PNP晶体管制造技术

本发明专利技术公开了一种PNP晶体管，包括P型衬底、作为基极区域使用的N型外延层、N型埋入扩散层、作为基极引出区域使用的N型扩散层、作为发射极区域使用的P型扩散层、作为集电极区域使用的P型扩散层；基极区域形成于衬底上；N型埋入扩散层跨衬底和基极区域上而形成；基极引出区域形成于基极区域上；发射极区域形成于基极区域上；集电极区域形成在基极区域上；在所述作为基极区域使用的N型外延层中扩散有钨。该结构利用钨的高能级使从发射极注入的空穴和存在于基极区域的许多载流子即电子再结合，从而能够提高横型PNP晶体管的电流放大率，同时能够降低污染。

【技术实现步骤摘要】
PNP晶体管
[0001 ] 本专利技术涉及一种半导体装置。
技术介绍
现有技术中，一种横型PNP晶体管的结构为在P型半导体衬底上形成有低浓度的N型外延区域。跨P型半导体衬底和N型外延区域形成有N型杂质埋入区域。在外延区域形成有第一 N型杂质区域。第一 N型杂质区域的浓度比N型外延区域的浓度高2?3倍。而且，在第一 N型杂质区域形成有作为基极区域的第二 N型杂质区域、作为发射极区域的第一 P型杂质区域以及作为集电极区域的第二 P型杂质区域。另一种常见的横型PNP晶体管结构为在P型半导体衬底上形成有N型外延层。跨P型半导体衬底和N型外延层形成有N型埋入扩散层。在N型外延层上形成有作为基极区域的N型扩散层、作为发射极区域的P型扩散层以及作为集电极区域的P型扩散层。而且，作为集电极区域的P型扩散层在作为发射极区域的P型扩散层的周围圆环状形成。现有技术中PNP晶体管的制造方法包括:准备P型硅单晶衬底，在衬底上形成热氧化膜。对热氧化膜进行构图，在形成有N型扩散层的区上形成开口部。而且，在衬底上涂敷含有硼(B)和作为促进结合体的钼(Pt)这两者的液体源极，形成扩散源膜。其后，通过在非氧化气体介质中施加1000?1050°C的热处理，使硼(B)以及钼(Pt)从扩散源膜向衬底扩散。由于使用钼，存在的问题在于提高了扩散有N型杂质的区域的电阻率值。另外，现有的PNP晶体管的制造方法中，在N型外延层上，作为集电极区域的P型扩散层在作为发射极区域的P型扩散层周围圆环状形成。利用该结构，能够对作为发射极区域的P型扩散层有效地配置作为集电极区域的P型扩散层。即，通过使基极区域的宽度变窄，能够提高横型PNP晶体管的电流放大率。相反，通过将低杂质浓度的N型外延层作为基极区域使用，在使横型PNP晶体管的电流放大率提得过高的情况下，能够通过扩大基极区域的宽度(发射极-集电极区域间的间隔距离)来适应。在这种情况的问题在于，横型PNP晶体管的器件尺寸就要变大。
技术实现思路
本专利技术是鉴于所述各种问题而构成的，提供一种PNP晶体管，具有半导体衬底和形成于所述半导体衬底上的发射极区域、基极区域、集电极区域，在作为所述基极区域使用的半导体层中扩散钨。因此，在本专利技术中，能够利用扩散在半导体层上的钨调整基极电流值，不需要增加器件尺寸就能实现期望的电流放大率。本专利技术的PNP晶体管包括P型衬底、作为基极区域使用的N型外延层、N型埋入扩散层、作为基极引出区域使用的N型扩散层、作为发射极区域使用的P型扩散层、作为集电极区域使用的P型扩散层；其特征在于，基极区域形成于衬底上#型埋入扩散层跨衬底和基极区域上而形成；基极引出区域形成于基极区域上；发射极区域形成于基极区域上；集电极区域形成在基极区域上；在所述作为基极区域使用的N型外延层中扩散有钨。优选地，所述衬底为单晶衬底；更优选地，所述衬底为单晶硅衬底。优选地，所述晶体管还包括形成在基极区域上的绝缘层；更优选地，所述绝缘层为PGS 膜。优选地，所述晶体管还包括集电极、发射极和基极；更优选地，所述集电极、发射极和基极用铝合金形成；所述铝合金优选为Al-Si。本专利技术中，在PNP晶体管的基极区域扩散鹤。相比钼或者钥，鹤的闻能级使从发射极注入的空穴和存在于基极区域的许多载流子即电子再结合，从而能够提高横型PNP晶体管的电流放大率；同时能够降低因在形成半导体装置的生产线上的金属污染。【附图说明】图1为本专利技术的PNP晶体管的结构剖面图。图2?7为本专利技术的PNP晶体管的制造方法中结构示意图。【具体实施方式】下面，参照附图1详细说明作为本专利技术之一实施例的半导体装置，图1为用于说明本专利技术一实施例的半导体装置的剖面图。如图1所示，横型PNP晶体管I主要由P型单晶硅衬底3、作为基极区域使用的N型外延层4、N型埋入扩散层5、作为基极引出区域使用的N型扩散层6、作为发射极区域使用的P型扩散层7、作为集电极区域使用的P型扩散层8、9构成。N型外延层4形成于P型单晶硅衬底3上。另外，在本实施例中，表示在衬底3上形成一层外延层4的情况，但并非仅局限于这种情况。例如也可以是只有衬底的情况，也可以是在衬底上层叠有多层外延层的情况。另外，衬底也可以是N型单晶体衬底。N型埋入扩散层5跨衬底3和外延层4上而形成。而且，N型埋入扩散层5跨横型PNP型晶体管I的形成区域而形成。N型扩散层6形成于外延层4上。而且，N型外延层4作为基极区域使用，N型扩散层6作为基极弓I出区域使用。P型扩散层7形成于外延层4上。而且，P型扩散层7作为发射极区域使用。P型扩散层8、9形成于外延层4上。而且，P型扩散层8、9作为集电极区域使用。另外，P型扩散层8、9也可以是在P型扩散层7的周围一环状形成的情况。绝缘层10形成于外延层4上面。绝缘层10由PGS(Phospho SilicateGlass)膜等构成。然后，使用公知的光刻法技术，例如通过使用了 CHF3+02系气体的干式蚀刻在绝缘层10上形成接触孔11、12、13、14。在接触孔11、12、13、14中选择性地形成铝合金例如Al-Si膜，形成集电极15、17、发射极16以及基极18。后面详细地对半导体装置的制造方法进行说明，在横型PNP晶体管I的作为基极区域的外延层4和衬底3上扩散钨。而且，在横型PNP晶体管I中，从作为发射极的P型扩散层7注入到作为基极区域的外延层4的空穴以基极宽度(Wb)变得最窄的外延层4表面附近作为路径流进作为集电极区域的P型扩散层8、9。此时，空穴在N型外延层4内为少数载流子，因外延层4内的钨的存在而容易与电子再结合。即，空穴的寿命因钨的再结合促进作用而减少，从而横型PNP晶体管I的电流放大率降低。具体而言，横型PNP晶体管I的电流放大率根据外延层4内钨的扩散量而减少。在不使钨在外延层4内扩散的情况下，横型PNP晶体管I的电流放大率的平均值(X)为273。另一方面，在使用浓度为0.1 (ppm)的钨的水溶液(参照图7的说明)的情况下，横型PNP晶体管I的电流放大率的平均值(X)为236。另外，在使用浓度为1.0 (ppm)的钨的水溶液(参照图7的说明)的情况下，横型PNP晶体管I的电流放大率的平均值(X)为201。另外，在使用浓度为10.0(ppm)的钨的水溶液(参照图7的说明)的情况下，横型PNP晶体管I的电流放大率的平均值(X)为188。而在使用浓度为lO0.0(ppm)的钨的水溶液(参照图7的说明)的情况下，横型PNP晶体管I的电流放大率的平均值⑴为151。即，外延层4内的钨的扩散量越多，横型PNP晶体管I的电流放大率就越低。另外，在衬底3上形成有各种半导体元件，但由于钨不对其它的半导体元件的元件特性造成影响，所以钨水溶液的浓度能够根据横型PNP晶体管I的电流放大率的特性决定。特别是既使在钨扩散到衬底3或扩散层4内的情况下，也不会使电阻率值增加，不会使横型PNP晶体管I以及其它半导体元件的接通电阻值增加。如上所述，横型PNP晶体管I中，通过利用和钨再结合的促进作用，能够减少空穴的寿命，降低电流放大率，得到期望的电流放大率。使用本专利技术的钨比现有技术中采用钥更易促进空穴和电子的结合。此时，由于不提高N型外延层4的杂质浓度，所以能够防止横型PNP晶体管I耐压特性的恶化。另外，由于不本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种PNP晶体管，包括P型衬底、作为基极区域使用的N型外延层、N型埋入扩散层、作为基极引出区域使用的N型扩散层、作为发射极区域使用的P型扩散层、作为集电极区域使用的P型扩散层；其特征在于，基极区域形成于衬底上；N型埋入扩散层跨衬底和基极区域上而形成；基极引出区域形成于基极区域上；发射极区域形成于基极区域上；集电极区域形成在基极区域上；在所述作为基极区域使用的N型外延层中扩散有钨。

【技术特征摘要】
1.一种PNP晶体管，包括P型衬底、作为基极区域使用的N型外延层、N型埋入扩散层、作为基极引出区域使用的N型扩散层、作为发射极区域使用的P型扩散层、作为集电极区域使用的P型扩散层；其特征在于，基极区域形成于衬底上；N型埋入扩散层跨衬底和基极区域上而形成；基极引出区域形成于基极区域上；发射极区域形成于基极区域上；集电极区域形成在基极区域上；在所述作为基极区域使用的N型外延层中扩散有钨。2.如权利要求1所述的PNP晶体管，其特征在于，所述衬底为单晶衬底。3.如权利要求1或2...

【专利技术属性】
技术研发人员：丛国芳，
申请(专利权)人：溧阳市东大技术转移中心有限公司，
类型：发明
国别省市：