專利名稱：具有雙超淺隔離結(jié)構(gòu)的多點(diǎn)式硅晶體管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種晶體管，特別涉及一種具有雙超淺隔離結(jié)構(gòu)的多點(diǎn)式硅晶體管。
背景技術(shù)：
—般金屬氧化物半導(dǎo)體(M0S)器件由于低耗電以及高積集度的特性，使其已經(jīng)被 廣泛地應(yīng)用于集成電路(IC)的設(shè)計(jì)以及制作上，然而MOS器件與雙極型晶體管(BJT)器件 相比較，其在耐壓、操作速度、電流驅(qū)動(dòng)力方面均比BJT器件遜色。故而在一些講求高速度、 高耐壓、大電流驅(qū)動(dòng)以及模擬電路的IC應(yīng)用場(chǎng)合，仍大都配合采用BJT器件，例如功率晶體 管IC，電力電子開(kāi)關(guān)IC器件等。 圖1與圖2分別為現(xiàn)有技術(shù)的多點(diǎn)式NPN型BJT器件的結(jié)構(gòu)剖視圖與結(jié)構(gòu)俯視圖， 所述多點(diǎn)式BJT器件是制作在硅基板10上，其周圍形成有一 P型阱區(qū)12、一第一、第二淺 溝槽(STI)結(jié)構(gòu)14U6。所述多點(diǎn)式BJT器件主要包含第一、第二晶體管單元18、20，第一 晶體管單元18包含一作為集電極的第一 N型摻雜區(qū)181、一作為基極連接導(dǎo)線的第一 P型 摻雜區(qū)182與一作為基極的第一 P型輕摻雜區(qū)183，所述第一 P型輕摻雜區(qū)183位于第一 N 型摻雜區(qū)181與第一P型摻雜區(qū)182之間，另在第一P型輕摻雜區(qū)183的表面設(shè)有一重?fù)?雜的第一多晶硅層184，以作為發(fā)射極。同樣地，第二晶體管單元20包含一第二N型摻雜區(qū) 201、一第二 P型摻雜區(qū)202與一第二 P型輕摻雜區(qū)203，所述第二 P型輕摻雜區(qū)203位于第 二 N型摻雜區(qū)201與第二 P型摻雜區(qū)202之間，另在第二 P型輕摻雜區(qū)203的表面則設(shè)有一 重?fù)诫s的第二多晶硅層204。以第一晶體管單元18為例，因?yàn)檩d流子的流動(dòng)方式會(huì)影響整 個(gè)器件的電性能，所以在前述這種現(xiàn)有晶體管單元結(jié)構(gòu)中，當(dāng)載流子從第一 P型摻雜區(qū)182 運(yùn)動(dòng)至基極中時(shí)，由于第一 P型摻雜區(qū)182與第一 P型輕摻雜區(qū)183的鄰接面過(guò)大，導(dǎo)致基 極電阻過(guò)大，進(jìn)而使整個(gè)器件的電流驅(qū)動(dòng)能力無(wú)法進(jìn)一步提升。另外對(duì)第一N型摻雜區(qū)181 與第一P型輕摻雜區(qū)183的界面而言，由于此處的電流較大，所以此處的擊穿電壓較低，易 產(chǎn)生雪崩效應(yīng)。 因此，針對(duì)上述困擾，本發(fā)明提出一種具有雙超淺隔離結(jié)構(gòu)的多點(diǎn)式硅晶體管，以 有效克服現(xiàn)有技術(shù)所產(chǎn)生的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的，在于提供一種具有雙超淺隔離結(jié)構(gòu)的多點(diǎn)式硅晶體管，其由
至少二晶體管所組成，且在每一晶體管單元的基極兩側(cè)分別增設(shè)一超淺溝槽結(jié)構(gòu)，如此不
但可使基極與集電極之間的擊穿電壓提高，又能使與基極連接的基極連接導(dǎo)線的內(nèi)阻變
小，以提高整個(gè)器件的電流驅(qū)動(dòng)力，同時(shí)減少功率消耗，進(jìn)而增加器件的使用壽命。 為達(dá)上述目的，本發(fā)明提供一種具有雙超淺隔離結(jié)構(gòu)的多點(diǎn)式硅晶體管，其包含
一硅基板，其周圍形成有一第一型阱區(qū)、一第一、第二隔離結(jié)構(gòu)，至少二晶體管單元水平設(shè)
于硅層中，且每一晶體管單元彼此鄰接，同時(shí)相鄰晶體管單元互相對(duì)稱設(shè)置，每一晶體管單
元包含有一作為集電極的第二型摻雜區(qū)、一第一型摻雜區(qū)、一第一、第二超淺溝槽結(jié)構(gòu)與一作為基極的第一型輕摻雜區(qū)，其中第一、第二型摻雜區(qū)彼此鄰接，第一、第二超淺溝槽結(jié)構(gòu) 分別與第二、第一型摻雜區(qū)鄰接，且第一型輕摻雜區(qū)位于第一、第二超淺溝槽結(jié)構(gòu)之間，并 與第一、第二型摻雜區(qū)鄰接，另在此硅基板表面還設(shè)有一第二型射極結(jié)構(gòu)，此結(jié)構(gòu)位于第一 型輕摻雜區(qū)上面。 為進(jìn)一步說(shuō)明對(duì)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)特征及所達(dá)成的功效，謹(jǐn)佐以較佳實(shí)施例圖及配合 的詳細(xì)說(shuō)明，說(shuō)明如后。


圖1為現(xiàn)有技術(shù)的多點(diǎn)式硅晶體管結(jié)構(gòu)剖視圖。
圖2為現(xiàn)有技術(shù)的多點(diǎn)式硅晶體管結(jié)構(gòu)俯視圖。
圖3為本發(fā)明的第一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)剖視圖。
圖4為本發(fā)明的第一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)俯視圖。
圖5A至圖5E為本發(fā)明制作第一實(shí)施例的各步驟結(jié)構(gòu)剖視圖。
圖6為本發(fā)明的第二實(shí)施例的結(jié)構(gòu)剖視圖。
圖7為本發(fā)明的第二實(shí)施例的結(jié)構(gòu)俯視圖。
圖8為本發(fā)明的第三實(shí)施例的結(jié)構(gòu)剖視圖。
圖9為本發(fā)明的第三實(shí)施例的結(jié)構(gòu)俯視圖。
圖10為本發(fā)明的第四實(shí)施例的結(jié)構(gòu)剖視圖。
圖11為本發(fā)明的第四實(shí)施例的結(jié)構(gòu)俯視圖。
主要器件符號(hào)說(shuō)明10硅基板12P型阱區(qū)14第一淺溝槽結(jié)構(gòu)16第二淺溝槽結(jié)構(gòu)18第一晶體管單元181第一N型摻雜區(qū)182第一 P型摻雜區(qū)183第一 P型輕摻雜區(qū)184第一多晶硅層20第二晶體管單元201第二N型摻雜區(qū)202第二 P型摻雜區(qū)203第二 P型輕摻雜區(qū)204第二多晶硅層22硅基板24P型阱區(qū)26第一淺溝槽結(jié)構(gòu)28第二淺溝槽結(jié)構(gòu)30第一晶體管單元301第一N型摻雜區(qū)302第一 P型摻雜區(qū)303第一 P型輕摻雜區(qū)304第一超淺溝槽結(jié)構(gòu)305第二超淺溝槽結(jié)構(gòu)306第一N型射極結(jié)構(gòu)307第一輕摻雜深阱區(qū)308第一重?fù)诫s淺阱區(qū)309第二重?fù)诫s淺阱區(qū)32第二晶體管單元321第二N型摻雜區(qū)322第二 P型摻雜區(qū)323第二 P型輕摻雜區(qū)324第三超淺溝槽結(jié)構(gòu)




325第四超淺溝槽結(jié)構(gòu) 327第二輕摻雜深阱區(qū) 329第四重?fù)诫s淺阱區(qū) 34第三晶體管單元
326第二N型射極結(jié)構(gòu) 328第三重?fù)诫s淺阱區(qū)
341第三N型摻雜區(qū)
342第三P型摻雜區(qū) 343第三P型輕摻雜區(qū) 344第五超淺溝槽結(jié)構(gòu) 345第六超淺溝槽結(jié)構(gòu) 346第三N型射極結(jié)構(gòu) 347第三輕摻雜深阱區(qū) 348第五重?fù)诫s淺阱區(qū) 349第六重?fù)诫s淺阱區(qū)
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的多點(diǎn)式硅晶體管主要包含至少二水平設(shè)于硅層中的晶體管單元，且每一 晶體管單元彼此鄰接，相鄰晶體管單元互相對(duì)稱設(shè)置。以下先以二晶體管單元為例，介紹本 發(fā)明的實(shí)施態(tài)樣。 由于多點(diǎn)式硅晶體管可分為NPN晶體管或PNP晶體管，但不管是哪種晶體管，其構(gòu) 造均相同，僅材質(zhì)有N型或P型二種差異，以下先介紹NPN晶體管，以其作為本發(fā)明的第一 實(shí)施例，具體請(qǐng)參閱圖3及圖4。 本發(fā)明的多點(diǎn)式硅晶體管包含一硅基板22，其周圍形成有一方形的P型阱區(qū)24與 一方形的第一、第二淺溝槽(STI)結(jié)構(gòu)26、28，第一、第二淺溝槽結(jié)構(gòu)26、28分別位于P型阱 區(qū)24的內(nèi)圍與外圍。 第一晶體管單元30包含了一作為集電極的第一 N型摻雜區(qū)301、一作為基極連接 導(dǎo)線的第一 P型摻雜區(qū)302、一作為基極且摻雜濃度較第一 P型摻雜區(qū)302低的第一 P型輕 摻雜區(qū)303、一第一、第二超淺溝槽結(jié)構(gòu)304、305，兩者均位于硅基板22中，除此之外，第一 P型輕摻雜區(qū)303介于第一、第二超淺溝槽結(jié)構(gòu)304、305之間，第一P型輕摻雜區(qū)303與第
一 N型摻雜區(qū)301、第一 P型摻雜區(qū)302、第一、第二超淺溝槽結(jié)構(gòu)304、305鄰接，第一 N型、 P型摻雜區(qū)301 、302分別與第一、第二超淺溝槽結(jié)構(gòu)304、305鄰接，第一 N型摻雜區(qū)301鄰 接于第一 P型摻雜區(qū)302的側(cè)壁與底部。 另外在硅基板24表面還設(shè)有一第一 N型射極結(jié)構(gòu)306，其為重?fù)诫s多晶硅射極結(jié) 構(gòu)，且其位于第一P型輕摻雜區(qū)303上面，并覆蓋部分的第一、第二超淺溝槽結(jié)構(gòu)304、305。
第二晶體管單元32包含了一作為集電極的第二 N型摻雜區(qū)321、一作為基極連接 導(dǎo)線的第二 P型摻雜區(qū)322、一作為基極且摻雜濃度較第二 P型摻雜區(qū)322低的第二 P型 輕摻雜區(qū)323、一第三、第四超淺溝槽結(jié)構(gòu)324、325，其均位于硅基板22中，除此之外，第二 P型輕摻雜區(qū)323介于第三、第四超淺溝槽結(jié)構(gòu)324、325之間，第二 P型輕摻雜區(qū)323與第
二 N型摻雜區(qū)321、第二 P型摻雜區(qū)322、第三、第四超淺溝槽結(jié)構(gòu)324、325鄰接，第二 N型、 P型摻雜區(qū)321、322分別與第三、第四超淺溝槽結(jié)構(gòu)324、325鄰接，第二 P型摻雜區(qū)322的 側(cè)壁與底部與第二 N型摻雜區(qū)321鄰接。另外，第二 P型摻雜區(qū)322與第一 P型摻雜區(qū)302 鄰接，且第二 P型摻雜區(qū)322與第一 P型摻雜區(qū)302為具有同一摻雜濃度的P型摻雜區(qū)，第 二 N型摻雜區(qū)321與第一 N型摻雜區(qū)301鄰接，且第二 N型摻雜區(qū)321與第一 N型摻雜區(qū) 301為具有同一摻雜濃度的N型摻雜區(qū)。
另外在硅基板22表面還設(shè)有一第二 N型射極結(jié)構(gòu)326，其為重?fù)诫s的多晶硅射極結(jié)構(gòu)，且其位于第二P型輕摻雜區(qū)323的上面，并覆蓋部分的第三、第四超淺溝槽結(jié)構(gòu)324、325。 在器件尺寸設(shè)計(jì)上，第一、第二淺溝槽結(jié)構(gòu)26、28的寬度a為0. 5微米；第一、第二、第三、第四超淺溝槽結(jié)構(gòu)304、305、324、325的寬度b各為0. 3微米；第一、第二 P型輕摻雜區(qū)303、323的寬度c各為0. 32微米；介于第一超淺溝槽結(jié)構(gòu)304與第二淺溝槽結(jié)構(gòu)28間的第一 N型摻雜區(qū)301的寬度d為0. 3微米；介于第三超淺溝槽結(jié)構(gòu)324與第二淺溝槽結(jié)構(gòu)28間的第二 N型摻雜區(qū)321的寬度e為0. 3微米；介于第二、第四超淺溝槽結(jié)構(gòu)305、325間的第一、第二 P型摻雜區(qū)302、322的總寬度f(wàn)為0. 3微米；第一、第二 P型摻雜區(qū)302、322分別與第一、第二 P型輕摻雜區(qū)303、323重疊的寬度g為0. 1微米；第一、第二 N型射極結(jié)構(gòu)306、326的寬度h各為0. 62微米。 由于重疊的寬度g為0. 1微米，也就是說(shuō)，對(duì)于第一晶體管單元30，在第一 P型摻雜區(qū)302與基極之間多增設(shè)了第二超淺溝槽結(jié)構(gòu)305可大幅減少第一 P型摻雜區(qū)302與基極的鄰接面的面積，如此便可使作為基極連接導(dǎo)線的第一P型摻雜區(qū)302的內(nèi)阻值變小，以提高第一晶體管單元30的電流驅(qū)動(dòng)能力。此外，在第一N型摻雜區(qū)301與基極之間多增設(shè)了第一超淺溝槽結(jié)構(gòu)304可使基極與集電極之間的擊穿電壓提高，以降低第一晶體管單元30產(chǎn)生雪崩的機(jī)率。如同上述理由，對(duì)于第二晶體管單元32也有同樣的現(xiàn)象發(fā)生，因此第二晶體管單元32的電流驅(qū)動(dòng)能力也會(huì)提高，且第二晶體管單元32產(chǎn)生雪崩的機(jī)率也會(huì)降低。綜合第一、第二晶體管單元30、32所產(chǎn)生的功效，使得整個(gè)多點(diǎn)式硅晶體管的功率消耗大幅減少，并進(jìn)而增加器件的使用壽命。 至此多點(diǎn)式NPN晶體管的結(jié)構(gòu)介紹完畢，而多點(diǎn)式PNP晶體管的結(jié)構(gòu)，僅需要將上述的第一、第二 N型摻雜區(qū)301、321以P型摻雜區(qū)代替，第一、第二 P型摻雜區(qū)302、322以N型摻雜區(qū)代替，第一、第二 P型輕摻雜區(qū)303、323以N型輕摻雜區(qū)代替，第一、第二 N型射極結(jié)構(gòu)306、326以P型射極結(jié)構(gòu)代替即可。同樣地，對(duì)于下面所述的任一 NPN晶體管實(shí)施例，其對(duì)應(yīng)的PNP晶體管結(jié)構(gòu)可利用此種代替方式來(lái)表示。 以下繼續(xù)介紹上述第一實(shí)施例的多點(diǎn)式NPN晶體管的制作方法，請(qǐng)參閱圖5A至圖5E，首先如圖5A所示，提供一硅基板22，其周圍形成有一方形的P型阱區(qū)24、一方形的第一、第二淺溝槽結(jié)構(gòu)26、28，第一、第二淺溝槽結(jié)構(gòu)26、28分別位于P型阱區(qū)24的外圍與內(nèi)圍。接著如圖5B所示，在硅基板22中形成一第一、第二、第三、第四超淺溝槽結(jié)構(gòu)304、305、324、325。之后如圖5C所示，在硅基板22中形成一具平均摻雜濃度的N型摻雜區(qū)，其左半部分及右半部分分別定義為第一 N型摻雜區(qū)301與第二 N型摻雜區(qū)321，第一 N型摻雜區(qū)301與第一超淺溝槽結(jié)構(gòu)304鄰接，第二 N型摻雜區(qū)321與第三超淺溝槽結(jié)構(gòu)324鄰接。且在介于第一、第二超淺溝槽結(jié)構(gòu)304、305之間的硅基板22中形成一第一P型輕摻雜區(qū)303，以與第一 N型摻雜區(qū)301、第一、第二超淺溝槽結(jié)構(gòu)304、305鄰接，在介于第三、第四超淺溝槽結(jié)構(gòu)324、325之間的硅基板22中形成一第二 P型輕摻雜區(qū)323，以與第二 N型摻雜區(qū)321、第三、第四超淺溝槽結(jié)構(gòu)324、325鄰接。再接著如圖5D所示，在硅基板22中形成一具平均摻雜濃度的P型摻雜區(qū)，其左半部分定義為第一 P型摻雜區(qū)302，右半部分則定義為第二 P型摻雜區(qū)322，所述第一 P型摻雜區(qū)302與第一 N型摻雜區(qū)301 、第一 P型輕摻雜區(qū)303、第二超淺溝槽結(jié)構(gòu)305鄰接，另外第二 P型摻雜區(qū)322與第二 N型摻雜區(qū)321、第二 P型輕摻雜區(qū)323、第四超淺溝槽結(jié)構(gòu)325鄰接。最后如圖5E所示，分別在第一、第二 P型輕摻雜區(qū)
303、 323的表面形成一第一、第二 N型射極結(jié)構(gòu)306、326，且第一射極結(jié)構(gòu)306覆蓋部分的 第一、第二超淺溝槽結(jié)構(gòu)304、305，第二射極結(jié)構(gòu)326覆蓋部分的第三、第四超淺溝槽結(jié)構(gòu) 324、325。 至此多點(diǎn)式NPN晶體管的制作方法介紹完畢，若要參閱多點(diǎn)式PNP晶體管的制作 方法，僅需要將上述第一、第二 N型摻雜區(qū)301、321以P型摻雜區(qū)代替，第一、第二 P型摻雜 區(qū)302、322以N型摻雜區(qū)代替，第一、第二 P型輕摻雜區(qū)303、323以N型輕摻雜區(qū)代替，第 一、第二N型射極結(jié)構(gòu)306、326以P型射極結(jié)構(gòu)代替即可。同樣地，對(duì)于下面所述任一NPN 晶體管的制作方法，其對(duì)應(yīng)的PNP晶體管的制作方法可利用此種代替方式來(lái)表示。
為了分別使第一、第二N型摻雜區(qū)301、321與第一、第二 P型摻雜區(qū)302、322的內(nèi) 阻值降得更低，以下介紹本發(fā)明的第二實(shí)施例的多點(diǎn)式NPN晶體管，請(qǐng)參閱圖6及圖7。
第二實(shí)施例與第一實(shí)施例差異僅在于對(duì)于第一晶體管單元30多增設(shè)了一第一輕 摻雜深阱區(qū)307、一第一、第二重?fù)诫s淺阱區(qū)308、309，對(duì)于第二晶體管單元32多增設(shè)了一 第二輕摻雜深阱區(qū)327、一第三、第四重?fù)诫s淺阱區(qū)328、329。第一輕摻雜深阱區(qū)307與第 一 N型摻雜區(qū)301同型，并位于第一 N型摻雜區(qū)301中，且與第一超淺溝槽結(jié)構(gòu)304、第二淺 溝槽結(jié)構(gòu)28鄰接，第一重?fù)诫s淺阱區(qū)308與第一 N型摻雜區(qū)301同型，并位于第一超淺溝 槽結(jié)構(gòu)304與第二淺溝槽結(jié)構(gòu)28之間的第一輕摻雜深阱區(qū)307中，且與第一超淺溝槽結(jié)構(gòu)
304、 第二淺溝槽結(jié)構(gòu)28鄰接，另外第二重?fù)诫s淺阱區(qū)309與第一 P型摻雜區(qū)302同型，并 位于第二超淺溝槽結(jié)構(gòu)305與第二淺溝槽結(jié)構(gòu)28之間的第一 P型摻雜區(qū)302中，且與第二 超淺溝槽結(jié)構(gòu)305、第二淺溝槽結(jié)構(gòu)28鄰接。 第二輕摻雜深阱區(qū)327與第二 N型摻雜區(qū)321同型，并位于第二 N型摻雜區(qū)321 中，且與第三超淺溝槽結(jié)構(gòu)324、第二淺溝槽結(jié)構(gòu)28鄰接，第三重?fù)诫s淺阱區(qū)328與第二N 型摻雜區(qū)321同型，并位于第三超淺溝槽結(jié)構(gòu)324與第二淺溝槽結(jié)構(gòu)28之間的第二輕摻雜 深阱區(qū)327中，且與第三超淺溝槽結(jié)構(gòu)324、第二淺溝槽結(jié)構(gòu)28鄰接，另外第四重?fù)诫s淺阱 區(qū)329與第二 P型摻雜區(qū)322同型，并位于第四超淺溝槽結(jié)構(gòu)325與第二淺溝槽結(jié)構(gòu)28之 間的第二P型摻雜區(qū)322中，且與第四超淺溝槽結(jié)構(gòu)325、第二淺溝槽結(jié)構(gòu)28鄰接。除此之 外，第四重?fù)诫s淺阱區(qū)329還與第二重?fù)诫s淺阱區(qū)309鄰接，且同為具同一摻雜濃度的P型 摻雜區(qū)。 另外，在器件尺寸設(shè)計(jì)上的差異僅在于，第一重?fù)诫s淺阱區(qū)308的寬度d為0. 3微 米；第三重?fù)诫s淺阱區(qū)328的寬度e為0. 3微米；第二、第四重?fù)诫s淺阱區(qū)309、329的總寬 度f(wàn)為0.3微米。 也就是說(shuō)，對(duì)第一晶體管單元30而言，在第一 N型摻雜區(qū)301中多增設(shè)了第一輕 摻雜深阱區(qū)307與第一重?fù)诫s淺阱區(qū)308，在第一 P型摻雜區(qū)302中多增設(shè)了第二重?fù)诫s淺 阱區(qū)309，對(duì)第二晶體管單元32而言，在第二N型摻雜區(qū)321中多增設(shè)了第二輕摻雜深阱區(qū) 327與第三重?fù)诫s淺阱區(qū)328，在第二 P型摻雜區(qū)322中多增設(shè)了第四重?fù)诫s淺阱區(qū)329，這 種改變可使第一、第二N型摻雜區(qū)301、321與第一、第二P型摻雜區(qū)302、322的內(nèi)阻值降得 更低，使器件的電流驅(qū)動(dòng)能力更大。 此第二實(shí)施例可僅缺少第一、第二輕摻雜深阱區(qū)307、327與第一、第三重?fù)诫s淺 阱區(qū)308、328，或僅缺少第二、第四重?fù)诫s淺阱區(qū)309、329，亦可使第一、第二 N型摻雜區(qū)301 、321或第一、第二 P型摻雜區(qū)302、322的內(nèi)阻值降低。 本發(fā)明的第二實(shí)施例的制作方法與第一實(shí)施例類似，以下仍以圖5A至圖5E為例，敘述差異所在。在圖5C的步驟結(jié)束后，分別先在第一、第二N型摻雜區(qū)301、321中形成一第一、第二輕摻雜深阱區(qū)307、327。接著在介于第一超淺溝槽結(jié)構(gòu)304與第二淺溝槽結(jié)構(gòu)28之間的第一輕摻雜深阱區(qū)307中形成第一重?fù)诫s淺阱區(qū)308，同時(shí)，在介于第三超淺溝槽結(jié)構(gòu)324與第二淺溝槽結(jié)構(gòu)28之間的第二輕摻雜深阱區(qū)327中形成第三重?fù)诫s淺阱區(qū)328。之后再進(jìn)行圖5D的步驟。 當(dāng)圖5D的步驟完成之后，則在介于第二、第四超淺溝槽結(jié)構(gòu)305、325的第一、第二P型摻雜區(qū)302、322形成一具平均摻雜濃度的P型重?fù)诫s淺阱區(qū)，其左半部分定義為第二重?fù)诫s淺阱區(qū)309，右半部分定義為第四重?fù)诫s淺阱區(qū)329。之后再進(jìn)行圖5E的步驟。
當(dāng)所述晶體管的第二實(shí)施例僅缺少第一、第二輕摻雜深阱區(qū)307、327與第一、第三重?fù)诫s淺阱區(qū)308、328時(shí)，僅需要在上述制作方法中省略形成第一、第二輕摻雜深阱區(qū)307、327與第一、第三重?fù)诫s淺阱區(qū)308、328的步驟。當(dāng)所述第二實(shí)施例僅缺少第二、第四重?fù)诫s淺阱區(qū)309、329時(shí)，僅需要在上述制作方法中省略形成第二、第四重?fù)诫s淺阱區(qū)309、329的步驟即可。 上面本發(fā)明以二個(gè)晶體管單元為例，以下以三個(gè)晶體管單元為例。介紹本發(fā)明的第三實(shí)施例的多點(diǎn)式NPN晶體管，請(qǐng)參閱圖8及圖9。 第三實(shí)施例與第一實(shí)施例結(jié)構(gòu)上主要的差異在于在第二晶體管32與第二淺溝槽結(jié)構(gòu)28之間的硅基板22中多增設(shè)了一第三晶體管單元34。第三晶體管單元34包含一作為集電極的第三N型摻雜區(qū)341、一作為基極連接導(dǎo)線的第三P型摻雜區(qū)342、一作為基極且摻雜濃度較第三P型摻雜區(qū)342低的第三P型輕摻雜區(qū)343、一第五、第六超淺溝槽結(jié)構(gòu)344、345，其均位于硅基板22中，除此之外，第三P型輕摻雜區(qū)343介于第五、第六超淺溝槽結(jié)構(gòu)344、345之間，第三P型輕摻雜區(qū)343與第三N型摻雜區(qū)341、第三P型摻雜區(qū)342、第五、第六超淺溝槽結(jié)構(gòu)344、345鄰接，第三N型、P型摻雜區(qū)341、342分別與第五、第六超淺溝槽結(jié)構(gòu)344、345鄰接，第三N型摻雜區(qū)341不但鄰接于第三P型摻雜區(qū)342的側(cè)壁與底部，更與第二 N型摻雜區(qū)321鄰接，且第三N型摻雜區(qū)341與第二 N型摻雜區(qū)321為具同一摻雜濃度的N型摻雜區(qū)。 在硅基板22表面還設(shè)有一第三N型射極結(jié)構(gòu)346，其為重?fù)诫s的多晶硅射極結(jié)構(gòu)，且其位于第三P型輕摻雜區(qū)343的上面，并覆蓋部分的第五、第六超淺溝槽結(jié)構(gòu)344、345。
另外，在器件尺寸設(shè)計(jì)上的差異僅在于，第五、第六超淺溝槽結(jié)構(gòu)344、345的寬度b各為0. 3微米；第三P型輕摻雜區(qū)343的寬度c為0. 3微米；第三P型摻雜區(qū)342與第三P型輕摻雜區(qū)343的重疊寬度g為0. 1微米；第三射極結(jié)構(gòu)346的寬度h為0. 62微米；介于第三、第五超淺溝槽結(jié)構(gòu)324、344間的第二、第三N型摻雜區(qū)321、341的總寬度f(wàn)為0. 3微米；介于第六超淺溝槽結(jié)構(gòu)345與第二淺溝槽結(jié)構(gòu)28間的第三P型摻雜區(qū)342的寬度i為0.3微米。 對(duì)于第三實(shí)施例的制作方法與第一實(shí)施例類似，由上述可知，每一晶體管單元均包含一 N型、P型摻雜區(qū)、二超淺溝槽結(jié)構(gòu)、一 P型輕摻雜區(qū)、一 N型射極結(jié)構(gòu)，因此，第三實(shí)施例在制作時(shí)，第三晶體管單元34的各部分結(jié)構(gòu)分別與第一實(shí)施例中的第二晶體管單元32的相同的各部分結(jié)構(gòu)于同一步驟中形成。
繼續(xù)介紹本發(fā)明的第四實(shí)施例的多點(diǎn)式NPN晶體管，請(qǐng)參閱圖10及圖11。
第四實(shí)施例與第二實(shí)施例結(jié)構(gòu)上主要的差異在于在第二晶體管32與第二淺溝槽 結(jié)構(gòu)28間的硅基板22中多增設(shè)了一第三晶體管單元34。第三晶體管單元34包含一作為集 電極的第三N型摻雜區(qū)341、一作為基極連接導(dǎo)線的第三P型摻雜區(qū)342、一作為基極且摻 雜濃度較第三P型摻雜區(qū)342低的第三P型輕摻雜區(qū)343、一第五、第六超淺溝槽結(jié)構(gòu)344、 345，其均位于硅基板22中。 還有，第三P型輕摻雜區(qū)343介于第五、第六超淺溝槽結(jié)構(gòu)344、345之間，第三P 型輕摻雜區(qū)343與第三N型摻雜區(qū)341、第三P型摻雜區(qū)342、第五、第六超淺溝槽結(jié)構(gòu)344、 345鄰接，第三N型、P型摻雜區(qū)341、342分別與第五、第六超淺溝槽結(jié)構(gòu)344、345鄰接，第 三N型摻雜區(qū)341鄰接于第三P型摻雜區(qū)342的側(cè)壁與底部。 另外， 一與第三N型摻雜區(qū)341同型的第三輕摻雜深阱區(qū)347位于第三N型摻雜 區(qū)341中，且與第二輕摻雜深阱區(qū)327、第五超淺溝槽結(jié)構(gòu)344鄰接，第二、第三輕摻雜深阱 區(qū)327、347為具同一摻雜濃度的摻雜區(qū)；一與第三N型摻雜區(qū)341同型的第五重?fù)诫s淺阱 區(qū)348位于第三重?fù)诫s淺阱區(qū)328與第五超淺溝槽結(jié)構(gòu)344之間的第三輕摻雜深阱區(qū)347 中，且與第三重?fù)诫s淺阱區(qū)328、第五超淺溝槽結(jié)構(gòu)344鄰接，第三、第五輕摻雜深阱區(qū)328、 348為具同一摻雜濃度的摻雜區(qū)；一與第三N型摻雜區(qū)342同型的第六重?fù)诫s淺阱區(qū)349位 于第二淺溝槽結(jié)構(gòu)28與第六超淺溝槽結(jié)構(gòu)345之間的第三N型摻雜區(qū)342中，且與第二淺 溝槽結(jié)構(gòu)28、第六超淺溝槽結(jié)構(gòu)345鄰接。 在硅基板22表面更設(shè)有一第三N型射極結(jié)構(gòu)346，其為重?fù)诫s的多晶硅射極結(jié)構(gòu)， 且其位于第三P型輕摻雜區(qū)343的上面，并覆蓋部分的第五、第六超淺溝槽結(jié)構(gòu)344、345。
在器件尺寸設(shè)計(jì)上的差異僅在于，第五、第六超淺溝槽結(jié)構(gòu)344、345的寬度b各為 0. 3微米；第三P型輕摻雜區(qū)343的寬度c為0. 3微米；第三P型摻雜區(qū)342與第三P型輕 摻雜區(qū)343的重疊寬度g為0. 1微米；第三射極結(jié)構(gòu)346的寬度h為0. 62微米；介于第三、 第五超淺溝槽結(jié)構(gòu)324、344之間的第三、第五重?fù)诫s淺阱區(qū)328、348的總寬度f(wàn)為0. 3微 米；介于第六超淺溝槽結(jié)構(gòu)345與第二淺溝槽結(jié)構(gòu)28之間的第六重?fù)诫s淺阱區(qū)349的寬度 i為0. 3微米。 對(duì)于第四實(shí)施例的制作方法與第二實(shí)施例類似，由上述可知，每一晶體管單元皆
包含一 N型、P型摻雜區(qū)、二超淺溝槽結(jié)構(gòu)、一 P型輕摻雜區(qū)、一 N型射極結(jié)構(gòu)、一輕摻雜深
阱區(qū)、二重?fù)诫s淺阱區(qū)，因此，第四實(shí)施例在制作時(shí)，第三晶體管單元34的各部分結(jié)構(gòu)分別
與第二實(shí)施例中第二晶體管單元32的相同的各部分結(jié)構(gòu)于同一步驟中形成。 綜上所述，本發(fā)明在每一晶體管單元中的基極兩側(cè)分別增設(shè)一超淺溝槽結(jié)構(gòu)，如
此不但可使基極與集電極間的擊穿電壓提高，又能使與基極連接的基極連接導(dǎo)線的內(nèi)阻變
小，以提高整個(gè)器件的電流驅(qū)動(dòng)能力，同時(shí)減少功率消耗，進(jìn)而增加器件的使用壽命。 以上所述者，僅為本發(fā)明較佳實(shí)施例而已，并非用來(lái)限定本發(fā)明實(shí)施的范圍，故舉
凡依本發(fā)明權(quán)利要求書所述的形狀、構(gòu)造、特征及精神所為的均等變化與修飾，均應(yīng)包括于
本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
一種具有雙超淺隔離結(jié)構(gòu)的多點(diǎn)式硅晶體管，其特征在于包含一硅基板，其周圍形成有一第一型阱區(qū)、一第一、第二隔離結(jié)構(gòu)，且所述第一、第二隔離結(jié)構(gòu)分別位于所述第一型阱區(qū)的外圍與內(nèi)圍；以及至少二晶體管單元，其水平設(shè)于所述硅基板中，且每一晶體管單元彼此鄰接，同時(shí)，相鄰兩晶體管單元互相對(duì)稱設(shè)置，每一晶體管單元都包含一第二型摻雜區(qū)，其位于所述硅基板中，以作為集電極；一第一型摻雜區(qū)，其位于所述硅基板中，且與所述第二型摻雜區(qū)鄰接；一第一超淺隔離結(jié)構(gòu)，其位于所述硅基板中，并與所述第二型摻雜區(qū)鄰接；一第二超淺隔離結(jié)構(gòu)，其位于所述硅基板中，并與所述第一型摻雜區(qū)鄰接；一第一型輕摻雜區(qū)，其位于所述第一、第二超淺隔離結(jié)構(gòu)之間，且與所述第一、第二型摻雜區(qū)鄰接，以作為基極；以及一第二型射極結(jié)構(gòu)，其位于所述硅基板表面，且處于所述第一型輕摻雜區(qū)上。
2. 如權(quán)利要求1所述的具有雙超淺隔離結(jié)構(gòu)的多點(diǎn)式硅晶體管，其特征在于每一晶體 管單元還包含一輕摻雜深阱區(qū)，其與所述第二型摻雜區(qū)同型，并位于所述第二型摻雜區(qū)中；以及 一重?fù)诫s淺阱區(qū)，其與所述第二型摻雜區(qū)同型，并位于所述輕摻雜深阱區(qū)中。
3. 如權(quán)利要求1所述的具有雙超淺隔離結(jié)構(gòu)的多點(diǎn)式硅晶體管，其特征在于每一晶 體管單元還包含一重?fù)诫s淺阱區(qū)，其與所述第一型摻雜區(qū)同型，并位于所述第一型摻雜區(qū) 中。
4. 如權(quán)利要求1所述的具有雙超淺隔離結(jié)構(gòu)的多點(diǎn)式硅晶體管，其特征在于所述第 二型摻雜區(qū)、所述第二型射極結(jié)構(gòu)分別為P型摻雜區(qū)、P型射極結(jié)構(gòu)，則所述第一型阱區(qū)、所 述第一型摻雜區(qū)、所述第一型輕摻雜區(qū)分別為N型阱區(qū)、N型摻雜區(qū)、N型輕摻雜區(qū)。
5. 如權(quán)利要求1所述的具有雙超淺隔離結(jié)構(gòu)的多點(diǎn)式硅晶體管，其特征在于所述第 二型摻雜區(qū)、所述第二型射極結(jié)構(gòu)分別為N型摻雜區(qū)、N型射極結(jié)構(gòu)，則所述第一型阱區(qū)、所 述第一型摻雜區(qū)、所述第一型輕摻雜區(qū)分別為P型阱區(qū)、P型摻雜區(qū)、P型輕摻雜區(qū)。
6. 如權(quán)利要求1所述的具有雙超淺隔離結(jié)構(gòu)的多點(diǎn)式硅晶體管，其特征在于所述第 一型摻雜區(qū)的摻雜濃度高于所述第一型輕摻雜區(qū)的摻雜濃度。
7. 如權(quán)利要求1所述的具有雙超淺隔離結(jié)構(gòu)的多點(diǎn)式硅晶體管，其特征在于所述第 二型射極結(jié)構(gòu)為重?fù)诫s多晶硅射極結(jié)構(gòu)。
8. 如權(quán)利要求1所述的具有雙超淺隔離結(jié)構(gòu)的多點(diǎn)式硅晶體管，其特征在于所述第 一、第二超淺隔離結(jié)構(gòu)為超淺溝槽結(jié)構(gòu)。
9. 如權(quán)利要求1所述的具有雙超淺隔離結(jié)構(gòu)多點(diǎn)式的硅晶體管，其特征在于所述第 一、第二隔離結(jié)構(gòu)為淺溝槽結(jié)構(gòu)。
10. 權(quán)利要求1所述的具有雙超淺隔離結(jié)構(gòu)的多點(diǎn)式硅晶體管，其特征在于所述第 一、第二隔離結(jié)構(gòu)都為方形隔離結(jié)構(gòu)，所述第一型阱區(qū)為方形阱區(qū)，且所述第一、第二隔離 結(jié)構(gòu)與所述第一型阱區(qū)均位于所述硅基板周圍。
全文摘要
本發(fā)明揭露了一種具有雙超淺隔離結(jié)構(gòu)的多點(diǎn)式硅晶體管，其包含至少鄰接的二晶體管單元，所述各晶體管單元水平設(shè)于硅基板中，且相鄰晶體管單元互相對(duì)稱設(shè)置，每一晶體管單元包含一第一、第二超淺溝道結(jié)構(gòu)、一第一、第二型摻雜區(qū)，一介于所述第一、第二超淺溝槽結(jié)構(gòu)之間的第二型輕摻雜區(qū)。第一、第二型摻雜區(qū)不但分別與第一、第二超淺溝槽結(jié)構(gòu)鄰接，并與第二型輕摻雜區(qū)鄰接，另外在第二型輕摻雜區(qū)的表面形成一第一型射極結(jié)構(gòu)。本發(fā)明能使與基極連接的基極連接導(dǎo)線的內(nèi)阻變小，以減少整個(gè)器件的功率消耗。
文檔編號(hào)H01L21/762GK101697350SQ200910198058
公開(kāi)日2010年4月21日 申請(qǐng)日期2009年10月30日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月30日
發(fā)明者彭樹(shù)根, 高明輝 申請(qǐng)人:上海宏力半導(dǎo)體制造有限公司;