Bcd工藝中縱向雙極型晶體管的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種半導體集成電路器件，特別是涉及一種BCD工藝中縱向雙極型晶體管。
【背景技術】
[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構圖，下面以NPN三極管為例說明如下，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氧(STI) 104，由淺溝槽場氧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，并通過金屬硅化物108a頂部形成的金屬接觸孔和頂部金屬層實現(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+區(qū)109的表面形成有金屬硅化物108b，并通過金屬硅化物108b頂部形成的金屬接觸孔和頂部金屬層實現(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，并通過金屬硅化物108c頂部形成的金屬接觸孔和頂部金屬層實現(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的周圍，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+區(qū)114的表面形成有金屬硅化物108d，并通過金屬硅化物108d頂部形成的金屬接觸孔和頂部金屬層實現(xiàn)襯底電極的引出。
[0010]當現(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用時，器件溫度會升高。由于NPN三極管正溫度系數的效應，會產生更大的輸出電流，這個現(xiàn)象使得NPN三極管的電流電壓曲線即集電極電流(IC)集電極電壓(VC)曲線的安全工作區(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；該電流電壓曲線為在基極電流選定一固定值時的集電極電流和集電極電壓之間的曲線，從虛線框115所示區(qū)域可知，器件工作在正向大電流時，大電流會使器件的溫度升高，由于正溫度系數效應，溫度的升高又會使器件的電流增加，最后形成一正反饋，使得器件電流快速增加，ICVC曲線的安全工作區(qū)減少。
【發(fā)明內容】
[0011]本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種BCD工藝中縱向雙極型晶體管，抑制器件大電流應用時的正反饋效應，提升器件ICVC曲線的安全工作區(qū)。
[0012]為解決上述技術問題，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氧，由所述場氧隔離出有源區(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電類型深阱組成。
[0014]基區(qū)，由形成于所述第一導電類型深阱中的第二導電類型阱組成。
[0015]發(fā)射區(qū)，由形成于所述基區(qū)表面的第一導電類型輕摻雜注入區(qū)和第一導電類型重摻雜注入區(qū)疊加而成，所述發(fā)射區(qū)的第一導電類型重摻雜注入區(qū)的摻雜濃度大于第一導電類型輕摻雜注入區(qū)的摻雜濃度。
[0016]所述發(fā)射區(qū)的第一導電類型輕摻雜注入區(qū)覆蓋一個所述有源區(qū)，令該有源區(qū)為第一有源區(qū)，所述發(fā)射區(qū)的第一導電類型重摻雜注入區(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)的第一導電類型重摻雜注入區(qū)的最外側邊緣和所述發(fā)射區(qū)的第一導電類型輕摻雜注入區(qū)的最外側邊緣之間的區(qū)域形成由第一導電類型輕摻雜注入區(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形成負反饋效應，并利用該負反饋效應抑制所述縱向雙極型晶體管的由正溫度效應而產生的正反饋效應。
[0017]進一步的改進是，所述發(fā)射區(qū)的面積為1X1微米2?50X50微米2。
[0018]進一步的改進是，所述高阻環(huán)的寬度大于O微米小于等于10微米。
[0019]進一步的改進是，所述縱向雙極型晶體管為NPN三極管，第一導電類型為N型，第二導電類型為P型。
[0020]進一步的改進是，所述發(fā)射區(qū)的N型重摻雜注入區(qū)的離子注入的注入劑量為1E15CM-2?5E15CM'注入能量為50KEV?60KEV，注入雜質為砷或磷。
[0021]進一步的改進是，所述發(fā)射區(qū)的N型輕摻雜注入區(qū)的離子注入的注入劑量為1E13CM-2?9E14CM'注入能量為2KEV?20KEV，注入雜質為砷或磷。
[0022]進一步的改進是，所述縱向雙極型晶體管為PNP三極管，第一導電類型為P型，第二導電類型為N型。
[0023]進一步的改進是，所述發(fā)射區(qū)的P型重摻雜注入區(qū)的離子注入的注入劑量為1E15CM—2?5E15CM—2，注入能量為5KEV?20KEV，注入雜質為硼或氟化硼。
[0024]進一步的改進是，所述發(fā)射區(qū)的P型輕摻雜注入區(qū)的離子注入的注入劑量為1E13CM—2?9E14CM—2，注入能量為5KEV?40KEV，注入雜質為硼或氟化硼。
[0025]進一步的改進是，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電類型重摻雜注入區(qū)，在該第二導電類型重摻雜注入區(qū)表面形成有金屬硅化物，通過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)中形成第一導電類型阱，在該第一導電類型阱的表面形成有第一導電類型重摻雜注入區(qū)，在該第一導電類型重摻雜注入區(qū)表面形成有金屬硅化物，通過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)明通過在發(fā)射區(qū)的重摻雜區(qū)的周側設置輕摻雜區(qū)，能夠在發(fā)射區(qū)的重摻雜區(qū)的周側形成高阻環(huán)，高阻環(huán)產生的寄生電阻能在器件大電流工作時提供一負反饋效應，從而能抑制器件在大電流工作時由于正溫度效應而產生的正反饋效應，從而能提升器件ICVC曲線的安全工作區(qū)。
【附圖說明】
[0027]下面結合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明作進一步詳細的說明:
[0028]圖1是現(xiàn)有B⑶工藝中縱向雙極型晶體管的剖面結構圖；
[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；
[0030]圖3是本發(fā)明實施例一 BCD工藝中縱向雙極型晶體管的剖面結構圖；
[0031]圖4A-圖4C是本發(fā)明實施例一的發(fā)射極寄生電阻的示意圖；
[0032]圖5A-圖5C本發(fā)明實施例一 B⑶工藝中縱向雙極型晶體管的制造過程中的剖面結構圖。
【具體實施方式】
[0033]如圖3所示，是本發(fā)明實施例一BCD工藝中縱向雙極型晶體管的剖面結構圖；本發(fā)明實施例一 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上形成有場氧4，由所述場氧4隔離出有源區(qū)；本發(fā)明實施例一中的所述場氧4采用淺溝槽場氧(STI)，在其它實施例中也能采用局部場氧(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型輕摻雜注入區(qū)即NLDD區(qū)8和N型重摻雜注入區(qū)即N+區(qū)7疊加而成，所述發(fā)射區(qū)的N型重摻雜注入區(qū)7的摻雜濃度大于N型輕摻雜注入區(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型重摻雜注入區(qū)7的離子注入的注入劑量為1E15CM_2?5E15CM_2，注入能量為50KEV?60KEV，注入雜質為砷或磷。所述發(fā)射區(qū)的N型輕摻雜注入區(qū)8的離子注入的注入劑量為1E13CM-2?9E14CM-2，注入能量為2KEV?20KEV，注入雜質為砷或磷。
[0038]如虛線框15所圍區(qū)域所示，所述發(fā)射區(qū)的N型輕摻雜注入區(qū)8覆蓋一個所述有源區(qū)，令該有源區(qū)為第一有源區(qū)，所述發(fā)射區(qū)的N型重摻雜注入區(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型重摻雜注入區(qū)7的最外側邊緣和所述發(fā)射區(qū)的N型輕摻雜注入區(qū)8的最外側邊緣之間的區(qū)域形成由N型輕摻雜注入區(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