[發(fā)明專利]縱向雙極型晶體管及制作方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202310409969.3
• 申請日: 2023-04-18
• 公開（公告）號: CN116153973A
• 公開（公告）日: 2023-05-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉堯;劉筱偉;李建平;劉海彬;段花花;劉森
• 申請（專利權(quán)）人: 微龕（廣州）半導(dǎo)體有限公司
• 主分類號: H01L29/06
• 分類號: H01L29/06;H01L21/331;H01L29/73
• 代理公司: 上海光華專利事務(wù)所(普通合伙) 31219
• 代理人: 羅泳文

本發(fā)明提供一種縱向雙極型晶體管及其制作方法，縱向雙極型晶體管設(shè)置于P型襯底上且包括：位于所述P型襯底上部的N型埋層和P型埋層，以及位于所述N型埋層下方的N型深阱，所述N型埋層設(shè)置于所述N型深阱與所述N型外延層之間，所述P型埋層設(shè)置成包圍所述N型深阱且鄰接所述N型埋層。本發(fā)明通過在襯底設(shè)置N型埋層和P型埋層和N型深阱，所述P型埋層環(huán)繞所述N型深阱設(shè)置且鄰接所述N型埋層，利用P型埋層分別與N型埋層和N型深阱形成的PN結(jié)阻斷基區(qū)少子電流向襯底注入的通道，由此減少襯底漏電流。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體領(lǐng)域，特別是涉及一種雙極型晶體管及其制作方法。

背景技術(shù)

隨著新能源汽車、智能電網(wǎng)、移動通訊等產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展，大電流的高壓開關(guān)電路越來越受到重視，由于縱向雙極型晶體管（BJT）中電流在雙極型晶體管指向半導(dǎo)體襯底的垂直方向流動，在高輸出電流、大驅(qū)動能力電路的應(yīng)用中存在優(yōu)勢。然而，當(dāng)雙極型晶體管工作在大電流狀態(tài)時，反偏的集電結(jié)很容易產(chǎn)生大量熱，使得雙極型晶體管極易發(fā)生熱擊穿，從而影響器件的可靠性。

此外，雙極型晶體管大電流工作下基區(qū)少子沿內(nèi)建電場漂移造成向襯底的注入，會減弱集電極對電流的收集效應(yīng)。圖1顯示為現(xiàn)有技術(shù)的縱向雙極結(jié)型晶體管的結(jié)構(gòu)示意圖，其中P型襯底100與N型外延層200之間設(shè)置有N+型埋層120以減弱寄生雙極型晶體管的影響，但是在大電流工作下基區(qū)的少子仍可能會注入到襯底產(chǎn)生襯底漏電流，這樣會減弱集電極對電流的收集效應(yīng)。

因此，如何提供一種縱向雙極型晶體管的改良結(jié)構(gòu)以提高在大電流工作下器件的穩(wěn)定性以及降低襯底漏電流，已成為業(yè)界亟待解決的技術(shù)問題。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于提供一種縱向雙極型晶體管及其制作方法，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中縱向雙極型晶體管工作在大電流下存在襯底漏電和易發(fā)生熱擊穿等問題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本發(fā)明提供一種縱向雙極型晶體管，所述縱向雙極型晶體管設(shè)置于P型襯底上且包括：

N型外延層，設(shè)置于所述P型襯底上，所述N型外延層內(nèi)設(shè)置有第一導(dǎo)電類型的基區(qū)注入層，所述基區(qū)注入層的上表層設(shè)置有嵌套于其中的第二導(dǎo)電類型發(fā)射極引出區(qū)以及與所述發(fā)射極引出區(qū)間隔設(shè)置的基極引出區(qū)，所述N型外延層的上表層還設(shè)置有第二導(dǎo)電類型的集電極引出區(qū)，所述集電極引出區(qū)與所述基區(qū)注入層間隔設(shè)置且位于所述基區(qū)注入層遠(yuǎn)離所述發(fā)射極引出區(qū)一側(cè)；

所述P型襯底包括位于所述P型襯底上部的N型埋層和P型埋層，以及位于所述N型埋層下方的N型深阱，所述N型埋層設(shè)置于所述N型深阱與所述N型外延層之間，所述P型埋層設(shè)置成包圍所述N型深阱且鄰接所述N型埋層。

可選地，所述N型埋層設(shè)置成其底部與所述N型深阱相接觸，所述P型埋層、所述N型埋層、所述N型深阱以及所述P型襯底構(gòu)成一PNP雙極型晶體管。

可選地，所述N型埋層具有大于所述N型深阱的摻雜濃度，所述N型深阱的摻雜濃度為0.8e17cm^-3~?1.2e17cm^-3。

進(jìn)一步，所述N型埋層與所述P型埋層的摻雜濃度經(jīng)配置以調(diào)制所述N型埋層對所述基區(qū)注入層的少子收集效率，其中所述N型埋層的摻雜濃度為0.8e18cm^-3~1.2e18cm^-3，所述P型埋層的摻雜濃度為0.8e18cm^-3~1.2e18cm^-3。

可選地，所述基區(qū)注入層的摻雜濃度1e18cm^-3~5e18cm^-3，所述集電極引出區(qū)的摻雜濃度為4e20cm^-3~6e20cm^-3。

可選地，貫穿所述N型外延層形成有深溝槽隔離結(jié)構(gòu)，所述深溝槽隔離結(jié)構(gòu)的底部與所述P型埋層接觸而與所述P型埋層共同形成為隔離墻。