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一种三极管及其制造方法

阅读：1025发布：2020-08-02

IPRDB可以提供一种三极管及其制造方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明涉及半导体集成电路制造领域，特别是涉及一种三极管及其制造方法。本发明三极管，包括：基区、集电区、发射区、基极、集电极、发射极以及衬底，所述集电区形成在所述衬底上，所述基区形成在所述集电区上，基区引出所述基极，集电区引出所述集电极，发射区引出所述发射极，还包括介质阻挡区，所述介质阻挡区形成在所述基区上，所述基区上形成n个基区凸起结构，n为大于等于1的整数，所述发射区形成在所述介质阻挡区上，并且通过所述基区凸起结构与所述基区侧向接触形成发射结。本发明可以更灵活的控制发射结面积，以便优化三极管的性能。，下面是一种三极管及其制造方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种三极管，包括：基区、集电区、发射区、基极、集电极、发射极以及衬底，所述集电区形成在所述衬底上，所述基区形成在所述集电区上，基区引出所述基极，集电区引出所述集电极，发射区引出所述发射极，其特征在于，还包括介质阻挡区，所述介质阻挡区形成在所述基区上，所述基区上形成n个基区凸起结构，n为大于等于1的整数，所述发射区形成在所述介质阻挡区上，并且通过所述基区凸起结构与所述基区侧向接触形成发射结。

2.根据权利要求1所述的三极管，其特征在于：所述集电区包括掺杂浓度高于集电区的集电极接触区，由所述集电极接触区引出集电极。

3.根据权利要求1所述的三极管，其特征在于：所述基区包括无基区凸起结构处掺杂浓度高于基区的基极接触区，由所述基极接触区引出基极。

4.根据权利要求1所述的三极管，其特征在于：所述发射区与所述基区凸起结构一侧侧向接触形成发射结。

5.根据权利要求1所述的三极管，其特征在于：所述发射区与所述基区凸起结构两侧侧向接触形成发射结。

6.根据权利要求1所述的三极管，其特征在于：所述介质阻挡区材料为氮化硅或氧化硅。

7.根据权利要求1所述的三极管，其特征在于：所述发射区材料为硅，基区材料为锗硅或者锗硅碳。

8.根据权利要求1所述的三极管，其特征在于：所述基区与所述介质阻挡区之间形成非本征低电阻基区。

9.根据权利要求1所述的三极管，其特征在于：发射区厚度大于所述基区凸起结构与发射区接触的厚度。

10.一种三极管的制造方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)在衬底上生长外延层，通过刻蚀工艺形成集电区，在刻蚀掉的区域的填充绝缘介质，并对填充绝缘介质一侧的表面进行研磨，形成平整的表面；

(2)在步骤(1)处理过的表面上沉积基区材料、介质阻挡区材料以及发射区材料；

(3)刻蚀部分发射区材料以及相对的介质阻挡区材料，用与步骤(2)沉积基区材料相同的工艺条件沉积基区材料填充介质阻挡区以及发射区被刻蚀区域，形成基区凸起结构；

(4)刻蚀无基区凸起结构的部分发射区材料，漏出介质阻挡区；

(5)基区引出所述基极，集电区引出所述集电极，发射区引出所述发射极。

说明书全文

一种三极管及其制造方法

技术领域

[0001] 本发明涉及半导体集成电路制造领域，特别是涉及一种三极管及其制造方法。

背景技术

[0002] 随着科技之发展，电子产品种类越来越多，三极管由于其具有电流放大作用，常常作为电子产品中的电流放大器件而被广泛使用，其一般地包括集电区(相应引出集电极C)、发射区(相应引出发射极E)和基区(相应引出基极B)。基区很薄，而发射区较厚，杂质浓度大，PNP型三极管发射区发射的是空穴，其移动方向与电流方向一致；NPN型三极管发射区发射的是自由电子，其移动方向与电流方向相反，目前为止，大部分三极管电路都是以NPN管来设计的。

[0003] 三极管发射结面积决定于发射区与基区的接触面积，现有技术发射区与基区的接触面积由光刻技术形成的发射窗口决定，即基区和发射区的接触面积实质上受到光刻版的限制，难以缩小，进而限制了三极管性能的优化。

发明内容

[0004] 本发明的目的是提供一种三极管，基区和发射区的接触面积面积可脱离光刻版的限制，进而可以更灵活的控制发射结面积，以便优化三极管的性能。

[0005] 本发明的另一目的是提供该三极管的制造方法。

[0006] 为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

[0007] 一种三极管，包括：基区、集电区、发射区、基极、集电极、发射极以及衬底，所述集电区形成在所述衬底上，所述基区形成在所述集电区上，基区引出所述基极，集电区引出所述集电极，发射区引出所述发射极，还包括介质阻挡区，所述介质阻挡区形成在所述基区上，所述基区上形成n个基区凸起结构，n为大于等于1的整数，所述发射区形成在所述介质阻挡区上，并且通过所述基区凸起结构与所述基区侧向接触形成发射结。

[0008] 优选的，所述集电区包括掺杂浓度高于集电区的集电极接触区，由所述集电极接触区引出集电极。

[0009] 优选的，所述基区包括无基区凸起结构处掺杂浓度高于基区的基极接触区，由所述基极接触区引出基极。

[0010] 可选的，所述发射区与所述基区凸起结构一侧侧向接触形成发射结。

[0011] 可选的，所述发射区与所述基区凸起结构两侧侧向接触形成发射结。

[0012] 优选的，所述介质阻挡区材料为氮化硅或氧化硅。

[0013] 优选的，所述发射区材料为硅，基区材料为锗硅或者锗硅碳。

[0014] 优选的，所述基区与所述介质阻挡区之间形成非本征低电阻基区。

[0015] 可选的，发射区厚度大于所述基区凸起结构与发射区接触的厚度。

[0016] 一种三极管的制造方法，包括如下步骤：

[0017] (1)在衬底上生长外延层，通过刻蚀工艺形成集电区，在刻蚀掉的区域的填充绝缘介质，并对填充绝缘介质一侧的表面进行研磨，形成平整的表面；

[0018] (2)在步骤(1)处理过的表面上沉积基区材料、介质阻挡区材料以及发射区材料；

[0019] (3)刻蚀部分发射区材料以及相对的介质阻挡区材料，用与步骤(2)沉积基区材料相同的工艺条件沉积基区材料填充介质阻挡区以及发射区被刻蚀区域，形成基区凸起结构；

[0020] (4)刻蚀无基区凸起结构的部分发射区材料，漏出介质阻挡区；

[0021] (5)基区引出所述基极，集电区引出所述集电极，发射区引出所述发射极。

[0022] 相对于现有技术，本发明具有以下优点：

[0023] 本发明三极管，基区上形成基区凸起结构，发射区形成在所述介质阻挡区上，并且通过所述基区与所述基区侧向接触形成发射结，发射结面积通过发射区与基区凸起结构侧向接触的面积以及基区凸起结构的个数灵活的控制，扩大了发射结面积可形成的范围，解决现有技术光刻形成发射窗口导致发射极由于基极接触面积难以减小的问题，为三极管性能优化提供了方便。

附图说明

[0024] 图1为本发明实施例1的结构示意图；

[0025] 图2为本发明实施例2的结构示意图；

[0026] 图3为本发明实施例3的结构示意图；

[0027] 图4为本发明实施例4的结构示意图。

具体实施方式

[0028] 下面结合附图以及实施例对本发明进一下进行介绍，实施例仅限于解释本发明并不对本发明有任何限定作用。

[0029] 实施例1

[0030] 如图1所示,本发明三极管，包括：基区10、集电区20、发射区30、基极40、集电极50、发射极60以及衬底70，所述集电区20形成在所述衬底70上，所述基区10形成在所述集电区20上，基区10引出所述基极40，集电区20引出所述集电极50，发射区60引出所述发射极60，还包括介质阻挡区80，所述介质阻挡区80形成在所述基区10上，所述基区10上形成一个基区凸起结构11，所述发射区30形成在所述介质阻挡区80上，并且通过所述基区凸起结构11与所述基区10侧向接触形成发射结。

[0031] 本实施例所述集电区20包括掺杂浓度高于集电区的集电极接触区22，由所述集电极接触区22引出集电极50，使得集电极50与集电区20更好地形成欧姆接触；基区10包括无基区凸起结构11处掺杂浓度高于基区10的基极接触区12，由所述基极接触区12引出基极40，使得基极40与基区10更好地形成欧姆接触。

[0032] 本实施例，所述发射区30与所述基区凸起结构11一侧侧向接触形成发射结，发射结面积即为发射区30与基区凸起结构11侧向接触的面积。

[0033] 此外，本实施例介质阻挡区80材料为氮化硅或氧化硅，使发射区30不与基区10上表面接触，而是通过与基区凸起结构11侧向接触；发射区30材料为硅，基区10材料为锗硅或者锗硅碳，利用锗硅与硅的能带差别，提高发射区30的载流子注入效率，增大器件的电流放大倍数，锗硅碳通过在锗硅中掺入适量碳元素，可减小基区10材料的晶格失配应变，提高器件性能。

[0034] 本实施例三极管的制造方法，包括如下步骤：

[0035] (1)在衬底70上生长外延层，通过刻蚀工艺形成集电区20，在刻蚀掉的区域的填充绝缘介质，并对填充绝缘介质一侧的表面进行研磨，形成平整的表面；

[0036] (2)在步骤(1)处理过的表面上沉积基区10材料、介质阻挡区80材料以及发射区30材料，其中基区10材料部分离子注入掺杂，形成基区接触区12；

[0037] (3)刻蚀部分发射区30材料以及相对的介质阻挡区80材料，用与步骤(2)沉积基区10材料相同的工艺条件沉积基区材料，然后通过掩膜刻蚀工艺去除其他部分，填充介质阻挡区80以及发射区30被刻蚀区域，形成基区凸起结构11；

[0038] (4)刻蚀基区无凸起结构11但是对应基区接触区12的部分发射区30材料，漏出介质阻挡区80；

[0039] (5)基区10通过刻蚀接触孔在基区接触区12引出所述基极40，集电区20通过刻蚀接触孔在集电极接触区22引出所述集电极50，发射区30引出所述发射极60。

[0040] 实施例2

[0041] 如图2所示，本实施例在基区10与所述介质阻挡区80之间形成多晶硅非本征低电阻基区13，减小基区10电阻，提高器件性能，本实施例无基区接触区12，由非本征低电阻基区13引出基极40，其他结构与实施例1相同。

[0042] 实施例3

[0043] 如图3所示，本实施例，所述发射区30与所述基区凸起结构11两侧侧向接触形成发射结，发射结面积即为发射区30与基区凸起结构11两侧侧向接触的面积之和，其他结构与实施例2相同。

[0044] 实施例4

[0045] 基区10上形成两个基区凸起结构11，所述发射区30与所述基区10的两个凸起结构11两侧侧向接触形成发射结，发射结面积即为发射区30与基区10的两个基区凸起结构11两侧侧向接触的面积之和，发射区30厚度大于所述基区凸起结构11与发射区30接触的厚度，其他结构与实施例2相同，本实施例发射结面积与实施例2相同时，发射区30载流子可更快流经基区10。

[0046] 三极管基区10上形成基区凸起结构11，发射区30形成在所述介质阻挡区80上，并且通过所述基区凸起结构11与所述基区10侧向接触形成发射结，发射结面积通过发射区30与基区凸起结构11侧向接触的面积以及基区凸起结构11的个数灵活的控制，扩大了发射结面积可形成的范围，解决现有技术光刻形成发射窗口导致发射极由于基极接触面积难以减小的问题，为三极管性能优化提供了方便。

标题	发布/更新时间	阅读量
一种三极管-专利编号CN107871715A	2020-05-12	411
三极管-专利编号CN104518012B	2020-05-11	51
一种三极管-专利编号CN108155154A	2020-05-13	940
一种三极管-专利编号CN110112114A	2020-05-12	793
三极管-专利编号CN104518012A	2020-05-11	638
三极管-专利编号CN104518011A	2020-05-11	740
散热三极管-专利编号CN109585398A	2020-05-13	1039
三极管-专利编号CN104518011B	2020-05-11	721
一种三极管-专利编号CN101752414B	2020-05-12	643
一种三极管-专利编号CN101752414A	2020-05-13	616

一种三极管及其制造方法

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