[實用新型]雙極型縱向平面式晶體管

有效

• 申請號: 201320048768.7
• 申請日: 2013-01-30
• 公開（公告）號: CN203179894U
• 公開（公告）日: 2013-09-04
• 發明（設計）人: 李紅偉;吳耀輝
• 申請（專利權）人: 蘇州同冠微電子有限公司
• 主分類號: H01L29/732
• 分類號: H01L29/732;H01L29/06
• 代理公司: 常州佰業騰飛專利代理事務所(普通合伙) 32231
• 代理人: 徐琳淞

技術領域

本實用新型涉及一種雙極型縱向平面式晶體管。

背景技術

晶體管是一種在集成電路中起重大作用的有源器件，用途各異，如作恒壓源，恒流源，小信號放大器，大電流驅動器等。因此，一個晶體管性能的好壞直接影響到集成電路功能的好壞。不同功能的集成電路對晶體管性能的要求也是不同的。

對于一般要求的大規模集成電路，其晶體管的制造方法參見說明書附圖1～4，也既圖1～4是一個現有的NPN-型雙極型縱向平面式晶體管的制造流程剖面圖。

請參見圖1，首先，在P-型半導體襯底a的頂部形成N-型非本征集電區b；在非本征集電區b上生產N-型外延層c；N-型外延層c的一部分作為晶體管的本征集電區d。

請參見圖2，在外延層c的頂部摻入P-型雜質元素作為隔離晶體管的隔離層e，在外延層c的頂部摻入P-型雜質元素作為晶體管的本征基區f。

請參見圖3，在本征基區f的頂部摻入較高濃度的P-型雜質作為晶體管的非本征基區g；在本征基區f的頂部摻入N-型雜質作為晶體管的發射區h，發射區摻入的雜質同時也作為集電區i。

請參見圖4，為了保護晶體管表面，在金屬布線前，在半導體襯底的頂部用化學汽相淀積方法淀積一電介質膜層j，電介質膜可以是氧化硅，氮化硅，或氧化硅和氮化硅兩種介質的組合。然后在介質膜層j中，分別在位于發射區h，非本征基區g，以及集電極區i的區域開出引線孔，再完成金屬布線，形成晶體管的發射極，基極，以及集電極，一個現有技術中的NPN型雙極型縱向平面晶體管就形成了。

但是，根據說明書附圖1～4流程制造出來的NPN型雙極型縱向平面式晶體管有以下缺陷：

1、晶體管的P-型隔離層e是在N-型外延層c后完成的，為了達到隔離效果，必須通過高溫以及長時間推進使雜質擴散穿過外延層(縱向擴散)與半導體襯底a相連。在雜質縱向擴散的同時，不可避免的也會橫向擴散，這樣，晶體管的面積增大，影響電路的集成密度。

2、連接非本征集電區b和集電區i的是低濃度摻雜的N-型外延層c，這樣，集電極回路串聯電阻較大，因而集電極飽和壓降較高。這樣的晶體管不能用于電流驅動能力要求強的電路。

3、為了取得半導體襯底表面的平坦效果，引線孔前的電介質膜j需采用化學汽相淀積方法淀積，因而生產成本較高。

實用新型內容

本實用新型的目的是提供一種能克服現有技術缺陷的雙極型縱向平面式晶體管及其制造方法，通過在制造過程種選擇合適的本征基區濃度，使得本征基區方塊電阻較小，通過改善隔離方法，使得晶體管面積較小，并且生產制造過程比較容易控制，節省成本。

實現本實用新型目的的技術方案是雙極型縱向平面式晶體管，包括P型半導體襯底；位于P型半導體襯底頂部的N型非本征集電區和摻入P型雜質元素的下隔離層；位于P型半導體襯底上方的本征集電區；位于本征集電區頂部的摻入N型雜質元素且連接非本征集電區的插塞；位于本征集電區頂部的摻入P型雜質元素且與下隔離層連通的上隔離層；位于本征集電區頂部的摻入P型雜質元素的本征基區；位于本征基區頂部的摻入P型雜質的非本征基區；位于本征集電區頂部的第一電介質膜層；位于本征基區頂部的摻入N型雜質的發射區；位于插塞頂部的摻入N型雜質的集電極區；位于發射區和集電極區上方的與第一電介質膜層厚度相等的第二電介質膜層；位于第一電介質膜層和第二電介質膜層中，分別位于發射區、非本征基區、集電極區的區域的引線孔；以及設置在前述引線孔內的金屬布線。

所述非本征集電區的方塊電阻約為11～15歐姆/方塊。

所述插塞的方塊電阻為1～3歐姆/方塊。

所述本征基區的方塊電阻為290～310歐姆/方塊。

采用了上述技術方案后，本實用新型具有積極的效果：(1)本實用新型是雙隔離，不必將上隔離層雜質推進擴散穿過外延層與半導體襯底相連，縱向擴散深度減小，橫向擴散也相應的減小，所以晶體管的面積減小，電路的集成密度提高。

(2)本實用新型在本征集電區的頂部摻入高濃度的N型雜質元素作為聯接非本征集電區和本征集電極區的插塞，集電極回路串聯電阻大大減小，集電極飽和壓降降低。

(3)本實用新型的晶體管本征基區方塊電阻較小。

附圖說明

為了使本實用新型的內容更容易被清楚地理解，下面根據具體實施例并結合附圖，對本實用新型作進一步詳細的說明，其中

圖1～圖4為現有的NPN-型雙極型縱向平面式晶體管的制造流程剖面圖。

圖5～圖12為本實用新型的NPN-型雙極縱向平面式晶體管的剖面圖.

附圖中標號為：