[发明专利]一种基于集电区双扩散的高厄利电压横向PNP晶体管及其制备方法

说明书

本发明公开了一种基于集电区双扩散的高厄利电压横向PNP晶体管及其制备方法，该晶体管通过在P型集电区的侧壁和底部设置一层磷杂质基区，因磷杂质的扩散系数高于硼杂质的扩散系数，在后续集电区退火再扩散过程中N型杂质(磷杂质)和P型杂质(硼杂质)双扩散，提高横向PNP晶体管基区在集电区一侧的N型杂质浓度梯度，而在发射区一侧N型杂质浓度不受影响。

【技术领域】

本发明属于晶体管制备技术领域，具体涉及一种基于集电区双扩散的高厄利电压横向PNP晶体管及其制备方法。

【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。

参见图1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偏低。

【发明内容】

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种基于集电区双扩散的高厄利电压横向PNP晶体管及其制备方法，以解决现有技术中因横向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偏低的技术问题。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

一种基于集电区双扩散的高厄利电压横向PNP晶体管，包括N型外延层，N型外延层中设置有发射区和P型集电区，发射区被P型集电区围绕；所述P型集电区的侧壁和底部均被磷杂质基区包裹；所述发射区和P型集电区中注入有硼杂质离子，N型外延层中注入有磷杂质，磷杂质基区中的磷杂质浓度高于N型外延层中的磷杂质浓度。

一种上述的基于集电区双扩散的高厄利电压横向PNP晶体管的制备方法，包括以下步骤：

步骤1，在N型外延层上制备二氧化硅层；

步骤2，在二氧化硅层的表面涂覆光刻胶，光刻形成P型集电区的窗口和发射区的窗口；

步骤3，对P型集电区的窗口和发射区的窗口同时注入P型硼杂质离子；

步骤4，对P型集电区再次注入N型磷杂质，得到过程高厄利电压横向PNP晶体管；

步骤5，将步骤4制得的过程高厄利电压横向PNP晶体管进行退火后，形成最终的高厄利电压横向PNP晶体管。

本发明的进一步改进在于：

优选的，步骤3中，注入P型硼杂质离子后，去除二氧化硅层表面的光刻胶，然后再次涂覆一层光刻胶，再次通过光刻形成P型集电区的窗口，然后进行步骤4。

优选的，步骤2中和步骤3中光刻胶的厚度均为1.3μm。

优选的，步骤2和步骤3中，在形成P型集电区的窗口和发射区的窗口前，通过曝光和显影在光刻胶上形成相对应窗口的图形。

优选的，步骤3中，注入P型硼杂质的能量为60keV，注入剂量为4E14cm^-2；步骤4中，注入N型磷杂质的能量为120keV，注入剂量1E12cm^-2。