[發明專利]一種橫向三極管的結構及其制造方法

無效

• 申請號: 200910197808.2
• 申請日: 2009-10-28
• 公開（公告）號: CN101777578A
• 公開（公告）日: 2010-07-14
• 發明（設計）人: 易亮
• 申請（專利權）人: 上海宏力半導體制造有限公司
• 主分類號: H01L29/73
• 分類號: H01L29/73;H01L29/06;H01L21/331
• 代理公司: 上海思微知識產權代理事務所(普通合伙) 31237
• 代理人: 鄭瑋

技術領域

本發明涉及一種集成電路加工制造技術，特別涉及一種橫向三極管的結構及其制造方法。

背景技術

BiCMOS(雙極-互補金屬-氧化層半導體器件)是將雙極器件和互補金屬-氧化層半導體(CMOS)器件建造在相同的襯底上，BICMOS工藝即是將Bipolar工藝(即雙極工藝)與CMOS工藝(互補金屬-氧化層半導體器件工藝)相結合的一種綜合工藝，將雙極器件的線性和速度與CMOS的低耗用功率、低熱耗散和較高密度相結合的集成電路工藝。

在多數BiCMOS器件中，放大增益是由橫向三極管的結構決定的。現有BiCMOS有一定的局限性，其中一個限制因素是橫向晶體管的低電流增益性，即其放大增益很難有明顯提高。

圖1A為現有技術中橫向PNP三極管的結構圖，圖1B為圖1A中橫向PNP三極管的結構的電路圖。參照圖1A所示，橫向PNP三極，包括：P型襯底100、在P型襯底100中的N阱區200，在N阱區100中設有N型基區3020、P型集電區4020、P型發射區5020，在所述N型基區3020和襯底100之間設有淺溝槽隔離層6020，在所述P型基區3020與所述P型集電區4020之間設有有淺溝槽隔離層6040。在所述P型集電區4020與所述P型發射區5020之間的襯底表面上設有多晶硅層8020。發射區5020、基區3020和集電區4020組成橫向PNP三極管，發射區5020，阱區200、襯底100組成縱向PNP三極管。

在圖1B現有技術中橫向PNP三極管的電路圖示中，當縱向PNP三極管的發射區-基區間電壓大于內建電壓時，發射電流Ie流入所述N阱區200，導致在所述襯底上生成寄生的縱向PNP集電極電流Ic(V)，而Ic(V)是不必要的電流，Ic(L)為橫向PNP集電極電流，Ic(V)降低了Ic(L)的值，從而降低了電流增益。電流增益為Ic(L)/Ib的值，Ib為基極電流，此電流增益值往往小于3，故電流增益很小。

發明內容

本發明解決的技術問題是：提供一種橫向三極管的機構及其制作方法，以提高橫向三極管的電流增益。

為解決上述問題，本發明提供一種橫向三極管的結構，包括：襯底，在所述襯底中設有阱區，在所述阱區中設有基區、集電區和發射區，構成一個橫向三極管；其特征在于，在所述阱區中，在所述發射區下層，緊靠發射區的位置設有高濃度摻雜區。

可選的，橫向三極管為橫向PNP三極管。

可選的，橫向三極管為橫向NPN三極管。

優選的，當橫向三極管為橫向PNP三極管時，所述高濃度摻雜區為高濃度N型摻雜區。

優選的，當橫向三極管為橫向NPN三極管時，所述高濃度摻雜區為高濃度P型摻雜區。

可選的，在所述基區和所述集電區之間設有淺溝槽隔離層，在所述基區和所述襯底之間還設有淺溝槽隔離層。

可選的，在所述發射區和所述集電區之間的所述襯底表面上設有多晶硅層。

為解決前述問題，本發明提供一種橫向三極管的制造方法，其特征在于，包括：提供襯底，在所述襯底中形成阱區；在所述阱區中，在所述發射區下層，緊靠發射區的位置形成高濃度摻雜區；在所述阱區中形成基區、集電區和發射區。

可選的，在所述基區和所述集電區之間設有淺溝槽隔離層，位于所述基區和所述襯底之間還設有淺溝槽隔離層。

可選的，在所述發射區和所述集電區之間的所述襯底表面上還可形成多晶硅層。

可選的，在形成阱區之后和注入摻雜區之前，在所述襯底上形成所述淺溝槽隔離層和所述多晶硅層。

發射區、基區和集電區組成橫向三極管，發射區，阱區、襯底組成縱向三極管。在所述阱區中，在所述發射區下層，緊靠發射區的位置注入高濃度摻雜區后，高濃度摻雜使費米能級位置發生變化，縱向三極管發射結的內建電壓得以提高，使得發射極載流子減少，從而減小寄生縱向發射極電流，進而使橫向三極管的發射極電流增加，最終提高了橫向三極管的電流增益。

附圖說明

圖1A為現有技術中橫向PNP雙極晶體管的剖面示意圖；

圖1B為現有技術中橫向PNP雙極晶體管的電路圖，圖1A對應的電路圖；

圖2A為本發明橫向三極管的俯視圖

圖2B為本發明橫向三極管的剖面示意圖；

圖2C為本發明橫向三極管制造流程中的關鍵步驟-注入形成摻雜區；

圖2D為本發明橫向三極管制造流程中注入形成摻雜區后結構圖。

具體實施方式