[发明专利]一种高厄利电压横向晶体管结构及其制备方法

说明书

本发明公开了一种高厄利电压横向晶体管结构及其制备方法，横向PNP晶体管是通过在N型外延层上进行选择性的P型杂质掺杂形成：由一个P型掺杂区构成PNP晶体管的发射区，在发射区外由一个完整或部分的环形P型掺杂区构成PNP晶体管的集电区，在两个P型掺杂区之间是N型掺杂的外延层，形成PNP晶体管的基区，从而构成一个横向的P‑N‑P结构，形成横向PNP晶体管。它与传统PNP管的区别在于：新型结构横向PNP晶体管的P型集电区单独进行掺杂，使P型集电区杂质浓度低于N型基区浓度，当PNP晶体管CE电压增大时，由于横向PNP晶体管P型集电区浓度低于N型集区，CB结空间电荷区主要向P型集电区扩展，抑制因CE电压增大导致的基区宽度变化，从而获得较高的厄利电压。

技术领域

本发明属于晶体管技术领域，具体涉及一种高厄利电压横向晶体管结构及其制备方法。

背景技术

厄利电压是表征双极型晶体管基区宽变效应的参数，对双极晶体管而言，厄利电压越高，其抑制基区宽变效应的能力越强。

参照图1a、图1b和图2，在传统双极集成电路生产中，横向PNP晶体管集电区和发射区的P型杂质掺杂与NPN晶体管的基区同层次进行，即形成NPN晶体管的基区的同时进行P型杂质掺杂形成横向PNP晶体管的P型集电区和P型发射区，外延层作为横向PNP晶体管的N型基区，通过引线最终实现横向PNP晶体管结构，在晶体管的表面会覆盖一层二氧化硅层，作为金属引线与晶体管掺杂区之间的绝缘层，以避免晶体管不同掺杂区之间通过金属连线产生短路。

与NPN晶体管相比，传统横向PNP晶体管的厄利电压较低：当PNP晶体管CE电压增大时，CB处于反偏状态，由于横向PNP晶体管P型集电区浓度远高于N型集区，CB结空间电荷区主要向N型基区扩展，导致横向PNP基区宽度快速减小，基区宽变效应显著导致晶体管厄利电压降低。

发明内容

针对常规横向PNP晶体管厄利电压偏低的问题，本发明提供了一种高厄利电压横向晶体管结构及其制备方法，这种横向PNP晶体管结构能够有效提高横向PNP晶体管的厄利电压。

为达到上述目的，本发明一种高厄利电压横向晶体管结构，包括N型外延层，N型外延层上部自内向外依次设置有发射区、基区和集电区；其中，集电区中设置有集电极接触引出区，集电区掺杂杂质为硼，基区掺杂杂质为磷，集电区掺杂的杂质浓度低于基区掺杂的杂质浓度。

进一步的，晶体管的表面覆盖二氧化硅层。

进一步的，集电区、基区、发射区以及集电极接触引出区的结深相同。

进一步的，发射区、基区、集电区和集电极接触引出区的形状相同。

进一步的，发射区、基区、集电区和集电极接触引出区为圆环形或正方环形。

进一步的，发射区和基区为圆环形，集电区和集电极接触引出区为圆心角30°～360°的扇环。

一种高厄利电压横向晶体管结构的制备方法，包括以下步骤：

步骤1、在N型外延层表面生长二氧化硅层；

步骤2、在二氧化硅层表面涂覆光刻胶，光刻形成横向PNP晶体管的基区窗口；

步骤3、对PNP晶体管基区进行N型杂质选择性掺杂，去掉步骤2涂覆的光刻胶；

步骤4、在二氧化硅层表面涂覆光刻胶，光刻形成横向PNP晶体管的集电区窗口；

步骤5、对PNP晶体管集电区所在区域进行P型杂质选择性掺杂，注入剂量小于步骤3中PNP晶体管基区的注入剂量，去掉步骤4涂覆的光刻胶；

步骤6、在二氧化硅层表面涂覆光刻胶，光刻形成横向PNP晶体管的发射区和集电极欧姆接触引出区窗口；