電路中。在這里提出的垂直雙極結(jié)型晶體管包括垂直NPN BJT或垂直PNP BJT。圖1是示出通過低成本B⑶工藝與垂直雙極結(jié)型晶體管(BJT)同時制造的DMOS器件的示例的圖。用于形成圖1的DMOS器件的方法及其制造工藝被一起使用以形成關(guān)于BJT器件的發(fā)射極區(qū)、基極區(qū)、集電極區(qū)。不需要使用新的掩模來分別形成BJT器件的發(fā)射極區(qū)和基極區(qū)。例如，在形成為與半導(dǎo)體基板中的DMOS結(jié)構(gòu)對準(zhǔn)的情況下，垂直雙極結(jié)型晶體管的漂移區(qū)(圖2中的140)將按照相同的工藝條件與DMOS結(jié)構(gòu)的漂移區(qū)(圖1中的140)在一個半導(dǎo)體基板中同時地形成。垂直雙極結(jié)型晶體管(BJT)的漂移區(qū)(圖2中的140)可與DMOS結(jié)構(gòu)的漂移區(qū)(圖1中的140)的摻雜濃度和摻雜分布相同。
[0038]同樣地，DMOS結(jié)構(gòu)的第二導(dǎo)電型體區(qū)(圖1中的123A)和垂直雙極結(jié)型晶體管的第二導(dǎo)電型體區(qū)(圖2中的123A、124A)按照相同的工藝條件同時設(shè)置在一個半導(dǎo)體基板中。在DMOS器件中的第二導(dǎo)電型埋層150、第二導(dǎo)電型阱123和124、第一導(dǎo)電型阱121和122、第二導(dǎo)電型外阱區(qū)125和126、高濃度體接觸區(qū)174、高濃度源區(qū)176、高濃度漏區(qū)178和柵極170以及硅化物層179全部同時形成在垂直雙極結(jié)型晶體管區(qū)中。
[0039]通過低成本的B⑶工藝的方式來同時形成DMOS和雙極結(jié)型晶體管，不需要用于提高垂直雙極結(jié)型晶體管的電流增益的附加工藝。因此，可以以低成本制造具有高電流增益的垂直雙極結(jié)型晶體管。
[0040]在非窮舉示例中，P-或P+基板被用作半導(dǎo)體基板10。但是，可使用其中形成有P外延層112的P-或P+基板100。P-基板100為P型摻雜劑弱摻雜的基板，P+基板100為P型摻雜劑以比在P-基板中高的濃度摻雜的基板。在本公開中，半導(dǎo)體基板10可使用半導(dǎo)體層100和設(shè)置在半導(dǎo)體層100上的外延層112，或可僅使用半導(dǎo)體層100而不使用外延層。這里，P外延層可用作基極區(qū)。為了下面的討論，第一導(dǎo)電型為N型，第二導(dǎo)電型為P型。
[0041]圖1的DMOS器件包括在半導(dǎo)體基板100中的第一導(dǎo)電型埋層110、第一導(dǎo)電型漂移區(qū)140、第二導(dǎo)電型埋層150、第二導(dǎo)電型阱123和124、第一導(dǎo)電型阱121和122、第二導(dǎo)電型外阱區(qū)125和126、第二導(dǎo)電型體區(qū)123A、高濃度體接觸區(qū)174、高濃度源區(qū)176、高濃度漏區(qū)178、柵極170和硅化物層179。另外，柵絕緣層169和柵電極170設(shè)置在漂移區(qū)140的上部。
[0042]第一導(dǎo)電型埋層110防止源區(qū)176和基板100之間的穿通。它還提供連接到垂直NPN晶體管的集電極的低接觸電阻。第二導(dǎo)電型高濃度體接觸區(qū)174可用作將在下面描述的BJT器件的基極引出端。第一導(dǎo)電型高濃度源區(qū)176和第一導(dǎo)電型高濃度漏區(qū)178可用作發(fā)射極引出端或集電極引出端。
[0043]第二導(dǎo)電型體區(qū)123A和第二導(dǎo)電型埋層150彼此電連接。當(dāng)?shù)诙?dǎo)電型埋層150和第二導(dǎo)電型體區(qū)123A彼此連接時，可通過第二導(dǎo)電型體區(qū)123A將電壓施加到第二導(dǎo)電型埋層150。第二導(dǎo)電型體區(qū)(PBody) 123A還起到連同第二導(dǎo)電型埋層150—起使第一導(dǎo)電型漂移區(qū)(N-Drift) 140與第一導(dǎo)電型埋層(N+BL)110橫向隔離的作用。此外，溝道區(qū)C設(shè)置在硅有源區(qū)中，硅有源區(qū)在與柵電極疊置的第二導(dǎo)電型體區(qū)(PBody) 123A中。
[0044]圖2是示出垂直雙極結(jié)型晶體管的示例的圖。作為高濃度摻雜區(qū)的發(fā)射極引出端175和集電極引出端177設(shè)置在半導(dǎo)體基板10中。基極引出端171設(shè)置在發(fā)射極引出端175和集電極引出端177之間。基極引出端171為高濃度摻雜區(qū)。具有第一摻雜濃度的漂移區(qū)140 (N-Drift)圍繞發(fā)射極引出端175并且比基極引出端171和集電極引出端177深?；鶚O引出端171用第二導(dǎo)電型P+摻雜，發(fā)射極引出端175和集電極引出端177用第一導(dǎo)電型N+摻雜。
[0045]引出端表示一種接觸區(qū)。在下面的描述中，N+、P+是N型或P型摻雜劑被離子注入并以高離子注入劑量或者lE15/cm2或更大的劑量的高濃度摻雜的情況。N-、P-是N型或P型摻雜劑被離子注入并以lEll-lE14/cm2之間的低濃度摻雜的情況。漂移區(qū)140與此對應(yīng)。
[0046]第二導(dǎo)電型外阱125、126位于第一導(dǎo)電型阱環(huán)121、122(N阱環(huán))的外側(cè)。在第二導(dǎo)電型外阱125、126內(nèi)的阱接觸區(qū)178也以高濃度摻雜，因此它被用作用于減小外側(cè)阱的電阻的歐姆接觸。第一導(dǎo)電型阱環(huán)121、122的接觸區(qū)177也被用作用于減小阱電阻的歐姆接觸。
[0047]硅化物層179設(shè)置在第二導(dǎo)電型基極引出端171、第一導(dǎo)電型發(fā)射極引出端175和第一導(dǎo)電型集電極引出端177的表面上。它減小用于與外部連接的金屬線之間的歐姆接觸電阻。硅化物層179可由諸如例如鈦(Ti)或鈷(Co)的材料組成?？捎猛ǔ５姆椒▉韴?zhí)行電極布線工藝，因此省略其詳細描述。
[0048]第一導(dǎo)電型漂移區(qū)140可稱為發(fā)射極層?？赏ㄟ^離子注入低劑量的N型摻雜劑來形成第一導(dǎo)電型漂移區(qū)140。第一導(dǎo)電型漂移區(qū)140的摻雜濃度低于第一導(dǎo)電型發(fā)射極引出端175的摻雜濃度。第一導(dǎo)電型發(fā)射極引出端175和第一導(dǎo)電型漂移區(qū)140形成發(fā)射極BE。因此，由于構(gòu)成發(fā)射極區(qū)的第一導(dǎo)電型漂移區(qū)140和第一導(dǎo)電型發(fā)射極引出端175之間的摻雜濃度不同而在發(fā)射極中產(chǎn)生內(nèi)建電場。然后，由內(nèi)建電場產(chǎn)生的漂移電流補償從基極注入到發(fā)射極的空穴注入電流。
[0049]與僅由N+組成的發(fā)射極不同，在圖2的發(fā)射極中，由于N+第一導(dǎo)電型發(fā)射極引出端175與N-第一導(dǎo)電型漂移區(qū)140之間的摻雜濃度差異而存在內(nèi)建電場(即，內(nèi)電場)。由這個電場造成的漂移電流使得流動在由N+和N-Drift組成的發(fā)射極中的空穴注入電流變得與流動在僅由N+組成的發(fā)射極中的空穴注入電流相比相對小。因此，由N+和N-Drift組成的發(fā)射極效率高于只由N+組成的發(fā)射極效率。由于第一導(dǎo)電型漂移區(qū)140和高發(fā)射極效率引起的寬發(fā)射極區(qū)增大了最大電流增益(f3max)。
[0050]基極層(P-Buried) 150設(shè)置在第一導(dǎo)電型漂移區(qū)(N-Drift) 140下方。P-Buried150可與N-Drift 140同時形成，這樣減少了用于制造而使用的掩模的數(shù)量并且減少成本。PN結(jié)設(shè)置在基極層150與發(fā)射極層140之間的界面處?；鶚O層150的水平長度可與漂移區(qū)140的水平長度近似。這是因為第一導(dǎo)電型漂移區(qū)(N-Drift) 140與基極層(P-Buried) 150在制造工藝中使用相同的掩模形成?；鶚O層與漂移區(qū)自對準(zhǔn)。P-Buried 150表示用P型摻雜劑離子注入的埋層，其與N-Drift區(qū)同時形成并且可用作基極層。
[0051]第二導(dǎo)電型埋層150位于第一導(dǎo)電型埋層110與第一導(dǎo)電型漂移區(qū)140之間，并通過離子注入P型摻雜劑來形成。用于離子注入的能量被設(shè)計為l_2MeV，并且離子注入數(shù)量(即，劑量)被設(shè)計為lE13cnT2或更小以形成第一導(dǎo)電型漂移區(qū)140與第一導(dǎo)電型埋層110之間的第二導(dǎo)電型埋層150。
[0052]第二導(dǎo)電型體區(qū)(PBody) 123A、124A圍繞基極引出端?；鶚O引出端用高濃度P型摻雜劑離子注入。體區(qū)用低于第二導(dǎo)電型埋層150的濃度的濃度摻雜。第二導(dǎo)電型基極引出端171、第二導(dǎo)電型體區(qū)123A、124A和作為基極層的第二導(dǎo)電型埋層150設(shè)置在P外延層112中。第二導(dǎo)電型基極引出端171、第二導(dǎo)電型體區(qū)123A、124A和第二導(dǎo)電型埋層150彼此電連接并形成基極區(qū)B。體區(qū)提供從基極引出端171到基極層150的導(dǎo)電通路。第