CN109103096A - 一种晶体管的制作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种晶体管的制作方法,所述制作方法包括:提供第一导电类型的衬底;在所述衬底的第一表面生长具有第二导电类型的外延层;在所述外延层内形成第一沟槽,所述第一沟槽贯穿所述外延层且一端与所述衬底相连接;在所述外延层的侧壁上形成侧墙,所述侧墙形成于所述沟槽内且一端接触于所述衬底;在所述沟槽内形成发射区;所述发射区包括在所述衬底的第一表面向上依次形成的第一隔离层,发射极层以及第二隔离层;除去所述侧墙,形成基区沟槽;在所述基区沟槽内形成第一导电类型的基区。本发明提出的晶体管结构简单,放大系数稳定。

Description

一种晶体管的制作方法
技术领域
本发明涉及半导体技术领域,具体的说是一种晶体管及其制作方法。
背景技术
现有技术中,基区均通过注入工艺后采用退火工艺形成,基区结深及结形貌受退火工艺影响很大,而多晶发射极工艺均通过多晶内大剂量注入,之后高温快速热退火,使得杂质扩散进入基区形成发射结。在基区及发射区的表面,会经历大量的工艺过程,比如注入,刻蚀,金属化等,对于基区表面以及发射区表面带来大量的缺陷,最终导致器件的放大系数非常不稳定。
发明内容
鉴于以上情况,本发明所要解决其技术问题所采用以下技术方案来实现。
本发明提供了一种晶体管的制作方法,所述制作方法包括:提供第一导电类型的衬底;在所述衬底的第一表面生长具有第二导电类型的外延层;在所述外延层内形成第一沟槽,所述第一沟槽贯穿所述外延层且一端与所述衬底相连接;在所述外延层的一侧侧壁上形成侧墙,所述侧墙形成于所述沟槽内且一端接触于所述衬底;在所述沟槽内形成发射区;所述发射区包括在所述衬底的第一表面向上依次形成的第一隔离层,发射极层以及第二隔离层;除去所述侧墙,形成基区沟槽,在所述基区沟槽内形成第一导电类型的基区。
与现有技术相比,本发明具有以下优点:通过将所述发射极层设置于所述第一隔离层与所述第二隔离层之间,使所述发射极层与所述基区的接触界面在后面的制造工艺中无需经过如离子注入等工艺流程,因此发射极界面不会被破坏而保持良好,进而使本发明提供的晶体管具有稳定的电流放大系数。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的第一实施例的晶体管的制造方法的流程示意图;
图2是本发明第二实施例中提出的晶体管的剖面结构示意图;
图3至图11是本发明的第一实施例的晶体管的制造方法的结构示意图;
图中:1、衬底;2、外延层;3、发射区;4、基区;31、第一隔离层;32、发射极层;33、第二隔离层;51、集电极接触区;52、集电区;a1、第一沟槽;b1、侧墙;a2、基区沟槽;b2、阻挡层;6、介质层;71、集电极;72、基极;73、发射极。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和有益技术效果更加清晰明白,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中,需要说明的是,术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。此外,术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
实施例一:
请参阅图1及图2,一种晶体管的制造方法,包括:
步骤S01:提供第一导电类型的衬底1;
步骤S02:在所述衬底1的第一表面生长具有第二导电类型的外延层2;
步骤S03:在所述外延层2内形成第一沟槽a1,所述第一沟槽a1贯穿所述外延层2且一端与所述衬底1相连接;
步骤S04:在所述外延层2的侧壁上形成侧墙b1,所述侧墙b1形成于所述沟槽内且一端接触于所述衬底1;
步骤S05:在所述沟槽内形成发射区3;所述发射区3包括在所述衬底1的第一表面向上依次形成的第一隔离层31,发射极层32以及第二隔离层33;
步骤S06:除去所述侧墙b1,形成基区沟槽a2;在所述基区沟槽a2内形成第一导电类型的基区4;
可以理解,通过将所述发射极层32设置于所述第一隔离层31与所述第二隔离层33之间,使所述发射极层32与所述基区4的接触界面在后面的制造工艺中无需经过如离子注入等工艺流程,因此发射极界面不会被破坏而保持良好,进而使本发明提供的晶体管具有稳定的电流放大系数;还通过所述第一隔离层31及第二隔离层33的设置,本发明提供的晶体管获得更好的击穿电压。
下面参照附图,对上述形成所述晶体管的方法加以详细阐述。
为方便后面的描述,特在此说明:所述晶体管可以是NPN型或PNP型,当所述晶体管为NPN型时,所述第一导电类型为P型,所述第二导电类型为N型,当所述晶体管为PNP型时,所述第一导电类型为N型,所述第二导电类型为P型。换言之,所述晶体管可以包括N型掺杂的所述发射区3、P型掺杂的所述基区4、N型掺杂的所述集电极接触区51及集电区52、P型掺杂的所述衬底1及N型掺杂的外延层2,反之也可以包括P型掺杂的所述发射区3、N型掺杂的基区4、以及P型掺杂的集电极接触区51及集电区52、N型掺杂的所述衬底1及P型掺杂的外延层2。在接下来的实施例中,均以所述晶体管为NPN型为例进行描述,但并不对此进行限定。
请参照附图3,执行步骤S01:提供第一导电类型的衬底1;具体的,所述衬底1作为所述晶体管的载体,主要起到支撑的作用。所述衬底1的材质可以为硅衬底、锗衬底或者锗硅衬底等,在本实施方式中,所述衬底1的材质优选为硅衬底,硅为最常见、低廉且性能稳定的半导体材料。在本发明的一些实施方式中,所述第一导电类型为P型,所述衬底1的掺杂离子为硼离子,在其他实施方式中,还可为铟、镓等其他三价离子。
请参照附图4,执行步骤S02:在所述衬底1的第一表面生长具有第二导电类型的外延层2;所述外延层2的厚度与浓度与器件的耐压密切相关,通常电阻率在5-50ohm.cm,厚度在5-10um之间。优选的,所述外延层2通过工艺较为简单的同质外延形成,即所述外延层2的材料与所述衬底1的材料相同,当衬底1的材料为硅时,所述外延层2的材料也为硅。在其他实施方式中,所述外延层2还可通过异质外延形成,所述外延层2的材料还可为锗、硒等半导体材料。所述外延层2可以采用外延生长法形成在所述衬底1的第一表面上,且所述外延层2的掺杂类型与所述衬底1的掺杂类型相反,在本实施方式中,所述衬底1为P型掺杂,则所述外延层2为N型掺杂,在其他实施方式中,若所述衬底1为N型掺杂,所述外延层2为P型掺杂。在本实施方式中,所述外延层2的掺杂离子具体为磷离子,在其他实施方式中,所述外延层2的掺杂离子还可为砷或锑等其他五价离子。更具体的,所述外延生长法可以为气相外延生长法、液相外延生长法、真空蒸发生长法、高频溅射生长法、分子束外延生长法等,优选为化学汽相淀积方法(或称气相外延生长法),化学汽相淀积方法是一种用气态反应原料在固态基体表面反应并淀积成固体薄层或薄膜的工艺,是一种比较成熟的晶体管的外延生长法,该方法将硅与掺杂元素喷射于所述衬底1之上,均匀性,重复性好,且台阶覆盖性优良。
请参照附图5,执行步骤S03:在所述外延层2内形成第一沟槽a1,所述第一沟槽a1贯穿所述外延层2且一端与所述衬底1相连接;具体的,所述第一沟槽a1一端与所述衬底1的连接方式可以为所述第一沟槽a1一端延伸进入所述衬底1内,也可以仅接触于所述衬底1的第一表面,所述第一沟槽a1的宽度为3-5um之间。更具体的,形成所述第一沟槽a1的过程可以为:在所述外延层2上形成刻蚀阻挡层,然后在刻蚀阻挡层上形成光刻胶层(图未示),之后采用具有所述第一沟槽a1图形的掩膜版对所述光刻胶层进行曝光,再进行显影,得到具有所述第一沟槽a1图形的光刻胶层。以具有所述第一沟槽a1图形的光刻胶层为掩膜,采用反应离子刻蚀法等刻蚀方法,在刻蚀阻挡层上蚀刻形成所述沟槽的图形开口(图未示)。然后以具有所述第一沟槽a1图形开口的刻蚀阻挡层为掩膜,采用湿法刻蚀或干法刻蚀等方法,去除未被刻蚀阻挡层覆盖的所述外延层2,在所述外延层2层内形成所述第一沟槽a1。此后可采用化学清洗等方法去除光刻胶层和刻蚀阻挡层。在上述过程中,为了保证曝光精度,还可在光刻胶层和刻蚀阻挡层之间形成抗反射层(图未示)。
请参照附图6,执行步骤S02:步骤S04:在所述外延层2的侧壁上形成侧墙b1,所述侧墙b1形成于所述沟槽内且一端接触于所述衬底1;具体的,所述侧墙b1的形成步骤具体包括:在所述外延层2的上表面,和所述第一沟槽a1的底面及侧壁上淀积一绝缘层(图未示);刻蚀所述绝缘层,形成所述侧墙b1。更具体的,所述绝缘层淀积于所述第一沟槽a1的侧壁和底面以及所述外延层2的上表面上,通过刻蚀的方法去掉所述第一沟槽a1的底面及外延层2的上表面上的绝缘层,进而形成所述侧墙b1。所述绝缘层的厚度(侧墙b1的宽度)与后续所述基区4的宽度相同,所述绝缘层(侧墙b1)的材质为氧化硅、氮化硅、氧化铝以及氮氧化硅等其中一种或任意多种的组合,在本实施方式中,所述侧墙b1的宽度在3000A-8000A之间,其材质为氧化硅。
请参照附图6及附图7,执行步骤S05:在所述沟槽内形成发射区3;所述发射区3包括在所述衬底1的第一表面向上依次形成的第一隔离层31,发射极层32以及第二隔离层33;具体的,所述发射区3填满所述第一沟槽a1形成所述侧墙b1后的其他位置,所述发射区3的掺杂离子为磷离子,在其他实施方式中,所述发射区3的掺杂离子还可为砷或锑等其他五价离子。具体的,通过采用化学汽相淀积方法自所述衬底1的第一表面依次形成第一隔离层31,发射极层32以及第二隔离层33,该方法将硅与掺杂元素喷射于所述衬底1之上从而依次形成第一隔离层31、发射极层32以及第二隔离层33,在制成第一隔离层31以后,制造发射极层32以及第二隔离层33的过程中设备无需停顿,只需调节设备所喷射的掺杂元素的量即可改变所制造的发射极层32及第二隔离层33中掺杂元素的含量。其中,所述发射极层32的掺杂浓度高于所述第一隔离层31及第二隔离层33。所述发射极层32的掺杂浓度为1E15-5E15/cm3,所述第一隔离层31及所述第二隔离层33的离子浓度为5E13-7E13/cm3,所述第一隔离层31及所述第二隔离层33用于隔离和保护所述发射极层32,由于所述第一隔离层31及所述第二隔离层33拉高了所述发射区3的电阻,因此所述第一隔离层31及所述第二隔离层33还可使所述晶体管具有更高的击穿电压。为了防止发射区3的形成对所述外延层2的上表面造成影响,在形成所述侧墙b1之后在形成发射区3的步骤前,还可以在所述第二导电类型的外延层2的上表面形成阻挡层b2。所述阻挡层b2的形成步骤具体为:首先在所述外延层2的上表面和所述侧墙b1远离所述外延层2的侧面及所述第一沟槽a1的底面上淀积一层绝缘材料,通过光刻及刻蚀工艺去掉所述侧墙b1远离所述外延层2的侧面及所述第一沟槽a1的底面上的绝缘材料,保留所述外延层2上表面的绝缘材料,进而形成所述阻挡层b2。所述阻挡层b2的材料同样可以为氧化硅、氮化硅、氧化铝以及氮氧化硅等其中一种或任意多种的组合,所述侧墙b1与所述阻挡层b2的材质可相同也可不同。更具体的,在形成所述第一导电类型的基区后,所述方法还包括:对所述外延层2的上表面进行平坦化操作,具体采用的是化学机械研磨的方式,所述化学机械研磨是本领域技术人员的惯用手段,在此不再赘述。可以理解,通过所述发射区3采用外延的方式形成,相对于离子注入的方式,可使所述发射区3的离子浓度及厚度更加精确的控制,进一步保障了本发明提出的晶体管的良好性能。
请参照附图8及附图9,执行步骤S06:除去所述侧墙b1,形成基区沟槽a2;在所述基区沟槽a2内形成第一导电类型的基区4;同样的,所述基区4通过外延生长法在所述基区沟槽a2内形成,形成所述基区沟槽a2的工艺与形成所述第一沟槽a1的工艺基本类似,在此不在一一赘述。具体的,所述基区4的宽度为0.3-0.8um,在本实施方式中,所述第一导电类型为P型,所述基区4的掺杂离子为磷离子,在其他实施方式中,所述基区4的掺杂离子还可为砷或锑等其他五价离子,所述基区4的掺杂浓度为2E13-5E13/cm3。可以理解,通过所述侧墙b1来定义所述基区4的宽度以及通过外延的方式来形成所述基区4,使所述基区4的宽度及掺杂浓度都得到精确的控制,进一步保证了所述晶体管具有稳定的电流放大系数。进一步的,除去所述侧墙b1的步骤还可以包括:除去所述阻挡层b2;具体的,所述阻挡层b2可以与侧墙b1同时去除,也可以先后分别去除。
请参照附图10,进一步的,在形成所述基区4之后,所述方法还包括:在所述外延层2远离所述基区4一侧的区域内通过第一注入形成第二导电类型集电极接触区51,所述集电极接触区51与所述基区4之间的外延层2区域为集电区52;所述集电极接触区51的掺杂浓度高于所述集电区52;所述集电区52为轻掺杂,由于后续的电极与轻掺杂的集电区52的接触不够良好,因此这里改用重掺杂的集电极接触区51是为了提高接触性能;具体的,所述集电极接触区5贯穿所述外延层2且一端与所述衬底1的第一表面相接触。具体的,所述第一注入的离子为磷离子,注入浓度在8E15-1E16之间。所述集电区52电连接于所述基区4和集电极接触区51之间,所述晶体管的击穿电压与其掺杂浓度相关联。
请参照附图11,进一步的,所述晶体管的制造方法还包括:在所述外延层上方生长介质层6及在所述介质层6上形成集电极71、基极71及发射极73;并将所述集电极71通过所述介质层6与所述集电极接触区51电连接,将所述基极71通过所述介质层6与所述基区4电连接;及将所述发射极73依次通过所述介质层6及第二隔离层43与所述发射极层42电连接。具体的,所述介质层6覆盖于所述基区4、发射区4、集电区52、集电极接触区51的上表面且所述介质层6形成有集电极接触孔及基极接触孔,所述介质层6及所述第二隔离层43上形成有发射极接触孔;所述集电极接触孔及所述基极接触孔均贯穿所述介质层6,所述发射极接触孔贯穿所述介质层6及第二隔离层43,所述集电极71通过所述介质层6上的集电极接触孔与集电极接触区51电连接,所述基极72所述介质层6上的基极接触孔与基区4电连接,所述发射极73通过所述介质层6上的发射极接触孔与高掺杂发射极层42电连接。在本发明的一些实施方式中,所述介质层6可以为氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、掺杂的硅酸盐玻璃或者低介电常数材料,所述低介电常数材料可以为掺杂的碳化硅等等,形成所述介质层的目的为对各个器件层之间进行隔离。所述集电极接触孔、基极接触孔及发射极接触孔分别位于所述集电极接触区51、基区4及发射极层42的上方,通过光刻及刻蚀等传统工艺形成。
进一步的,所述晶体管为双边结构,所述侧墙b1包括分别位于所述第一沟槽两侧壁上的第一侧墙及第二侧墙,所述基区沟槽a2包括去除所述第一侧墙及所述第二侧墙后对应形成的第一基区沟槽及第二基区沟槽,所述基区4包括分别在所述第一基区沟槽及第二基区沟槽内形成的第一基区及第二基区;所述集电极接触区51包括在所述外延层2远离所述第一基区41一侧的区域内形成的第一集电极接触区以及在所述外延层远离所述第二基区42一侧的区域内形成的第二集电极接触区;所述集电区52包括位于所述第一基区与所述第一集电极接触区之间的第一集电区以及位于所述第二基区与所述第二集电极接触区之间的第二集电区;相应的,所述集电极接触孔包括第一集电极接触孔以及第二集电极接触孔,所述基极接触孔包括第一基极接触孔及第二基极接触孔,所述集电极71包括第一集电极以及第二集电极,所述基极72包括第一基极及第二基极,所述第一集电极通过所述第一集电极接触孔与所述第一集电极接触区电连接,所述第二集电极通过所述第二集电极接触孔与所述第二集电极接触区电连接,所述第一基极通过所述第一基极接触孔与所述第一基区电连接,所述第二基极通过所述第二基极接触孔与所述第二基区电连接。
在其他实施方式中,所述晶体管也可以是单边结构,也就是说,所述基区3、集电区5、集电极接触区51、集电极71、基极71、集电极接触孔及基极接触孔可以只形成于所述发射区4的一侧。
可以理解,通过上述方法所形成的晶体管,使所述发射极层32与所述基区4的接触界面在后面的制造工艺中无需经过如离子注入等工艺流程,因此发射极界面不会被破坏而保持良好,进而使本发明提供的晶体管具有稳定的放大系数;还通过所述第一隔离层31及第二隔离层33的设置,本发明提供的晶体管能获得更好的击穿电压。
实施例二:
请参阅图2,一种晶体管,基于实施例一中的制造方法制成,包括:第一导电类型的衬底1;第二导电类型的外延层2,生长在所述衬底1的第一表面;第一导电类型基区4,贯穿所述外延层2且一端与所述衬底1相连接,使得所述外延层2形成发射区3和集电区52;所述发射区3包括在所述衬底1的第一表面向上依次形成的第一隔离层31,发射极层32以及第二隔离层33,可以理解,通过采用三层外延的结构,使所述发射极层32与所述基区4的接触界面在后面的制造工艺中无需经过如高温快速退火及离子注入等工艺流程,因此发射极界面不会被破坏而保持良好,进而使本发明提供的晶体管具有稳定的放大系数;还通过所述第一隔离层31及第二隔离层33的设置,使本发明提供的晶体管获得更好的击穿电压。
具体的,所述基区4一端与所述衬底1的连接方式可以为所述基区4一端延伸进入所述衬底1内,也可以仅接触于所述衬底1的第一表面。
进一步的,所述衬底1作为所述晶体管的载体,主要起到支撑的作用。所述衬底1的材质可以为硅衬底1、锗衬底1或者锗硅衬底1等,在本实施方式中,所述衬底1的材质优选为硅衬底1,硅为最常见、低廉且性能稳定的半导体材料。所述第一导电类型为P型,在本发明的一些实施方式中,所述衬底1的掺杂离子为硼离子,在其他实施方式中,还可为铟、镓等其他三价离子。
进一步的,所述外延层2的厚度与浓度与器件的耐压密切相关,通常电阻率在5-50ohm.cm,厚度在5-10um之间。优选的,所述外延层2通过工艺较为简单的同质外延形成,即所述外延层2的材料与所述衬底1的材料相同,当衬底1的材料为硅时,所述外延层2的材料也为硅。在其他实施方式中,所述外延层2还可通过异质外延形成,所述外延层2的材料还可为锗、硒等半导体材料。所述外延层2可以采用外延生长法形成在所述衬底1的第一表面上,且所述外延层2的掺杂类型与所述衬底1的掺杂类型相反,在本实施方式中,所述衬底1为P型掺杂,则所述外延层2为N型掺杂,在其他实施方式中,若所述衬底1为N型掺杂,所述外延层2为P型掺杂。在本实施方式中,所述外延层2的掺杂离子具体为磷离子,在其他实施方式中,所述外延层2的掺杂离子还可为砷或锑等其他五价离子。更具体的,所述外延生长法可以为气相外延生长法、液相外延生长法、真空蒸发生长法、高频溅射生长法、分子束外延生长法等,优选为化学汽相淀积方法(或称气相外延生长法),化学汽相淀积方法是一种用气态反应原料在固态基体表面反应并淀积成固体薄层或薄膜的工艺,是一种比较成熟的晶体管的外延生长法,该方法将硅与掺杂元素喷射于所述衬底1之上,均匀性,重复性好,且台阶覆盖性优良。
进一步的,所述发射极层32的掺杂浓度为1E15-5E15/cm3,所述第一隔离层31及所述第二隔离层33的离子浓度为5E13-7E13/cm3,所述第一隔离层31及所述第二隔离层33用于隔离和保护所述发射极层32,由于所述第一隔离层31及所述第二隔离层33拉高了所述发射区3的电阻,因此所述第一隔离层31及所述第二隔离层33还可使所述晶体管具有更高的击穿电压。为了防止发射区3的形成对所述外延层2的上表面造成影响。
进一步的,所述晶体管还包括在所述外延层2远离所述基区4一侧的区域内通过第一注入形成第二导电类型集电极接触区51及形成于所述集电极接触区51与所述基区4之间的集电区52,所述集电极接触区51的掺杂浓度高于所述集电区52;所述集电区为轻掺杂,由于后续的电极与轻掺杂的集电区52的接触不够良好,因此这里改用重掺杂的集电极接触区51是为了提高接触性能;具体的,所述集电极接触区5贯穿所述外延层2且一端与所述衬底1的第一表面相接触。具体的,所述第一注入的离子为磷离子,注入浓度在8E15-1E16之间。所述集电区52电连接于所述基区4和集电极接触区51之间,晶体管的击穿电压与其掺杂浓度相关联。
进一步的,所述晶体管还包括:在所述外延层2上方的介质层6,及形成在所述介质层6上的集电极71、基极71及发射极73;所述集电极71通过所述介质层6与所述集电极接触区51电连接,所述基极71通过所述介质层6与所述基区4电连接;将所述发射极73依次通过所述介质层6及第二隔离层43与所述发射极层42电连接。具体的,所述介质层6覆盖于所述基区4、发射区4、集电区52、集电极接触区51的上表面且所述介质层6形成有集电极接触孔(图未示)及基极接触孔(图未示),所述介质层6及所述第二隔离层43上形成有发射极接触孔(图未示);所述集电极接触孔及所述基极接触孔均贯穿所述介质层6,所述发射极接触孔贯穿所述介质层6及第二隔离层43,所述集电极71通过所述介质层6上的集电极接触孔与集电极接触区51电连接,所述基极72所述介质层6上的基极接触孔与基区4电连接,所述发射极73通过所述介质层6上的发射极接触孔与高掺杂发射极层42电连接。在本发明的一些实施方式中,所述介质层6可以为氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、掺杂的硅酸盐玻璃或者低介电常数材料,所述低介电常数材料可以为掺杂的碳化硅等等,形成所述介质层的目的为对各个器件层之间进行隔离。所述集电极接触孔、基极接触孔及发射极接触孔分别位于所述集电极接触区51、基区4及发射极层42的上方,通过光刻及刻蚀等传统工艺形成。
进一步的,所述晶体管为双边结构,所述侧墙b1包括分别位于所述第一沟槽两侧壁上的第一侧墙及第二侧墙,所述基区沟槽a2包括去除所述第一侧墙及所述第二侧墙后对应形成的第一基区沟槽及第二基区沟槽,所述基区4包括分别在所述第一基区沟槽及第二基区沟槽内形成的第一基区及第二基区;所述集电极接触区51包括在所述外延层2远离所述第一基区41一侧的区域内形成的第一集电极接触区以及在所述外延层远离所述第二基区42一侧的区域内形成的第二集电极接触区;所述集电区52包括位于所述第一基区与所述第一集电极接触区之间的第一集电区以及位于所述第二基区与所述第二集电极接触区之间的第二集电区;相应的,所述集电极接触孔包括第一集电极接触孔以及第二集电极接触孔,所述基极接触孔包括第一基极接触孔及第二基极接触孔,所述集电极71包括第一集电极以及第二集电极,所述基极72包括第一基极及第二基极,所述第一集电极通过所述第一集电极接触孔与所述第一集电极接触区电连接,所述第二集电极通过所述第二集电极接触孔与所述第二集电极接触区电连接,所述第一基极通过所述第一基极接触孔与所述第一基区电连接,所述第二基极通过所述第二基极接触孔与所述第二基区电连接。
在其他实施方式中,所述晶体管也可以是单边结构,也就是说,所述基区3、集电区5、集电极接触区51、集电极71、基极71、集电极接触孔及基极接触孔可以只形成于所述发射区4的一侧。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明保护的范围之内。

Claims (10)

1.一种晶体管的制作方法,其特征在于,所述制作方法包括:
提供第一导电类型的衬底;
在所述衬底的第一表面生长具有第二导电类型的外延层;
在所述外延层内形成第一沟槽,所述第一沟槽贯穿所述外延层且一端与所述衬底相连接;
在所述外延层的侧壁上形成侧墙,所述侧墙形成于所述第一沟槽内且一端接触于所述衬底;
在所述沟槽内形成发射区;所述发射区包括在所述衬底的第一表面向上依次形成的第一隔离层,发射极层以及第二隔离层;
除去所述侧墙,形成基区沟槽,在所述基区沟槽内形成第一导电类型的基区。
2.根据权利要求1所述晶体管的制作方法,其特征在于,在形成所述基区之后,所述方法还包括:
在所述外延层远离所述基区一侧的区域内通过第一注入形成第二导电类型集电极接触区,所述集电极接触区与所述基区之间的外延层区域为集电区;所述集电极接触区的掺杂浓度高于所述集电区,用于提高所述集电区的接触性能。
3.根据权利要求1所述晶体管的制作方法,其特征在于,形成所述侧墙的步骤包括:
在所述外延层的上表面,和所述第一沟槽的底面及侧壁上淀积一绝缘层;
刻蚀所述绝缘层,形成所述侧墙。
4.根据权利要求3所述晶体管的制作方法,其特征在于,在刻蚀所述绝缘层,形成所述侧墙之后,所述方法还包括,在所述第二导电类型的外延层的上表面形成阻挡层;
除去所述侧墙的步骤还包括:
除去所述阻挡层。
5.根据权利要求1所述晶体管的制作方法,其特征在于,在所述外延层区域内形成第二导电类型的集电区之后,所述方法还包括:在所述外延层上方生长介质层及在所述介质层上形成集电极、基极及发射极,将所述集电极通过所述介质层与所述集电极接触区电连接,将所述基极通过所述介质层与所述基区电连接;及将所述发射极依次通过所述介质层及第二隔离层与所述发射极层电连接。
6.根据权利要求1所述晶体管的制作方法,其特征在于,在形成所述第二导电类型的发射区后,对外延层的上表面进行平坦化操作。
7.根据权利要求1所述晶体管的制作方法,其特征在于,所述基区的宽度为0.3-0.8um,掺杂浓度为2E13-5E13/cm3
8.根据权利要求1所述晶体管的制作方法,其特征在于,所述发射极层的掺杂浓度高于所述第一隔离层及第二隔离层。
9.根据权利要求1所述晶体管的制作方法,其特征在于,所述侧墙的材料为氧化硅、氮化硅、氧化铝以及氮氧化硅其中一种或任意多种的组合。
10.根据权利要求1-9所述晶体管的制作方法,其特征在于,所述侧墙包括分别位于所述第一沟槽两侧壁上的第一侧墙及第二侧墙,所述基区沟槽包括去除所述第一侧墙及所述第二侧墙后对应形成的第一基区沟槽及第二基区沟槽,所述基区包括分别在所述第一基区沟槽及第二基区沟槽内形成的第一基区及第二基区;所述集电极接触区包括在所述外延层远离所述第一基区一侧的区域内形成的第一集电极接触区以及在所述外延层远离所述第二基区一侧的区域内形成的第二集电极接触区;所述集电极包括第一集电极以及第二集电极,所述基极包括第一基极及第二基极,所述第一集电极通过所述介质层与所述第一集电极接触区电连接,所述第二集电极通过所述介质层与所述第二集电极接触区电连接,所述第一基极通过通过所述介质层与所述第一基区电连接,所述第二基极通过所述介质层与所述第二基区电连接。
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070131971A1 (en) * 2005-12-08 2007-06-14 Kim Yong W Hetero junction bipolar transistor and method of manufacturing the same
CN102479704A (zh) * 2010-11-26 2012-05-30 Nxp股份有限公司 制造双极晶体管的方法和双极晶体管
CN103000676A (zh) * 2012-12-12 2013-03-27 清华大学 侧向双极晶体管及其制备方法
US20160064484A1 (en) * 2014-09-03 2016-03-03 Globalfoundries Inc. Lateral bipolar junction transistors on a silicon-on-insulator substrate with a thin device layer thickness

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070131971A1 (en) * 2005-12-08 2007-06-14 Kim Yong W Hetero junction bipolar transistor and method of manufacturing the same
CN102479704A (zh) * 2010-11-26 2012-05-30 Nxp股份有限公司 制造双极晶体管的方法和双极晶体管
CN103000676A (zh) * 2012-12-12 2013-03-27 清华大学 侧向双极晶体管及其制备方法
US20160064484A1 (en) * 2014-09-03 2016-03-03 Globalfoundries Inc. Lateral bipolar junction transistors on a silicon-on-insulator substrate with a thin device layer thickness

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