[發明專利]雙極晶體管的集電區和集電區埋層的制造方法有效

申請號：	200910202069.1	申請日：	2009-12-31
公開（公告）號：	CN102117748A	公開（公告）日：	2011-07-06
發明（設計）人：	邱慈云;朱東園;范永潔;錢文生;陳帆;徐炯;張海芳	申請（專利權）人：	上海華虹NEC電子有限公司
主分類號：	H01L21/331	分類號：	H01L21/331;H01L21/28
代理公司：	上海浦一知識產權代理有限公司 31211	代理人：	陳平
地址：	201206 上***	國省代碼：	上海;31
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摘要：
搜索關鍵詞：	雙極晶體管集電區集電區埋層制造方法
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【說明書】：

技術領域

本發明涉及一種雙極晶體管(BJT)，特別是涉及一種雙極晶體管的集電區。

背景技術

請參閱圖1，這是一個雙極晶體管。PNP雙極晶體管與NPN雙極晶體管的結構相同，只是各部分結構的摻雜類型相反，下面以NPN雙極晶體管為例進行介紹。在p型硅片襯底10之上具有一個n型重摻雜埋層11，n型重摻雜埋層11之上是n型外延層12(摻雜濃度比埋層11小，通常為中、低摻雜)。n型外延層12中有多個淺槽隔離(STI)結構13a、13b、13c、13d，這些淺槽隔離結構的底部均與埋層11相接觸。n型外延層12中、且在淺槽隔離結構13a、13b或者13c、13d之間有n型重摻雜區14，其連接集電極引出端C。n型外延層12之上是p型的基區15，基區15為導體材料，例如硅、硅鍺合金等，其連接基極引出端B。基區15之上是n型摻雜的T形多晶硅柵極16，其連接發射極引出端E。其中，n型的柵極16、p型的基區15、n型的埋層11在垂直方向上構成了NPN雙極晶體管。

圖1所示的雙極晶體管中，淺槽隔離結構13b和13c之間的n型外延層12為雙極晶體管的集電區，該集電區通過n型重摻雜埋層11(即集電區埋層)、n型重摻雜區14連接到集電極引出端C。現有方法制造的集電區埋層面積較大，其與p型襯底10之間的寄生電容也較大。通常在整個雙極晶體管器件最外圍的淺槽隔離結構13a、13d的下方通常還有深槽隔離結構130a、130d。深槽隔離結構130a、130d從n型重摻雜埋層11深入至p型襯底10之中，對n型重摻雜埋層11進行分割，從而減小集電區埋層和p型襯底10之間的結面積，進而降低兩者之間的寄生電容。

圖1所示的雙極晶體管結構僅為原理示意，實際制造中可能有各部分的結構變化。

上述雙極晶體管的集電區和集電區埋層的制造方法包括如下步驟：

第1步，在p型硅片襯底10上以離子注入工藝注入n型雜質，常用的n型雜質如磷(P)、砷(As)、銻(Sb)等，從而在襯底10中形成n型重摻雜埋層11即集電區埋層；

第2步，在n型重摻雜埋層11之上外延生長一層n型外延層12(即淀積一層n型單晶硅12)，其摻雜濃度比n型重摻雜埋層11小；

第3步，在硅片中以淺槽隔離(STI)工藝刻蝕淺溝槽，所述淺溝槽深度通常小于2μm，即圖1中淺槽隔離結構13a、13b、13c、13d所占據的位置；

接著在整個雙極晶體管器件最外圍的淺溝槽底部再刻蝕深溝槽，所述深溝槽的深度通常大于7μm，即圖1中深槽隔離結構130a、130d所占據的位置；

接著在所述深溝槽中填充介質，例如填充多晶硅等，形成深槽隔離結構130a、130d；

接著在所述淺溝槽中填充介質，例如填充氧化硅(SiO₂)等，形成淺槽隔離結構13a、13b、13c、13d；

其中，在淺槽隔離結構13b、13c之間的n型外延層12即為集電區。

上述雙極晶體管的集電區和集電區埋層的制造方法具有如下缺點。其一，在p型硅片襯底10上淀積一層n型單晶硅12的成本較高。其二，深槽隔離結構130a、130d的深度通常在7μm以上，其刻蝕和填充工藝復雜且成本較高。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種雙極晶體管的集電區和集電區埋層的制造方法，無需生長外延層，也無需刻蝕和填充深溝槽。