[發明專利]硅基高電流傳輸比雙達林頓晶體管及其制作方法

有效

• 申請號: 201710980121.0
• 申請日: 2017-10-19
• 公開（公告）號: CN109686780B
• 公開（公告）日: 2023-06-09
• 發明（設計）人: 王波;景媛媛;向勇軍
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第四十四研究所
• 主分類號: H01L29/06
• 分類號: H01L29/06;H01L27/02;H01L21/8222
• 代理公司: 重慶輝騰律師事務所 50215
• 代理人: 王海軍

1.一種硅基高電流傳輸比雙達林頓晶體管，其特征在于：包括襯底層(1)、N型硅外延層(2)、二氧化硅鈍化層(3)、第一級基區(4)、電極(5)、第一級發射區(6)、第二級基區(7)、第二級發射區(8)、集電區(9)、氮化硅層(10)和底層電極(11)，所述底層電極(11)、襯底層(1)、N型硅外延層(2)、二氧化硅鈍化層(3)、氮化硅層(10)由下至上依次設置，所述第一級基區(4)、第二級基區(7)和集電區(9)設在N型硅外延層(2)上部，第一級發射區(6)和第二級發射區(8)分別設在第一級基區(4)和第二級基區(7)上，所述第一級基區(4)、第一級發射區(6)、第二級基區(7)、第二級發射區(8)、集電區(9)各自連接有電極(5)；第一級發射區(6)和第二級基區(7)的電極(5)相互連接。

2.一種如權利要求1中所述硅基高電流傳輸比雙達林頓晶體管的制作方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)采用N型硅外延材料形成襯底層(1)和N型硅外延層(2)；將外延層(2)所在側的器件端面記為正面，襯底層(1)所在側的器件端面記為背面；

2)采用高溫氧化工藝，在器件正面表面形成二氧化硅鈍化層(3)；

3)采用光刻工藝在器件正面光刻第一級基區(4)和第二級基區(7)；采用濕法腐蝕工藝對第一級基區(4)和第二級基區(7)內的二氧化硅鈍化層進行腐蝕；

4)采用高溫硼擴散工藝，對第一級基區(4)和第二級基區(7)進行淺結硼摻雜；淺結硼摻雜后，在高溫下通氧進行吸硼，形成第一級和第二級晶體管基區；

5)采用高溫LPCVD工藝，在器件表面淀積氮化硅層(10)；

6)采用光刻工藝，在第一級基區(4)和第二級基區(7)正上方刻蝕出第一級發射區(6)和第二級發射區(8)，光刻出集電區(9)；采用等離子刻蝕和濕法腐蝕工藝對第一級發射區(6)、第二級發射區(8)和集電區(9)表面的氮化硅和二氧化硅進行腐蝕；

7)采用高溫磷擴散工藝，對第一級發射區(6)、第二級發射區(8)和集電區(9)進行淺結磷摻雜，分別形成第一級和第二級晶體管發射區以及集電區；

8)對器件背面進行減薄拋光；

9)采用電子束蒸發工藝，在器件正面蒸鍍金屬膜；采用光刻及濕法腐蝕工藝，將電極區域以外的金屬膜腐蝕掉，形成電極(5)；

10)采用電子束蒸發工藝在器件背面蒸鍍金屬膜，形成底層電極(11)。

3.根據權利要求2所述的制作方法，其特征在于：步驟4)中，按如下工藝條件進行淺結硼摻雜工藝：擴散溫度為900～1100℃，摻雜濃度為1×10?19?/cm?3?～5×10?19?/cm?3?，結深為1.0μm；氧化吸硼溫度為900℃～1000℃。

4.根據權利要求2所述的制作方法，其特征在于：步驟5)中，高溫LPCVD工藝的工藝條件為：淀積溫度為780℃～850℃，氮化硅層(10)厚度為100～130nm。

5.根據權利要求2所述的制作方法，其特征在于：步驟7)中，高溫磷擴散工藝中磷擴散溫度為900℃～1000℃，結深為0.5μm。

6.根據權利要求2所述的制作方法，其特征在于：步驟9)中，所述金屬膜為SiAl金屬膜，SiAl金屬膜厚度為1μm。

7.根據權利要求2所述的制作方法，其特征在于：步驟1)中，N型硅外延層(2)的電阻率為20±5Ω·cm，外延層厚度為20±5μm。