[发明专利]高温高压的钳位保护的器件结构及制造方法

权利要求书

1.一种高温高压的钳位保护的器件结构的制造方法，其特点在于，其包括以下步骤：

步骤一、采用高电阻率30-70欧姆每厘米的硅N型的单晶片，单晶片的晶向为111，在单晶片的双面采用液态POCL₃源进行重掺杂磷，重掺杂后的方块电阻小于0.5欧姆每方块，重掺完成后在炉管内完成1286℃的高温扩散，扩散的深度在160-240微米之间，扩散完成后，形成衬底区，衬底区的上下两侧均形成1-2微米厚的氧化层，对重掺的磷进行封挡，进而形成从上至下依次为氧化层、衬底层、高阻区、衬底层以及氧化层；

通过磨抛的方式露出高阻区，高阻区的厚度为70-100微米；

步骤二、在炉管内生长12000-14000埃的氧化层，通过负性光刻胶光刻的方式形成结终端延伸区的终端区窗口，向终端区窗口内注入1E13～1.2E14剂量的硼原子，利用炉管1000℃氧化的方式将终端区窗口内生长9500-11000埃的氧化层；

步骤三、在终端区窗口的内部，用负性光刻胶光刻的方式形成基区窗口，利用炉管采用液态B₂O₃源进行恒定源扩散向基区窗口内进行掺杂方块在20-40欧姆每方块的杂质硼；

随后再次用炉管的高温依次进行干氧氧化、掺氯的氢氧合成的湿氧氧化、干氧氧化以及高温扩散的方式同时对终端区窗口以及基区窗口进行杂质再分布，分别形成终端延伸区以及基区，终端延伸区的结深小于基区的结深，同时在终端延伸区以及基区的上部形成厚度1.3-1.7微米厚度的氧化层结构；

步骤四、在基区的内部和芯片的划片走刀区域利用负性光刻胶和湿法腐蚀的方式形成开口，在开口内利用炉管采用液态磷源作为杂质源进行方阻在10-20欧姆每方块的杂质磷掺杂，形成位于基区内部的发射区以及位于芯片的划片走刀区域的终端保护区，出炉后保留掺杂形成的高浓度的热氧化PSG，固定可动电荷；

步骤五、利用炉管采用氢氧合成氧化和高温扩散的方法，使得h_FE做到20-30，同时，在发射区的上部形成氧化层0.9-1.25微米，然后在采用APCVD的方式淀积4000-9000埃的氧化层，在炉管中采用1000-1100℃的掺氯氛围进行退火；

步骤六、采用光刻的方式在终端保护区、基区以及发射区的内部形成引线用的接触孔，采用蒸发工艺在芯片的上部形成3.5-5微米的铝薄膜，采用光刻和湿法腐蚀方式去除双极晶体管的短路部分，同时在基区的外部形成30-45微米宽度的铝钳位结构，该铝钳位结构与基区短路；

步骤七、在铝薄膜的上部采用聚酰亚胺光刻胶形成保护作用的保护层。

2.根据权利要求1所述的一种高温高压的钳位保护的器件结构的制造方法，其特征在于：步骤五中，采用APCVD的方式淀积复合氧化层，发射区上方的复合氧化层的厚度为4000-9000埃，复合氧化层为从下至上设置的淀积PSG氧化层以及UDO氧化层。

3.根据权利要求1所述的一种高温高压的钳位保护的器件结构的制造方法，其特征在于：所述终端延伸区的结深在6-10微米，所述基区的结深在14-22微米。

4.根据权利要求1所述的一种高温高压的钳位保护的器件结构的制造方法，其特征在于：步骤三中，氧化过程分别依次进行的五种不同氧化氛围的阶段，分别为第一阶段、第二阶段、第三阶段、第四阶段以及第五阶段；

第一阶段中，温度从850℃以5±0.1℃/min的速度加温至1100℃，以10±0.1L/min的流量导入氧气；

第二阶段中，温度保持1100℃，以10±0.1L/min的流量导入氧气；以400±40mL/min的流量导入HCl；

第三阶段中，温度保持1100℃，以6±0.6L/min的流量导入氧气；以9.5±0.9mL/min的流量导入氢气，以400±40mL/min的流量导入HCl；

第四阶段中，温度保持1100℃，以10±0.1L/min的流量导入氧气；

第五阶段中，温度从1100℃以5±0.1℃/min的速度加温至1200℃，恒温240分钟，以1.7±0.1℃/min的速度降温至850℃，以10±0.1L/min的流量导入氮气。

5.根据权利要求4所述的一种高温高压的钳位保护的器件结构的制造方法，其特征在于：

第一阶段，1100℃保温10分钟；

第二阶段，1100℃保温15分钟；

第三阶段，1100℃保温300±30分钟；

第四阶段，1100℃保温30分钟；

第五阶段，1200℃保温240分钟。