[發明專利]帶有多個外延層的橫向PNP雙極晶體管

無效

• 申請號: 201210342210.X
• 申請日: 2012-09-17
• 公開（公告）號: CN103022112A
• 公開（公告）日: 2013-04-03
• 發明（設計）人: 雪克·瑪力卡勒強斯瓦密;弗蘭茨娃·赫爾伯特
• 申請（專利權）人: 萬國半導體股份有限公司
• 主分類號: H01L29/735
• 分類號: H01L29/735;H01L29/06
• 代理公司: 上海信好專利代理事務所(普通合伙) 31249
• 代理人: 張靜潔;徐雯瓊

技術領域

本發明涉及一種橫向雙極晶體管，尤其是利用多外延層制備的具有深發射極和集電極區的橫向雙極晶體管。

背景技術

橫向雙極晶體管含有形成在襯底中的發射極和集電極區，作為晶體管的基極。制備發射極和集電極，使襯底區域中的橫向電流相對遠離襯底表面。已知橫向PNP雙極晶體管，但現有的橫向PNP雙極晶體管通常性能有限。

此外，橫向PNP雙極晶體管與寄生襯底PNP器件有關。在垂直方向上，寄生PNP器件形成在P-發射極、N-基極以及P-襯底之間。由于這種垂直寄生PNP器件具有很大的電流增益，為了避免影響主橫向PNP器件，必須禁止使用這種寄生器件。因此，大多數現有的橫向PNP晶體管都含有一個N+掩埋層，在P-發射極下面，N+掩埋層的高摻雜有效地屏蔽了寄生器件的增益。

發明內容

因此，本發明的目的是提供一種帶有多個外延層的橫向PNP雙極晶體管，具體是指利用相同導電類型的多外延層，制備帶有深發射極和深集電極區的橫向雙極晶體管。

依據本發明的一個實施例，橫向雙極晶體管包括一個第一導電類型的半導體襯底；一個第一導電類型的第一掩埋層以及一個第二導電類型的第二掩埋層，都形成在襯底上，第二導電類型與第一導電類型相反；以及兩個或多個第二導電類型的外延層，連續形成在襯底上，每個外延層都包括兩個或多個擴散區。形成在外延層中的擴散區與形成在鄰近外延層中的擴散區垂直對準。第一組擴散區垂直對準，構成第一導電類型的連續擴散區，并且作為發射極區，第二組擴散區垂直對準，構成第一導電類型的連續擴散區，并且作為集電極區。基極區形成在發射極和集電極區之間的一個或多個外延層中。

依據本發明的另一個實施例，一種用于制備橫向雙極晶體管的方法，包括制備一個第一導電類型的半導體襯底；在襯底中，制備一個第一導電類型的第一掩埋層以及一個第二導電類型的第二掩埋層，第二導電類型與第一導電類型相反；在襯底上，連續制備一個或多個第二導電類型的外延層；在每個外延層中，制備兩個或多個擴散區，形成在外延層中的擴散區與形成在鄰近外延層中的擴散區垂直對準；并且對半導體襯底以及一個或多個外延層退火。第一組擴散區垂直對準，構成第一導電類型的連續擴散區，并且作為發射極區，第二組擴散區垂直對準，構成第一導電類型的連續擴散區，并且作為集電極區。基極區形成在發射極和集電極區之間的一個或多個外延層中。

依據本發明的另一方面，利用溝槽發射極和溝槽集電極區，制備了一種橫向溝槽PNP雙極晶體管。橫向溝槽PNP晶體管可以是門電路，用于控制擊穿電壓。在另一個實施例中，制備合并了LDMOS晶體管的橫向PNP雙極晶體管，以獲得高性能。

閱讀以下詳細說明并參照附圖后，將更好地理解本發明。

附圖說明

圖1A～1K表示依據本發明的實施例，用于制備橫向PNP雙極晶體管的工藝步驟的剖面圖；

圖2表示依據本發明的第一可選實施例，一種橫向PNP雙極晶體管的剖面圖；

圖3表示依據本發明的第二可選實施例，一種橫向PNP雙極晶體管的剖面圖；

圖4A～4H表示依據本發明的第三可選實施例，用于制備橫向PNP雙極晶體管的工藝步驟的剖面圖；

圖5A～5J表示依據本發明的可選實施例，用于制備橫向PNP雙極晶體管的工藝步驟的剖面圖；

圖6表示依據本發明的第四可選實施例，一種橫向PNP雙極晶體管的剖面圖；

圖7表示依據本發明的第五可選實施例，一種橫向PNP雙極晶體管的剖面圖；

圖8A～8J表示依據本發明的可選實施例，用于制備橫向PNP雙極晶體管的工藝步驟的剖面圖；

圖9A～9D表示依據本發明的可選實施例，用于制備橫向PNP雙極晶體管的工藝步驟的剖面圖；

圖10表示依據本發明的一個實施例，一種橫向溝槽雙極晶體管的剖面圖；

圖11表示依據本發明的一個實施例，一種與LDMOS晶體管的相結合的橫向PNP雙極晶體管的剖面圖。

具體實施方式

以下結合附圖，通過詳細說明較佳的具體實施例，對本發明做進一步闡述。