[發明專利]與MOS管集成的垂直型雙極結型晶體管及其制備方法

有效

• 申請號: 201110151714.9
• 申請日: 2011-06-08
• 公開（公告）號: CN102820332A
• 公開（公告）日: 2012-12-12
• 發明（設計）人: 吳孝嘉;房世林;陳正培;楊育明;黃竹
• 申請（專利權）人: 無錫華潤上華半導體有限公司;無錫華潤上華科技有限公司
• 主分類號: H01L29/73
• 分類號: H01L29/73;H01L29/06;H01L21/331;H01L21/22;H01L21/265
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 臧霽晨;高為

1.一種與MOS管集成的垂直型雙極結型晶體管，所述MOS管和所述垂直型雙極結型晶體管形成于襯底的外延層上，所述垂直型雙極結型晶體管包括由上至下依次設置的發射區、基區、集電區以及第一埋層，其特征在于，所述集電區和所述第一埋層通過所述襯底中的初始埋層向外延層擴散而一體化地形成。

2.如權利要求1所述的垂直型雙極結型晶體管，其特征在于，所述初始埋層、第一埋層、集電區同為第一導電類型摻雜，所述集電區的摻雜濃度范圍為1×10¹⁵離子/cm³至1×10¹⁶離子/cm³，所述第一埋層的濃度范圍為5×10¹⁵離子/cm³至2×10¹⁶離子/cm³。

3.如權利要求1或2所述的垂直型雙極結型晶體管，其特征在于，所述初始埋層的濃度范圍為1×10¹⁶離子/cm³至5×10¹⁶離子/cm³。

4.如權利要求1所述的垂直型雙極結型晶體管，其特征在于，所述外延層上設置集電區引出區，所述集電區引出區與所述集電區為相同摻雜類型且其摻雜濃度大于所述集電區的摻雜濃度。

5.如權利要求4所述的垂直型雙極結型晶體管，其特征在于，所述集電區引出區的摻雜濃度范圍為1×10¹⁶離子/cm³至5×10¹⁶離子/cm³;所述集電區引出區的結深范圍為1.5微米至2.1微米。

6.如權利要求4或5所述的垂直型雙極結型晶體管，其特征在于，所述集電區引出區與用于形成所述MOS管的第一導電類型的阱區同步構圖摻雜形成。

7.如權利要求4或5所述的垂直型雙極結型晶體管，其特征在于，所述集電區引出區上設置第一電極引出區。

8.如權利要求1或2所述的垂直型雙極結型晶體管，其特征在于，所述基區為第二導電類型摻雜，所述基區的摻雜濃度范圍為1×10¹⁵離子/cm³至1×10¹⁶離子/cm³。

9.如權利要求8所述的垂直型雙極結型晶體管，其特征在于，所述基區上設置第二電極引出區。

10.如權利要求1或2所述的垂直型雙極結型晶體管，其特征在于，所述外延層的厚度范圍為3微米至4微米。

11.如權利要求1或2所述的垂直型雙極結型晶體管，其特征在于，所述基區與所述集電區直接形成PN結。

12.如權利要求1或2所述的垂直型雙極結型晶體管，其特征在于，所述集電區與所述基區之間設置緩沖區，所述緩沖區與所述集電區直接形成PN結。

13.一種制備如權利要求1所述垂直型雙極結型晶體管的方法，其特征在于，包括以下步驟：

提供襯底，在所述襯底中構圖摻雜形成初始埋層

在所述襯底上外延生長外延層，控制外延生長條件以使所述初始埋層向上擴散一體化地形成所述集電區和所述第一埋層；以及

構圖摻雜分別形成基區和發射區。

14.如權利要求13所述的方法，其特征在于，所述初始埋層的摻雜通過離子注入的方式實現，該離子注入的摻雜劑量范圍為2×10¹³-4×10¹³離子/cm²，離子注入的能量范圍為20KeV-80KeV，推阱的條件為1000℃/40分鐘。

15.如權利要求13或14所述的方法，其特征在于，所述外延生長條件包括：外延生長的溫度范圍為1050℃-1150℃，外延生長的速率范圍為0.5微米/分鐘-0.9微米/分鐘。

16.如權利要求13所述的方法，其特征在于，所述方法還包括步驟：在所述襯底上構圖摻雜形成所述集電區的集電區引出區。