專利名稱：集成化pnp差分對(duì)管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及集成化PNP差分對(duì)管的制作方法。
背景技術(shù)：
普通的差分對(duì)管由于對(duì)稱性好，頻率高，遠(yuǎn)大于幾百兆Hz，可用于儀器、儀表的輸 入極和前置放大器中，但是其基極_發(fā)射極反向擊穿電壓穿BVcbo范圍較低， 一般在5 12V，而反向放大系數(shù)非常低，趨近于零。因此，普通的差分對(duì)管不適用于一些需要經(jīng)受高的 電壓而不損壞、又需要有較大的反向直流放大系數(shù)P的應(yīng)用場(chǎng)合。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種集成化PNP差分對(duì)管的制作方法，其基 極-發(fā)射極反向電壓高，反向放大系數(shù)可達(dá)8 15，可靠性高，應(yīng)用范圍廣。
本發(fā)明的技術(shù)解決方案是 —種集成化PNP差分對(duì)管的制作方法，其特殊之處是 1、選擇〈111〉晶向單面拋光P+硅襯底，其電阻率為0. 001 0. 008歐姆_厘米， 在硅襯底上生長(zhǎng)外延層作為N基區(qū)，電阻率為0. 2 2. 0歐姆-厘米，厚度10 20 ii m，熱 氧化生長(zhǎng)一層氧化層； 2、通過(guò)光刻掩蔽腐蝕在N基區(qū)表面擴(kuò)散硼，擴(kuò)散硼結(jié)與P+硅襯底連接作為公用 P+集電區(qū)且形成保護(hù)環(huán)，將外延層分離成兩個(gè)獨(dú)立基區(qū)，P+集電區(qū)的表面雜質(zhì)濃度(4 10) X 1019/cm3 ; 3、通過(guò)光刻掩蔽腐蝕在N基區(qū)表面擴(kuò)散硼形成發(fā)射區(qū)，控制N基區(qū)有效寬度為 5 10 ii m，雜質(zhì)濃度為(5 10) X 1019/cm3 ; 4、對(duì)N基區(qū)表面光刻掩蔽腐蝕，擴(kuò)散磷形成N+基區(qū)接觸區(qū)，再擴(kuò)散溫度1000 110(TC，雜質(zhì)濃度為(10 50) X1019/cm3 ; 5、在N+基區(qū)接觸區(qū)、P+集電區(qū)及發(fā)射區(qū)表面引出金屬電極；在P+集電區(qū)表面或 P+硅襯底背面引出金屬電極。 上述的集成化PNP差分對(duì)管的制作方法，在P+硅襯底背面引出金屬電極時(shí)，先將 P+硅襯底背面磨片，蒸鈦鎳銀再引出金屬電極。 本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是元件結(jié)構(gòu)同普通的三極管芯片，但由于引入P+襯底，一方面可 以有效的降低飽和壓降，其基極_發(fā)射極反向電壓很高，可達(dá)30 100V，遠(yuǎn)大于普通的三極 管基-射極反向擊穿電壓。另一方面除了具有大的正向直流放大系數(shù)P夕卜，通過(guò)選擇低電 阻率硅襯底、控制基區(qū)有效寬度及N基區(qū)電阻率，還大大提高了反向直流放大系數(shù)13 ，使反 向直流放大系數(shù)P可達(dá)8 15。使電路具有較好的應(yīng)用，尤其在調(diào)制解調(diào)、斬波等抗較高 電壓的電路中具有高可靠性。


圖1是本發(fā)明制作的差分對(duì)管表面示意圖； 圖2是圖1的A-A剖視圖(對(duì)應(yīng)實(shí)施例1 實(shí)施例3); 圖3是圖1的A-A剖視圖(對(duì)應(yīng)實(shí)施例4)。 圖中P+硅襯底1， N基區(qū)2，氧化層3， P+集電區(qū)4，發(fā)射區(qū)5， N+基區(qū)接觸區(qū)6，金 屬電極7，金屬電極8、金屬電極9，鈍化層IO，金屬電極ll，基區(qū)有效寬度W。
具體實(shí)施方式

實(shí)施例l 1、如圖l和圖2所示，選擇晶向〈111〉的單面拋光P+硅襯底l，其電阻率為0.001 歐姆-厘米，在硅襯底1上生長(zhǎng)外延層作為N基區(qū)2，電阻率為0. 2歐姆-厘米，厚度20 ii m， 熱氧化生長(zhǎng)一層氧化層3 ; 2、通過(guò)光刻掩蔽腐蝕在N基區(qū)2表面擴(kuò)散硼，再擴(kuò)散的溫度116(TC，擴(kuò)散硼結(jié)與 P+硅襯底1連接作為公用P+集電區(qū)4且形成保護(hù)環(huán)，將外延層分離成兩個(gè)獨(dú)立基區(qū)，P+集 電區(qū)4的表面雜質(zhì)濃度1027cm3 ; 3、通過(guò)光刻掩蔽腐蝕在N基區(qū)2表面擴(kuò)散硼形成分立發(fā)射區(qū)5，再擴(kuò)散溫度 100(TC，控制N基區(qū)有效寬度W為10iim，雜質(zhì)濃度為5X1019/Cm3 ; 4、對(duì)N基區(qū)2表面光刻掩蔽腐蝕，擴(kuò)散磷形成N+基區(qū)接觸區(qū)6，再擴(kuò)散溫度 100(TC，雜質(zhì)濃度為50X1019/cm3 ; 5、在N+基區(qū)接觸區(qū)6、發(fā)射區(qū)5和P+集電區(qū)4表面蒸發(fā)金屬，刻蝕金屬、鈍化(形 成鈍化層10)后引出金屬電極7、8、9 (即基極b、發(fā)射極e和集電極c)。
實(shí)施例2 1 、如圖1和圖2所示，選擇〈111>晶向單面拋光P+硅襯底1 ，其電阻率為0. 008歐 姆_厘米，在硅襯底1上生長(zhǎng)外延層作為N基區(qū)2，電阻率為2. 0歐姆-厘米，厚度10 ii m， 熱氧化生長(zhǎng)一層氧化層3 ; 2、通過(guò)光刻掩蔽腐蝕在N基區(qū)2表面擴(kuò)散硼，再擴(kuò)散的溫度120(TC，擴(kuò)散硼結(jié)與 P+硅襯底1連接作為公用P+集電區(qū)4且形成保護(hù)環(huán)，將外延層分離成兩個(gè)獨(dú)立基區(qū)，P+集 電區(qū)4的表面雜質(zhì)濃度4X 1019/cm3 ; 3、通過(guò)光刻掩蔽腐蝕在N基區(qū)3表面擴(kuò)散硼形成發(fā)射區(qū)5，再擴(kuò)散溫度116(TC，控 制N基區(qū)有效寬度W為5 ii m，雜質(zhì)濃度為10 X 1019/Cm3 ; 4、對(duì)N基區(qū)2表面光刻掩蔽腐蝕，擴(kuò)散磷形成N+基區(qū)接觸區(qū)6，再擴(kuò)散溫度 IIO(TC，雜質(zhì)濃度為10X1019/cm3 ; 5、在N+基區(qū)接觸區(qū)6、發(fā)射區(qū)5和P+集電區(qū)4表面蒸發(fā)金屬，刻蝕金屬、鈍化(形 成鈍化層10)后引出金屬電極7、8、9 (即基極b、發(fā)射極e和集電極c)。
實(shí)施例3 1 、如圖1和圖2所示，選擇〈111>晶向單面拋光P+硅襯底1 ，其電阻率為0. 005歐 姆_厘米，在硅襯底1上生長(zhǎng)外延層作為N基區(qū)2，電阻率為1. 0歐姆-厘米，厚度15 ii m， 熱氧化生長(zhǎng)一層氧化層3 ; 2、通過(guò)光刻掩蔽腐蝕在N基區(qū)2表面擴(kuò)散硼，再擴(kuò)散的溫度119(TC，擴(kuò)散硼結(jié)與
4P+硅襯底1連接作為公用P+集電區(qū)4且形成保護(hù)環(huán)，將外延層分離成兩個(gè)獨(dú)立基區(qū)，P+集 電區(qū)4的表面雜質(zhì)濃度6X 1019/cm3 ; 3、通過(guò)光刻掩蔽腐蝕在N基區(qū)3表面擴(kuò)散硼形成發(fā)射區(qū)5，再擴(kuò)散溫度1030°C ，控 制N基區(qū)有效寬度W為7 ii m，雜質(zhì)濃度為8 X 1019/Cm3 ; 4、對(duì)N基區(qū)2表面光刻掩蔽腐蝕，擴(kuò)散磷形成N+基區(qū)接觸區(qū)6，再擴(kuò)散溫度 1050。C，雜質(zhì)濃度為30X1019/W ; 5、在N+基區(qū)接觸區(qū)6、發(fā)射區(qū)5和P+集電區(qū)4表面蒸發(fā)金屬，刻蝕金屬、鈍化(形 成鈍化層10)后引出金屬電極7、8、9 (即基極b、發(fā)射極e和集電極c)。
實(shí)施例4 如圖1和圖3所示，第一步 第四步如實(shí)施例1 實(shí)施例3，在N+基區(qū)接觸區(qū)6、 發(fā)射區(qū)5表面蒸發(fā)金屬，刻蝕金屬、鈍化(形成鈍化層10)后引出金屬電極7、8(即基極b、 發(fā)射極e);將P+硅襯底背面磨片，蒸鈦鎳銀引出金屬電極11 (即集電極c)。
權(quán)利要求
一種集成化PNP差分對(duì)管的制作方法，其特征是1.1、選擇<111>晶向單面拋光P+硅襯底，其電阻率為0.001～0.008歐姆-厘米，在硅襯底上生長(zhǎng)外延層作為N基區(qū)，電阻率為0.2-2.0歐姆-厘米，厚度10～20μm，熱氧化生長(zhǎng)一層氧化層；1.2、通過(guò)光刻掩蔽腐蝕在N基區(qū)表面擴(kuò)散硼，擴(kuò)散硼結(jié)與P+硅襯底連接作為公用P+集電區(qū)且形成保護(hù)環(huán)，將外延層分離成兩個(gè)獨(dú)立基區(qū)，P+集電區(qū)的表面雜質(zhì)濃度(4～10)×1019/cm3；1.3、通過(guò)光刻掩蔽腐蝕在N基區(qū)表面擴(kuò)散硼形成發(fā)射區(qū)，控制N基區(qū)有效寬度為5～10μm，雜質(zhì)濃度為(5～10)×1019/cm3；1.4、對(duì)N基區(qū)表面光刻掩蔽腐蝕，擴(kuò)散磷形成N+基區(qū)接觸區(qū)，雜質(zhì)濃度為(10～50)×1019/cm3；1.5、在N+基區(qū)接觸區(qū)、P+集電區(qū)及發(fā)射區(qū)表面引出金屬電極；在P+集電區(qū)表面或P+硅襯底背面引出金屬電極。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的集成化PNP差分對(duì)管的制作方法，其特征是在P+硅襯底背面引出金屬電極時(shí)，先將P+硅襯底背面磨片，蒸鈦鎳銀再引出金屬電極。
全文摘要
一種集成化PNP差分對(duì)管的制作方法，選擇單面拋光P+硅襯底，其電阻率為0.001～0.008歐姆-厘米，在硅襯底上生長(zhǎng)外延層作為N基區(qū)，電阻率為0.2-2.0歐姆-厘米，厚度10～20μm，熱氧化生長(zhǎng)一層氧化層；在N基區(qū)表面擴(kuò)散硼，擴(kuò)散硼結(jié)與P+硅襯底連接作為公用P+集電區(qū)，將外延層分離成兩個(gè)獨(dú)立基區(qū)；在N基區(qū)表面擴(kuò)散硼形成發(fā)射區(qū)，控制N基區(qū)有效寬度為5～10μm；對(duì)N基區(qū)表面擴(kuò)散磷形成N+基區(qū)接觸區(qū)；在N+基區(qū)接觸區(qū)、P+集電區(qū)及發(fā)射區(qū)表面引出金屬電極；在P+集電區(qū)表面或P+硅襯底背面引出金屬電極。其優(yōu)點(diǎn)是可以有效的降低飽和壓降，使其基極-發(fā)射極反向電壓達(dá)到30～100V；器件除了具有大的正向直流放大系數(shù)β外，反向直流放大系數(shù)β高達(dá)8～15。
文檔編號(hào)H01L21/02GK101740383SQ20091024864
公開日2010年6月16日 申請(qǐng)日期2009年12月20日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月20日
發(fā)明者劉芝連, 張小平, 李書艷, 羅志勇, 邱曉華 申請(qǐng)人:錦州七七七微電子有限責(zé)任公司