[发明专利]悬浮集电极PNP集成电路晶体管及其制作方法

说明书

本发明涉及一种悬浮集电极PNP集成电路晶体管及其制作方法。在P型衬底上方依次形成有N型的第一外延层与第二外延层；P型衬底中布置有N型埋层，N型埋层上方的第一外延层和第二外延层中依次设有集电极P型埋层和集电极上隔离；N型埋层四周上方的第一外延层和第二外延层中依次设有P型下隔离和P型上隔离；第一P+扩散区设在集电极上隔离中，作为集电极；N+扩散区设在集电极上隔离和集电极P型埋层共同围起来的第二外延层中，作为基极；第二P+扩散区设在N+扩散区围起来的第二外延层中，作为发射极。本发明能降低集电极串联电阻和饱和压降，提高电流输出能力。

技术领域

本发明涉及半导体技术，具体地说是一种悬浮集电极PNP集成电路晶体管及其制作方法。

背景技术

在常规双极型集成电路设计中，PNP管一般分为两类：横向PNP管(即LPNP管)和纵向PNP管(即VPNP管)，其中纵向PNP管又可分为两类：衬底集电极PNP管(即SPNP管)和悬浮集电极PNP管(即FPNP管)。这三种PNP管各有其特点：

LPNP管应用广泛，它的制作可与普通的NPN管同时进行，不需要任何附加工序；但存在电流增益低，大电流特性差、频率特性差等缺点；

SPNP管的大电流特性和频率特性较LPNP管好，但集电极串联电阻大，基区电导调制效应显著；并且由于其集电极在电路中总是处于最低电位，使它的应用场合受到了限制；

FPNP管与SPNP管相比，集电极串联电阻小，电流增益大，基区电导调制效应小，集电极电位可任意选择，应用比较灵活。但工艺复杂，需要增加工序，并且版图上占用面积大。

图1与图2是常规单外延带FPNP管双极型集成电路的纵向结构示意图。

图1示出了常规单外延双极型集成电路中NPN管的纵向结构。请参考图1，NPN管110包括上隔离111、下隔离112、集电极113、集电极深磷114、基极115、外延层116、N型埋层117、发射极118。

图2示出了常规单外延双极型集成电路中FPNP管的纵向结构。请参考图2，FPNP管120包括上隔离121、下隔离122、集电极123、集电极上隔离124、基极125、外延层126、N型埋层127、发射极128、集电极P型埋层129。

该常规单外延带FPNP管双极型集成电路的制造流程，分为以下几步：

1、在P型衬底100上做N型埋层，包括N型埋层117和N型埋层127；

2、做P型埋层，P型埋层分为两部分：一部分是下隔离112和下隔离122，做在N型埋层117和N型埋层127四周的P型衬底100上；另一部分是集电极P型埋层129，做在N型埋层127上；

3、做外延层116、126；

4、做上隔离，包括上隔离111、上隔离121和集电极上隔离124；

5、做集电极深磷114；

6、做P+扩散区，包括基极115和发射极128。

7、做N+扩散区，包括发射极118、集电极123和基极125。

上述常规单外延带FPNP管双极型集成电路的制造工艺中，是直接在N+埋层上做P埋来形成FPNP管的集电极，再用P型上隔离引出到表面。这种做法工艺实现简单，不需增加额外的光刻层次；但最大的缺点是P埋浓度淡、厚度薄，导致FPNP管的集电极串联电阻和饱和压降大，极大地影响了大电流输出能力。

发明内容

本发明针对上述问题，提供一种悬浮集电极PNP集成电路晶体管及其制作方法，该晶体管可增大P埋的浓度和厚度，降低集电极串联电阻和饱和压降，增强大电流输出能力。