CN101170129A - 横向pnp晶体管及其制造工艺方法 - Google Patents

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王乐
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Abstract

本发明公开了一种横向PNP晶体管，所述发射极的底部设有一隔离深槽。制造所述的横向PNP晶体管的工艺方法，包括如下步骤：通过刻蚀工艺在外延层上形成一隔离深槽，在该深槽的表面形成与其深槽形状相适配的绝缘薄膜，然后用氧化物或氮化物填平；在所述外延层上涂光刻胶、曝光、光刻刻蚀，有选择的形成发射极、集电极窗口；所述发射极的窗口位于所述深槽上部。本发明能有效提高横向PNP晶体管的放大增益。

Description

横向PNP晶体管及其制造工艺方法
技术领域
本发明涉及一种横向PNP晶体管。本发明还涉及该晶体管的制造工艺方法。
背景技术
在Bipolar/BICMOS(双极和双极与CMOS兼容电路)器件中，放大增益β是由横向PNP管的结构(长的漂移宽度/sidewall发射吸收电子等)决定的，并且，其一直很难有明显的提高。虽然可以采用减少发射极与集电极间的距离的方法实现放大增益的改变，但是由于间距的改变会使相关的击穿电压降低，所以需要慎重考虑；采用SOD(液态源涂布)等淀积方法来提高发射浓度，虽然有利于β提高，但会增加器件的面积，不利于器件的微型化。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种横向PNP晶体管，有效提高横向PNP晶体管的放大增益。为此，本发明还要提供一种横向PNP晶体管的制造工艺方法。
为解决上述技术问题，本发明的横向PNP晶体管，包括一硅衬底，形成在硅衬底上的埋层和外延层，在所述外延层上形成的晶体管的基极、集电极、发射极、集电极，所述发射极的底部设有一隔离深槽，所述深槽内用氧化物或氮化物淀积填平。
制造上述横向PNP晶体管的工艺方法包括如下步骤：
在半导体衬底上进行埋层注入和扩散，形成一埋层；
氧化层去除，然后，在所述埋层上通过N型杂质轻搀杂外延生长外延层；其中：
通过刻蚀工艺在外延层上形成一隔离深槽，在该深槽的表面形成与其深槽形状相适配的绝缘薄膜，然后用氧化物或氮化物填平；
在所述外延层上涂光刻胶、曝光、光刻刻蚀，有选择的形成发射极、集电极窗口；所述发射极的窗口位于所述深槽上部；
在所述窗口内和外延层的表面上淀积多晶，并在所述窗口内进行多晶硼离子注入；
进行多晶刻蚀，有选择的形成集电区、发射区、集电区、基区窗口，在该基区窗口内进行磷离子注入形成横向PNP晶体管的基区。
由于采用本发明的方法，通过在双极器件发射极底部设置隔离深槽能有效减小载流子的损耗，并且增大发射区浓度，可使横向PNP管的β有效得到提高。
附图说明
下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：
图1至图6通过示意性的横截面图，示出了本发明一优选实施例的各个步骤的工艺流程。
具体实施方式
图6所示，本发明的横向PNP晶体管和现有的横向PNP晶体管的区别是，在发射极的底部设有一深槽，该深槽位于外延层内，所述深槽内用氧化物或氮化物淀积填平，即通过深槽将发射极的底部隔离。
本发明所述的横向PNP晶体管的制造工艺方法包括以下步骤：
首先，参见图1，采用P型硅材料作为半导体衬底，在P型衬底上采用离子注入和杂质扩散形成一掩埋层，在埋层的扩散形成工艺中，会在该埋层上形成一层二氧化硅(SiO2)薄膜(氧化层)。
如图2所示，去除所述的氧化层，在所述埋层上通过N型杂质轻搀杂外延(EPI)生长外延层，该外延层的厚度为5um。该外延层作为横向PNP晶体管的基区。
参见图3，通过刻蚀工艺(如湿法刻蚀)在外延层上形成一隔离深槽，在该深槽的表面通过热氧化或其他工艺形成与其深槽形状相配的绝缘薄膜，深槽内用氧化物或氮化物通过淀积等方法填平，作为横向PNP晶体管的发射区。
结合图4所示，在所述外延层上涂光刻胶、曝光、光刻刻蚀有选择的形成发射极、集电极窗口。所述发射极的窗口位于深槽处。
在所述窗口内和外延层的表面上淀积多晶，并在所述窗口内进行多晶硼离子注入，如图5所示。
进行多晶刻蚀，有选择的形成集电区、发射区、集电区、基区窗口，在该基区窗口内进行磷离子注入形成横向PNP晶体管的基区，如图6所示。
本发明利用深槽工艺来隔离发射极底部构造新型横向PNP晶体管，该结构器件可以大大减少因发射极底部电流流失而造成PNP晶体管放大增益的损耗，同时采用多晶硅(Poly)做发射极，大大提高了发射极浓度，增加发射效率，有利于获得高的放大增益，提高器件性能。

Claims (4)

1.一种横向PNP晶体管，包括一硅衬底，形成在硅衬底上的埋层和外延层，在所述外延层上形成的晶体管的基极、集电极、发射极、集电极，其特征在于：所述发射极的底部设有一隔离深槽。
2.如权利要求1所述的横向PNP晶体管，其特征在于：所述深槽内用氧化物或氮化物淀积填平。
3.一种制造如权利要求1所述的横向PNP晶体管的工艺方法，包括如下步骤：
在半导体衬底上进行埋层注入和扩散，形成一埋层；
氧化层去除，然后，在所述埋层上通过N型杂质轻搀杂外延生长外延层；
其特征在于：
通过刻蚀工艺在外延层上形成一隔离深槽，在该深槽的表面形成与其深槽形状相适配的绝缘薄膜，然后用氧化物或氮化物填平；
在所述外延层上涂光刻胶、曝光、光刻刻蚀，有选择的形成发射极、集电极窗口；所述发射极的窗口位于所述深槽上部；
在所述窗口内和外延层的表面上淀积多晶，并在所述窗口内进行多晶硼离子注入；
进行多晶刻蚀，有选择的形成集电区、发射区、集电区、基区窗口，在该基区窗口内进行磷离子注入形成横向PNP晶体管的基区。
4.根据权利要求3所述的工艺方法，其特征在于：所述外延层的厚度为5um。
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