散金属氧化 物半导体器件还包括形成于所述衬底表面的氧化层和栅极。上述双极互补金属氧化半导体器件优选的一种技术方案，所述双极晶体管器件是 NPN型双极晶体管器件。一种双极互补金属氧化半导体器件的制备方法，所述双极互补金属氧化半导体器 件包括横向扩散金属氧化物半导体器件和双极晶体管器件，所述双极互补金属氧化半导体 器件的制备方法包括如下步骤形成衬底；在所述衬底上同步形成所述双极晶体管器件的 集电极导电型阱和所述横向扩散金属氧化物半导体器件的漂移区。上述制备方法优选的一种技术方案，所述集电极导电型阱和所述漂移区通过离子 注入的方法形成。与现有技术相比，本发明的双极互补金属氧化半导体器件中包括横向扩散金属氧 化物半导体器件，所述双极晶体管器件的集电极导电型阱和所述横向扩散金属氧化物半导 体器件的漂移区同步形成。由于，所述横向扩散金属氧化物半导体器件的工艺与所述双极 晶体管器件的工艺完全兼容，并不需要额外的工艺步骤，因此，使得双极互补金属氧化半导 体器件中的射频器件工艺与电源器件工艺能够很好的集成在一起，降低了集成成本，使得 形成射频的系统级芯片成为可能。
图1是本发明第一实施方式的双极互补金属氧化半导体器件中的横向扩散金属 氧化物半导体器件的结构示意图。图2是本发明的双极互补金属氧化半导体器件中的双极型晶体管器件的结构示 意图。图3是本发明第二实施方式的双极互补金属氧化半导体器件中的横向扩散金属 氧化物半导体器件的结构示意图。
具体实施例方式为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本发明作进一步 的详细描述。请参阅图1，图1是本发明第一实施方式的双极互补金属氧化半导体器件中的横 向扩散金属氧化物半导体器件的结构示意图。所述横向扩散金属氧化物半导体器件包括衬 底11、形成于所述衬底11内的漂移区12、形成于所述漂移区12的隔离沟槽13和漏极扩散 区14、形成于所述衬底11内的源极扩散区15、形成于所述衬底11表面的氧化层16及栅极 17。所述源极扩散区15和所述漏极扩散区14形成于所述隔离沟槽13的两侧。优选的，所 述双极互补金属氧化半导体器件为硅锗双极互补金属氧化半导体器件。所述隔离沟槽13 是浅隔离沟槽。所述衬底11是P型衬底，所述源极扩散区15和所述漏极扩散区14是η型掺杂的扩散区。请参阅图2，图2是本发明的双极互补金属氧化半导体器件中的双极型晶体管器 件的结构示意图。所述双极型晶体管器件包括衬底21、形成于所述衬底21内的导电型阱 22、隔离沟槽23、形成于所述导电型阱22的集电极25、形成于所述衬底21表面的基极沈、 以及与所述基极26通过接触孔27电性连接的发射极观。优选的，所述基极沈是P-SiGe 外延层。所述双极晶体管器件是NPN型双极晶体管器件。所述横向扩散金属氧化物半导体器件的漂移区12与所述双极型晶体管器件的导 电型阱22同步形成，即所述漂移区12的掺杂浓度与所述导电型阱22的掺杂浓度一致。 优选的，所述漂移区12的掺杂浓度与所述导电型阱22的掺杂数量级(doping level)为 Iel6-lel7。所述导电型阱22和所述漂移区12通过离子注入(IMP)的方法形成，优选的， 通过三步离子注入的方式以提高掺杂效果。请参与图3，图3是本发明第二实施方式的双极互补金属氧化半导体器件中的横 向扩散金属氧化物半导体器件的结构示意图。本实施方式的横向扩散金属氧化物半导体器 件包括衬底31、形成于所述衬底31内的漂移区32、形成于所述漂移区32的隔离沟槽33和 漏极扩散区34、形成于所述漂移区32的P型阱38、形成于所述P型阱38的源极扩散区35、 形成于所述衬底31表面的氧化层36及栅极37。所述源极扩散区35和所述漏极扩散区34 形成于所述隔离沟槽33的两侧。由于P型阱能被漂移区32完全隔离，本实施方式的横向 扩散金属氧化物半导体器件能够更好的应用于射频领域。本发明的双极互补金属氧化半导体器件的制备方法主要包括如下步骤形成衬底；在所述衬底上同步形成双极晶体管器件的集电极导电型阱和横向扩散金属氧 化物半导体器件的漂移区。优选的，所述集电极导电型阱和所述漂移区通过离子注入的 方法形成以提高掺杂效果，所述漂移区的掺杂浓度与所述导电型阱22的掺杂数量级为 Iel6_lel7。与现有技术相比，本发明的双极互补金属氧化半导体器件中包括横向扩散金属氧 化物半导体器件，所述双极晶体管器件的集电极导电型阱和所述横向扩散金属氧化物半导 体器件的漂移区同步形成。由于，所述横向扩散金属氧化物半导体器件的工艺与所述双极 晶体管器件的工艺完全兼容，并不需要额外的工艺步骤，因此，使得双极互补金属氧化半导 体器件中的射频器件工艺能与电源器件工艺能够很好的集成在一起，降低了集成成本，使 得形成射频的系统级芯片(System On Chip, S0C)成为可能。在不偏离本发明的精神和范围的情况下还可以构成许多有很大差别的实施例。应 当理解，除了如所附的权利要求所限定的，本发明不限于在说明书中所述的具体实施例。
权利要求
1.一种双极互补金属氧化半导体器件，其特征在于包括横向扩散金属氧化物半导体 器件和双极晶体管器件，所述双极晶体管器件包括用于形成集电极的导电型阱，所述横向 扩散金属氧化物半导体器件包括衬底和形成于所述衬底内的漂移区，所述漂移区的掺杂浓 度与所述导电型阱同时形成，其掺杂浓度一致。
2.如权利要求1所述的双极互补金属氧化半导体器件，其特征在于，所述双极互补金 属氧化半导体器件为硅锗双极互补金属氧化半导体器件。
3.如权利要求1所述的双极互补金属氧化半导体器件，其特征在于，所述漂移区与所 述导电型阱的掺杂数量级为Iel6_lel7。
4.如权利要求1所述的双极互补金属氧化半导体器件，其特征在于，所述横向扩散金 属氧化物半导体器件还包括形成于所述漂移区的隔离沟槽和漏极扩散区。
5.如权利要求4所述的双极互补金属氧化半导体器件，其特征在于，所述横向扩散金 属氧化物半导体器件还包括形成于所述衬底的源极扩散区，所述源极扩散区和所述漏极扩 散区形成于所述隔离沟槽的两侧。
6.如权利要求4所述的双极互补金属氧化半导体器件，其特征在于，所述横向扩散金 属氧化物半导体器件还包括形成于所述漂移区的P型阱、以及形成于所述P型阱的源极扩 散区，所述源极扩散区和所述漏极扩散区形成于所述隔离沟槽的两侧。
7.如权利要求1到6中任意一项所述的双极互补金属氧化半导体器件，其特征在于，所 述横向扩散金属氧化物半导体器件还包括形成于所述衬底表面的氧化层和栅极。
8.如权利要求1到6中任意一项所述的双极互补金属氧化半导体器件，其特征在于，所 述双极晶体管器件是NPN型双极晶体管器件。
9.一种双极互补金属氧化半导体器件的制备方法，其特征在于，所述双极互补金属氧 化半导体器件包括横向扩散金属氧化物半导体器件和双极晶体管器件，所述双极互补金属 氧化半导体器件的制备方法包括如下步骤形成衬底；在所述衬底上同步形成所述双极晶体管器件的集电极导电型阱和所述横向扩散金属 氧化物半导体器件的漂移区。
10.如权利要求9所述的双极互补金属氧化半导体器件的制备方法，其特征在于，所述 集电极导电型阱和所述漂移区通过离子注入的方法形成。
全文摘要
本发明涉及一种双极互补金属氧化半导体器件及其制备方法。所述双极互补金属氧化半导体器件包括横向扩散金属氧化物半导体器件和双极晶体管器件，所述双极晶体管器件包括用于形成集电极的导电型阱，所述横向扩散金属氧化物半导体器件包括衬底和形成于所述衬底内的漂移区，所述漂移区的掺杂浓度与所述导电型阱同时形成，掺杂浓度一致。本发明的双极互补金属氧化半导体器件降低了集成成本，使得形成射频的系统级芯片成为可能。
文档编号H01L21/8249GK102122659SQ20111000921
公开日2011年7月13日 申请日期2011年1月17日 优先权日2011年1月17日
发明者孙涛 申请人:上海宏力半导体制造有限公司