[其他]半導體器件及其制造方法

無效

• 申請號: 86102691
• 申請日: 1986-04-19
• 公開（公告）號: CN86102691A
• 公開（公告）日: 1986-12-17
• 發明（設計）人: 田端輝夫
• 申請（專利權）人: 三洋電機株式會社;東京三洋電機株式會社
• 主分類號: H01L21/72
• 分類號: H01L21/72;H01L21/04;H01L27/04;H01L29/72
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利代理部
• 代理人: 王以平

本發明涉及一種半導體器件及其制造方法，具體涉及一種高度集成的電路、一個表現出高過渡頻率及高電流增益的縱向晶體管和一個包括有所述晶體管的集成電路及其制造方法。

制造常規NPN型晶體管的方法將參考圖1予以說明。如圖1（A）所示，用P型硅襯底作為半導體襯底41，有選擇地將銻淀積在襯底表面，形成N⁺型埋層43，將硼圍繞著埋層43淀積在襯底41的表面，形成雙隔離擴散區44的下擴散層（見圖1（D））。

然后，如圖1（B）所示，在襯底41上生長N型外延層42。在相應于下擴散層44′的位置上將硼淀積在外延層42的表面，形成雙隔離擴散區44的上擴散層。

接著，如圖1（C）所示，加熱襯底41，雙隔離擴散區44的上擴散層及下擴散層和埋層43便在外延層42中擴散，上擴散層44″和下擴散層44′便連接起來，由此，就形成了雙隔離擴散區44。這一擴散過程在大約1，100℃的條件下進行3至4小時。如果外延層42的厚度是13μm，則上擴散層44″要朝下向外擴散大約10μm的厚度，下擴散層44′則要朝上向外擴散大約5μm的厚度。

此外，如圖1（D）所示，在由雙隔離擴散區44在外延層42中圍成的一個孤立區45的表面上擴散P型基區46和N型發射區47。在發射區47擴散的同時，集電極接觸區48也在孤立區45表面上擴散。

這樣，NPN晶體管便在孤立區45中形成。

上述方法中，用朝上擴散和朝下擴散的方法形成了隔離區44，這種情況下的擴散時間要比常規方法中的擴散時間短，在常規方法中，因為上擴散層44″含有較高比例的雜質，所以隔離區僅由上側擴散而形成，但既然上擴散層44″要擴散得比下擴散層44′厚，而上擴散層擴散得比下擴散層厚是必然的，因此增加了橫向擴散。總之，上擴散層44″在外延層44中占據了較大的區域，由此便妨礙集成度的提高。

另一方面，縱向型PNP晶體管具有下述問題：

如圖2所示，常規縱向型PNP晶體管包括生長在P型硅半導體襯底51表面上的N型外延層52、襯底51上形成的N+型埋層53、穿過外延層52以致完全圍繞埋層53的雙隔離擴散區54、覆蓋在襯底51的埋層53上的P⁺型集電區55、從外延層52的表面延伸到集電區55的集電極引線區56、完全由集電區55和集電極引線區56圍繞的且由外延層52構成的基區57、在基區57表面上形成的P⁺型發射區58、覆蓋在外延層52表面上的氧化膜59，以及通過氧化膜59的電極孔分別與集電極引線區56、基板接觸區60、和發射區58實現歐姆接觸的集電極電極61、基極電極62和發射極電極63。例如“日本專利公開“第59-172738號（1984）就公開了這樣的一種縱向型PNP晶體管。在這種結構中，由于基區由外延層52構成，故雜質濃度低到10¹⁶cm^-3或更低的范圍，而且由于寬度尺寸（厚度方向尺寸）大，故一個弊端是過渡頻率f_T低。此外，因為外延層52的電阻率和厚度易于起伏，而這種起伏又是由基區57雜質濃度和寬度尺寸的起伏而引起的，所以又一弊端是由于這樣的起伏導致的PNP晶體管電流增益hFE的起伏。

圖3中所示的縱向型PNP晶體管就消除了這樣的弊端。這種縱向型PNP晶體管具有P型硅半導體襯底71、在襯底71上形成的N型外延層72、在襯底71上形成的N⁺型埋層73、穿過外延層72完全圍繞埋層73的P⁺型雙隔離擴散區74、在埋層73上形成的P⁺型集電區75、從外延層72表面伸到集電區75的P⁺型集電極引線區76、完全由集電區75集電極引線區76圍繞的且由外延層72構成的基區77、在基區77表面上形成的P⁺型發射區78、在基區77表面上形成的N⁺型基極接觸區80、覆蓋在外延層72表面的氧化膜79、通過氧化膜79的電極孔分別與集電極引線區76、基極接觸區80和發射區78實現歐姆接觸的集電極電極81、基極電極82和發射極電極83，以及雜質濃度比基區77高的且在基區77表面上形成的N型離子注入區84。