Bcd工藝中縱向雙極型晶體管的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體集成電路器件，特別是涉及一種BCD工藝中縱向雙極型晶體管。
【背景技術(shù)】
[0002]為了減少接觸電阻，現(xiàn)有深亞微米B⑶工藝中縱向雙極型晶體管如NPN三極管的發(fā)射極由N+上面蓋金屬硅化物組成，深亞微米是指0.25微米以下。如圖1所示，是現(xiàn)有BCD工藝中縱向雙極型晶體管的剖面結(jié)構(gòu)圖，下面以NPN三極管為例說(shuō)明如下，現(xiàn)有BCD工藝中的NPN三極管包括:
[0003]P型硅襯底101，在所述P型硅襯底101中形成有N型埋層(NBL) 102和P型埋層(PBL) 103，在所述硅襯底101的表面形成有淺溝槽場(chǎng)氧(STI) 104，由淺溝槽場(chǎng)氧104隔離出有源區(qū)。
[0004]由N型深阱(DNW) 105組成器件的集電區(qū)，集電區(qū)的底部和N型埋層102接觸。
[0005]由形成于集電區(qū)105中的P阱(PW) 106組成器件的基區(qū)。
[0006]由形成于所述基區(qū)106表面的N+區(qū)107組成器件的發(fā)射區(qū)，所述發(fā)射區(qū)107覆蓋了一個(gè)有源區(qū)，在所述發(fā)射區(qū)107的表面形成有金屬硅化物108a，并通過(guò)金屬硅化物108a頂部形成的金屬接觸孔和頂部金屬層實(shí)現(xiàn)發(fā)射極的引出。
[0007]所述基區(qū)106的覆蓋范圍包括了所述發(fā)射區(qū)107所覆蓋有源區(qū)以及該有源區(qū)的鄰近有源區(qū)，在該鄰近有源區(qū)中形成有P+區(qū)109，在該P(yáng)+區(qū)109的表面形成有金屬硅化物108b，并通過(guò)金屬硅化物108b頂部形成的金屬接觸孔和頂部金屬層實(shí)現(xiàn)基極的引出。
[0008]所述集電區(qū)105的覆蓋范圍包括了所述基區(qū)106所覆蓋的所有有源區(qū)以及該所述基區(qū)106的最外側(cè)有源區(qū)相鄰的有源區(qū)，在該有源區(qū)中形成有N阱110，在所述N阱110中形成有N+區(qū)111，在該N+區(qū)111的表面形成有金屬硅化物108c，并通過(guò)金屬硅化物108c頂部形成的金屬接觸孔和頂部金屬層實(shí)現(xiàn)發(fā)射極的引出。
[0009]所述P型埋層103圍繞在所述N型埋層102的周?chē)?，在所述P型埋層102的頂部形成有P型深阱112，在所述P型深阱112中形成有P阱113，在所述P阱113的頂部形成有P+區(qū)114，在該P(yáng)+區(qū)114的表面形成有金屬硅化物108d，并通過(guò)金屬硅化物108d頂部形成的金屬接觸孔和頂部金屬層實(shí)現(xiàn)襯底電極的引出。
[0010]當(dāng)現(xiàn)有NPN三極管的集電極接正電壓，器件工作在正向大電流應(yīng)用時(shí)，器件溫度會(huì)升高。由于NPN三極管正溫度系數(shù)的效應(yīng)，會(huì)產(chǎn)生更大的輸出電流，這個(gè)現(xiàn)象使得NPN三極管的電流電壓曲線(xiàn)即集電極電流(IC)集電極電壓(VC)曲線(xiàn)的安全工作區(qū)(SOA)減小。如圖2所示，是現(xiàn)有BCD工藝中縱向雙極型晶體管的電流電壓曲線(xiàn)；該電流電壓曲線(xiàn)為在基極電流選定一固定值時(shí)的集電極電流和集電極電壓之間的曲線(xiàn)，從虛線(xiàn)框115所示區(qū)域可知，器件工作在正向大電流時(shí)，大電流會(huì)使器件的溫度升高，由于正溫度系數(shù)效應(yīng)，溫度的升高又會(huì)使器件的電流增加，最后形成一正反饋，使得器件電流快速增加，ICVC曲線(xiàn)的安全工作區(qū)減少。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種BCD工藝中縱向雙極型晶體管，抑制器件大電流應(yīng)用時(shí)的正反饋效應(yīng)，提升器件ICVC曲線(xiàn)的安全工作區(qū)。
[0012]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供的BCD工藝中縱向雙極型晶體管形成硅襯底上，在所述硅襯底上形成有場(chǎng)氧，由所述場(chǎng)氧隔離出有源區(qū)。所述縱向雙極型晶體管包括:
[0013]集電區(qū)，由形成于所述硅襯底上的第一導(dǎo)電類(lèi)型深阱組成。
[0014]基區(qū)，由形成于所述第一導(dǎo)電類(lèi)型深阱中的第二導(dǎo)電類(lèi)型阱組成。
[0015]發(fā)射區(qū)，由形成于所述基區(qū)表面的第一導(dǎo)電類(lèi)型輕摻雜注入?yún)^(qū)和第一導(dǎo)電類(lèi)型重?fù)诫s注入?yún)^(qū)疊加而成，所述發(fā)射區(qū)的第一導(dǎo)電類(lèi)型重?fù)诫s注入?yún)^(qū)的摻雜濃度大于第一導(dǎo)電類(lèi)型輕摻雜注入?yún)^(qū)的摻雜濃度。
[0016]所述發(fā)射區(qū)的第一導(dǎo)電類(lèi)型輕摻雜注入?yún)^(qū)覆蓋一個(gè)所述有源區(qū)，令該有源區(qū)為第一有源區(qū)，所述發(fā)射區(qū)的第一導(dǎo)電類(lèi)型重?fù)诫s注入?yún)^(qū)的覆蓋在所述第一有源區(qū)的中心區(qū)域，在所述發(fā)射區(qū)的第一導(dǎo)電類(lèi)型重?fù)诫s注入?yún)^(qū)的最外側(cè)邊緣和所述發(fā)射區(qū)的第一導(dǎo)電類(lèi)型輕摻雜注入?yún)^(qū)的最外側(cè)邊緣之間的區(qū)域形成由第一導(dǎo)電類(lèi)型輕摻雜注入?yún)^(qū)組成的高阻環(huán)，在所述發(fā)射區(qū)的表面形成有金屬硅化物；所述高阻環(huán)定義出所述發(fā)射區(qū)的寄生電阻的大小并在所述縱向雙極型晶體管的工作電流增加時(shí)形成負(fù)反饋效應(yīng)，并利用該負(fù)反饋效應(yīng)抑制所述縱向雙極型晶體管的由正溫度效應(yīng)而產(chǎn)生的正反饋效應(yīng)。
[0017]進(jìn)一步的改進(jìn)是，所述發(fā)射區(qū)的面積為1X1微米2?50X50微米2。
[0018]進(jìn)一步的改進(jìn)是，所述高阻環(huán)的寬度大于O微米小于等于10微米。
[0019]進(jìn)一步的改進(jìn)是，所述縱向雙極型晶體管為NPN三極管，第一導(dǎo)電類(lèi)型為N型，第二導(dǎo)電類(lèi)型為P型。
[0020]進(jìn)一步的改進(jìn)是，所述發(fā)射區(qū)的N型重?fù)诫s注入?yún)^(qū)的離子注入的注入劑量為1E15CM-2?5E15CM'注入能量為50KEV?60KEV，注入雜質(zhì)為砷或磷。
[0021]進(jìn)一步的改進(jìn)是，所述發(fā)射區(qū)的N型輕摻雜注入?yún)^(qū)的離子注入的注入劑量為1E13CM-2?9E14CM'注入能量為2KEV?20KEV，注入雜質(zhì)為砷或磷。
[0022]進(jìn)一步的改進(jìn)是，所述縱向雙極型晶體管為PNP三極管，第一導(dǎo)電類(lèi)型為P型，第二導(dǎo)電類(lèi)型為N型。
[0023]進(jìn)一步的改進(jìn)是，所述發(fā)射區(qū)的P型重?fù)诫s注入?yún)^(qū)的離子注入的注入劑量為1E15CM—2?5E15CM—2，注入能量為5KEV?20KEV，注入雜質(zhì)為硼或氟化硼。
[0024]進(jìn)一步的改進(jìn)是，所述發(fā)射區(qū)的P型輕摻雜注入?yún)^(qū)的離子注入的注入劑量為1E13CM—2?9E14CM—2，注入能量為5KEV?40KEV，注入雜質(zhì)為硼或氟化硼。
[0025]進(jìn)一步的改進(jìn)是，所述基區(qū)所覆蓋的區(qū)域包括所述第一有源區(qū)以及和所述第一有源區(qū)相鄰的第二有源區(qū)，在所述第二有源區(qū)的表面形成有第二導(dǎo)電類(lèi)型重?fù)诫s注入?yún)^(qū)，在該第二導(dǎo)電類(lèi)型重?fù)诫s注入?yún)^(qū)表面形成有金屬硅化物，通過(guò)該金屬硅化物和頂部的金屬連接引出基極；所述集電區(qū)所覆蓋的區(qū)域包括所述第一有源區(qū)、所述第二有源區(qū)以及和所述第二有源區(qū)相鄰的第三有源區(qū)，在所述第三有源區(qū)中形成第一導(dǎo)電類(lèi)型阱，在該第一導(dǎo)電類(lèi)型阱的表面形成有第一導(dǎo)電類(lèi)型重?fù)诫s注入?yún)^(qū)，在該第一導(dǎo)電類(lèi)型重?fù)诫s注入?yún)^(qū)表面形成有金屬硅化物，通過(guò)該第三金屬硅化物和頂部的金屬連接引出集電極。
[0026]本發(fā)明通過(guò)在發(fā)射區(qū)的重?fù)诫s區(qū)的周側(cè)設(shè)置輕摻雜區(qū)，能夠在發(fā)射區(qū)的重?fù)诫s區(qū)的周側(cè)形成高阻環(huán)，高阻環(huán)產(chǎn)生的寄生電阻能在器件大電流工作時(shí)提供一負(fù)反饋效應(yīng)，從而能抑制器件在大電流工作時(shí)由于正溫度效應(yīng)而產(chǎn)生的正反饋效應(yīng)，從而能提升器件ICVC曲線(xiàn)的安全工作區(qū)。
【附圖說(shuō)明】
[0027]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明:
[0028]圖1是現(xiàn)有B⑶工藝中縱向雙極型晶體管的剖面結(jié)構(gòu)圖；
[0029]圖2是現(xiàn)有B⑶工藝中縱向雙極型晶體管的電流電壓曲線(xiàn)；
[0030]圖3是本發(fā)明實(shí)施例一 BCD工藝中縱向雙極型晶體管的剖面結(jié)構(gòu)圖；
[0031]圖4A-圖4C是本發(fā)明實(shí)施例一的發(fā)射極寄生電阻的示意圖；
[0032]圖5A-圖5C本發(fā)明實(shí)施例一 B⑶工藝中縱向雙極型晶體管的制造過(guò)程中的剖面結(jié)構(gòu)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0033]如圖3所示，是本發(fā)明實(shí)施例一BCD工藝中縱向雙極型晶體管的剖面結(jié)構(gòu)圖；本發(fā)明實(shí)施例一 BCD工藝中縱向雙極型晶體管為NPN三極管，本發(fā)明實(shí)施例一 BCD工藝中縱向雙極型晶體管形成在P型硅襯底I上，在所述硅襯底I中形成有N型埋層2和P型埋層3，在所述硅襯底I上形成有場(chǎng)氧4，由所述場(chǎng)氧4隔離出有源區(qū)；本發(fā)明實(shí)施例一中的所述場(chǎng)氧4采用淺溝槽場(chǎng)氧(STI)，在其它實(shí)施例中也能采用局部場(chǎng)氧(LOCOS)。
[0034]所述縱向雙極型晶體管包括:
[0035]集電區(qū)5，由形成于所述硅襯底I上的N型深阱5組成。
[0036]基區(qū)6，由形成于所述N型深阱5中的P型阱6組成。
[0037]發(fā)射區(qū)，由形成于所述基區(qū)6表面的N型輕摻雜注入?yún)^(qū)即NLDD區(qū)8和N型重?fù)诫s注入?yún)^(qū)即N+區(qū)7疊加而成，所述發(fā)射區(qū)的N型重?fù)诫s注入?yún)^(qū)7的摻雜濃度大于N型輕摻雜注入?yún)^(qū)8的摻雜濃度。較佳為，所述發(fā)射區(qū)的面積為1X1微米2?50X50微米2。所述發(fā)射區(qū)的N型重?fù)诫s注入?yún)^(qū)7的離子注入的注入劑量為1E15CM_2?5E15CM_2，注入能量為50KEV?60KEV，注入雜質(zhì)為砷或磷。所述發(fā)射區(qū)的N型輕摻雜注入?yún)^(qū)8的離子注入的注入劑量為1E13CM-2?9E14CM-2，注入能量為2KEV?20KEV，注入雜質(zhì)為砷或磷。
[0038]如虛線(xiàn)框15所圍區(qū)域所示，所述發(fā)射區(qū)的N型輕摻雜注入?yún)^(qū)8覆蓋一個(gè)所述有源區(qū)，令該有源區(qū)為第一有源區(qū)，所述發(fā)射區(qū)的N型重?fù)诫s注入?yún)^(qū)7的覆蓋在所述第一有源區(qū)的中心區(qū)域，在所述發(fā)射區(qū)的N型重?fù)诫s注入?yún)^(qū)7的最外側(cè)邊緣和所述發(fā)射區(qū)的N型輕摻雜注入?yún)^(qū)8的最外側(cè)邊緣之間的區(qū)域形成由N型輕摻雜注入?yún)^(qū)8組成的高阻環(huán)；較佳為，所述高阻環(huán)的寬度大于O微米小于等于10微米。在所述發(fā)射區(qū)的表面形成有金屬硅化物(未示出)；較佳