[發明專利]雙極晶體管及其制造方法

無效

• 申請號: 200810087505.0
• 申請日: 2008-03-19
• 公開（公告）號: CN101271921A
• 公開（公告）日: 2008-09-24
• 發明（設計）人: 金南柱
• 申請（專利權）人: 東部高科股份有限公司
• 主分類號: H01L29/73
• 分類號: H01L29/73;H01L29/417;H01L21/331;H01L21/28
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司
• 代理人: 蔡勝有;王春偉

技術領域

本發明涉及雙極晶體管及其制造方法。

背景技術

雙極結型晶體管可顯示出比那些MOS場效應晶體管更高的電流驅動性能和更快的操作速度。為了獲得高速數據處理，這樣的雙極結型晶體管可包括互補雙極晶體管，其中在硅襯底上集成PNT雙極結型晶體管和NPN雙極結型晶體管。

如在例圖1和圖2中所舉例說明的，NPN雙極晶體管可包括在硅襯底11中形成的N+型埋層12。可在包括N+型埋層的12的硅襯底11的整個表面上和/或上方形成外延層13，并且可在外延層13的的表面中形成N-型阱14。可在包括N-型阱14的外延層13的表面中形成以預定距離間隔的基極區15和發射極區16。N+型擴散區17可在外延層13中形成并與N+型埋層12相連接。可在包括外延層13的硅襯底11的整個表面上和/或上方形成層間介電層18。基極19、發射極20和集電極21可延伸通過層間介電層18以分別連接于基極區15、發射極區16和N+型擴散區17。N+型埋層12可用作集電極區。

然而，這樣的NPN雙極晶體管可顯示出問題。特別地，當形成集電極時，N+型埋層12和硅襯底11的表面連接于被稱為接收器(sink)的高密度N+型擴散區17。該接收器經受幾個熱處理和N-型高密度離子注入以從硅襯底11的上部連接在外延層13下的N+型埋層12。在這種情況下，該結可橫向延伸對應于其下部的深度。而且，接收器可導致基極結的內部壓力，因此，必須在N+型擴散區17和N-型阱14之間保持預定的距離。因此，當使用接收器作為結時，由于這樣的問題增加了晶體管的尺寸。

發明內容

本發明的實施方案涉及雙極晶體管及其制造方法，其可改進半導體層之間的隔離結構，由此減小集電極的尺寸。這樣的結構還可使得電流流過半導體層之間的最短的途徑，并最小化了集電極的電阻。

本發明的實施方案涉及可包括下列至少之一的雙極晶體管：在襯底中形成的集電極區；在包括集電極區的襯底上形成的外延層；在外延層中形成的基極區；在基極區中形成的發射極區；在延伸通過發射極區、基極區、外延層并延伸到集電極區中的溝槽的側壁上形成的氧化物層；和在溝槽中形成的多晶硅層。

本發明的實施方案涉及可包括下列步驟至少之一的制造雙極晶體管的方法：在襯底中形成集電極區；在包括集電極區的襯底上形成外延層；在外延層中形成基極區；在基極區中形成發射極區；形成延伸通過發射極區、基極區、外延層并延伸到集電極區中的溝槽；在溝槽的側壁上形成氧化物層；和在溝槽中形成多晶硅層

本發明的實施方案涉及可包括下列至少之一的雙極晶體管：在襯底中形成的包含N+型雜質離子的第一區域；在包括第一區域的襯底上形成的外延層；在外延層中形成的包含P+型雜質離子的第二區域；在第二區域中形成的包含N+型雜質離子的第三區域；在延伸通過第三區域、第二區域、外延層并延伸到第一區域中的溝槽的側壁上形成的氧化物層；在延伸通過第三區域、第二區域、外延層并延伸到第一區域中的溝槽中形成的多晶硅層；在第一區域中在氧化物層和多晶硅層下形成的包含N型雜質離子的第四區域；形成為分別與第二區域、第三區域和多晶硅層電連通的多個電極。

附圖說明

圖1和2舉例說明了雙極晶體管。

圖3至12舉例說明了根據本發明實施方案的雙極晶體管。

具體實施方式

根據實施方案，圖3的實例說明可形成為NPN-型晶體管的雙極晶體管100。雙極晶體管100可包括在襯底101中形成的集電極區102。在包括集電極區102的襯底101上和/或上方可形成外延層115。可在外延層115中形成基極區103，同時可在基極區103中形成發射極區104。可在延伸通過發射極區104、基極區103和外延層115至集電極區102的內部的溝槽的兩個側壁上形成氧化物層108。可在溝槽內形成多晶硅層110以接觸氧化物層108。可在集電極區102的下部形成擴散區111以接觸多晶硅層110和氧化物層108。層間介電層112可在外延層115的整個表面上和/或上方形成，并具有暴露基極區103、發射極區104和多晶硅區110的一部分的接觸孔。通過該接觸孔，基極電極114a、發射極電極114b和集電極電極114c可分別與基極區103、發射極區104和多晶硅層110電連通。

圖4至12舉例說明了根據本發明實施方案制造雙極晶體管100的方法。