[發(fā)明專利]具有P-區(qū)的雙極晶體管功率器件及其低摻雜隔離制造方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200810051399.0
• 申請日: 2008-11-10
• 公開（公告）號: CN101393926A
• 公開（公告）日: 2009-03-25
• 發(fā)明（設計）人: 賈旭初;雷正龍;劉廣海
• 申請（專利權）人: 吉林華微電子股份有限公司;吉林麥吉柯半導體有限公司
• 主分類號: H01L29/72
• 分類號: H01L29/72;H01L29/10;H01L21/331
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發(fā)明涉及一種結構中具有P-區(qū)的雙極晶體管功率器件及其采用低摻雜隔離技術的制造方法，屬于微電子技術領域。

背景技術

現(xiàn)有的雙極晶體管功率器件其內部結構自下而上依次是金屬底層1、N+襯底層2、N-擴散層3、P+區(qū)4、N+區(qū)5、熱氧化SiO₂層6、金屬表層7和聚酰亞胺鈍化層8，見圖1所示，P+區(qū)4分為基區(qū)P+區(qū)和隔離環(huán)P+區(qū)兩部分，基區(qū)P+區(qū)位于N-擴散層3上部中心區(qū)域。金屬底層1充任集電極，基區(qū)P+區(qū)上的金屬表層7充任基極，N+區(qū)5上的金屬表層1充任發(fā)射極。基區(qū)P+區(qū)邊緣到器件邊緣的距離為這種雙極晶體管功率器件的終端尺寸L，通常在165～170μm范圍內，擊穿電壓達700V。

現(xiàn)有雙極晶體管功率器件的制造方法見圖2所示，先在由N+襯底層和N-擴散層構成的基材上以熱氧化的方式生成熱氧化SiO₂層；經光刻和腐蝕向N-擴散層上注入硼并推結，硼源為B11，注入劑量為5E14，注入能量為60keV，在1250℃溫度下進行10小時，同時形成基區(qū)P+區(qū)和隔離環(huán)P+區(qū)；對所暴露的呈下凹狀基區(qū)P+區(qū)的中心區(qū)域做光刻并進行磷擴散摻雜和退火，形成N+區(qū)；在已形成的基區(qū)P+區(qū)和N+區(qū)的中心區(qū)域光刻和腐蝕，分別形成基區(qū)和發(fā)射區(qū)的引線孔，淀積金屬表層、光刻和腐蝕形成基極和發(fā)射極；在正面生長聚酰亞胺層并進行光刻和腐蝕，形成聚酰亞胺鈍化層；在背面淀積金屬底層形成集電極，獲得器件成品。

發(fā)明內容

所述雙極晶體管功率器件其終端尺寸L較大，要求硅片下料尺寸較大，如600μm，導致產品成本較高。

所述雙極晶體管功率器件的制造方法，由于采用比較大的硼注入劑量(5E14)和深結擴散(1250℃，10小時)工藝，形成突變結，造成的器件基區(qū)和隔離環(huán)的結深較深，在長時間的高溫推結的同時發(fā)生長距離的橫向擴散，導致晶體管擊穿電壓降低，如降至400V，為了保證器件具有正常的擊穿電壓，如700V，這就要求器件的終端尺寸L較大，如165～170μm。

本發(fā)明的目的是要減小雙極晶體管功率器件終端尺寸，從而降低產品成本；為此需要提出一種采用低摻雜隔離技術的雙極晶體管功率器件制造方法，我們發(fā)明了本發(fā)明之具有P-區(qū)的雙極晶體管功率器件及其低摻雜隔離制造方法。

本發(fā)明之具有P-區(qū)的雙極晶體管功率器件的技術特征在于，見圖3所示，具有基區(qū)P-區(qū)，位于N-擴散層上部中心區(qū)域，淺結基區(qū)P+區(qū)設置在基區(qū)P-區(qū)中心區(qū)域，N+區(qū)設置在淺結基區(qū)P+區(qū)的中心區(qū)域，基區(qū)P-區(qū)邊緣到器件邊緣的距離為器件的終端尺寸L。

本發(fā)明之雙極晶體管功率器件的低摻雜隔離制造方法的技術特征在于，見圖3、圖4所示，向N-擴散層上注入硼并推結時，注入劑量為1E11～1E13，在1200～1300℃溫度下進行6～8小時，同時形成基區(qū)P-區(qū)和隔離環(huán)P-區(qū)；再在所形成的基區(qū)P-區(qū)的中心區(qū)域注入硼并推結，注入劑量為5E13～5E15，在1150～1250℃溫度下進行3～5小時，形成淺結基區(qū)P+區(qū)；再在該淺結基區(qū)P+區(qū)上部中心區(qū)域摻雜生成N+區(qū)。

基于上述技術方案，在N-擴散層和N+區(qū)之間存在基區(qū)P-區(qū)和淺結基區(qū)P+區(qū)，基區(qū)P-區(qū)屬于淡硼基區(qū)，而淺結基區(qū)P+區(qū)屬于濃硼基區(qū)，因而形成緩變結，緩變結本身可以提高器件的擊穿電壓，因此，可以減小器件的終端尺寸L。由于基區(qū)P-區(qū)是在低摻雜條件下形成，即硼的注入劑量較低，推結時間較短，在形成結深較淺的緩變結結構的同時，橫向擴散距離短，從而可以進一步減小硅片的下料尺寸。按照本發(fā)明之技術方案，器件的終端尺寸L能夠減小到120μm，硅片的下料尺寸能夠減小到510μm，而器件的擊穿電壓依然能夠達到700V。

附圖說明

圖1是現(xiàn)有雙極晶體管功率器件內部結構示意圖。圖2是現(xiàn)有雙極晶體管功率器件制造方法流程框圖。圖3是本發(fā)明具有P-區(qū)的雙極晶體管功率器件內部結構示意圖，該圖兼作為摘要附圖。圖4是本發(fā)明雙極晶體管功率器件的低摻雜隔離制造方法流程框圖。

具體實施方式