一种晶体管及其制作方法技术

本发明专利技术涉及一种晶体管及其制作方法，所述述方法包括：提供第一导电类型的衬底，在所述衬底上方生长外延层；在所述外延层内形成沟槽，所述沟槽贯穿所述外延层与所述衬底连接，所述沟槽在平行于所述衬底表面的方向上以非直线的形状延伸；在所述沟槽侧壁上形成侧墙；在所述沟槽内形成第二导电类型的发射区；除去所述侧墙，形成基区沟槽；在所述基区沟槽内形成第一导电类型的基区。通过上述方法形成的晶体管成本低，且放大系数高。

【技术实现步骤摘要】
一种晶体管及其制作方法
本专利技术涉及半导体
，具体的说是一种晶体管及其制作方法。
技术介绍
晶体管有两种基本结构：PNP型和NPN型。在这3层半导体中，中间一层称基区，外侧两层分别称发射区和集电区。当基区注入少量电流时，在发射区和集电区之间就会形成较大的电流，这就是晶体管的放大效应。但现有技术中，若晶体管需要调节器件的饱和集电极电流，只能通过改变基区以及发射区的条数来实现，这就势必要额外增加芯片的面积以及复杂的工艺，这对成本的控制非常不利。
技术实现思路
本专利技术实施例提供了一种晶体管及其制作方法，可以实现在不增加器件面积的前提下增加电流放大系数，成本低、工艺简单，可靠性高，且性能稳定。第一方面，本专利技术提供一种晶体管，第一导电类型的衬底；第二导电类型的外延层，生长在所述衬底上方；第二导电类型的发射区，所述发射区贯穿所述外延层与所述衬底连接，所述发射区在平行于所述衬底表面的方向上以非直线的形状延伸；及第一导电类型的基区，所述基区贯穿所述外延层与所述衬底连接，且所述基区位于所述发射区的一侧并沿着所述发射区以非直线的形状延伸。第二方面，本专利技术提供了一种晶体管的制作方法，所述方法包括：提供第一导电类型的衬底，在所述衬底上方生长外延层；在所述外延层内形成沟槽，所述沟槽贯穿所述外延层与所述衬底连接，所述沟槽在平行于所述衬底表面的方向上以非直线的形状延伸；在所述沟槽侧壁上形成侧墙；在所述沟槽内形成第二导电类型的发射区；除去所述侧墙，形成基区沟槽；在所述基区沟槽内形成第一导电类型的基区。本专利技术实施例通过形成曲折沟槽以及在曲折的所述沟槽内形成曲折延伸的发射区及基区，进而增加基区与发射区的接触面积，进而可以在不增加器件面积，以及工艺成本的前提下，增加器件的饱和集电极电流，大大增加了器件的放大系数。附图说明下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明。图1是本专利技术实施例提出的制作晶体管的方法的流程示意图；图2是本专利技术实施例提出的晶体管的剖面结构示意图；图3、图4、图5、图7、图8、图9、图10、图12及图13是本专利技术实施例提出的制作晶体管的方法的剖面结构示意图；图6及图11是本专利技术实施例提出的制作晶体管的方法的俯视结构示意图；附图标记说明：1、衬底；2、外延层；3、发射区；4、基区；a1、沟槽；a2、基区沟槽；b1、侧墙；51、集电极接触区；51、集电区；6、介质层；71、集电极；72、基极；73、发射极。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案和有益技术效果更加清晰明白，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。在本专利技术的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该专利技术产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。请参阅图1及图2，一种晶体管的制作方法，包括：步骤S01：提供第一导电类型的衬底1，在所述衬底1上方生长第二导电类型的外延层2；步骤S02：在所述外延层2内形成沟槽a1，所述沟槽a1贯穿所述外延层2与所述衬底1连接，所述沟槽a1在平行于所述衬底1表面的方向上以非直线的形状延伸；步骤S03：在所述沟槽a1侧壁上形成侧墙b1；步骤S04：在所述沟槽a1内形成第二导电类型的发射区3；步骤S05：除去所述侧墙b1，形成基区沟槽a2；步骤S06：在所述基区沟槽a2内形成第一导电类型的基区4。可以理解，通过在所述外延层2内形成曲折沟槽，在所述沟槽内形成曲折延伸的发射区3及基区4，进而增加基区4与发射区3的接触面积，实现了在不增加器件面积及工艺成本的前提下，增加器件的饱和集电极电流，大大增加了器件的放大系数。下面参照附图，对上述形成所述瞬态电压抑制器的方法加以详细阐述。为方便后面的描述，特在此说明：所述第一导电类型可以为N型，那么，所述第二导电类型为P型，反之，所述第一导电类型也可以为P型，相应的，所述第二导电类型为N型。在接下来的实施例中，均以所述第一导电类型为P型及所述第二导电类型为N型为例进行描述，但并不对此进行限定。请参照附图3及附图4，执行步骤S01：提供第一导电类型的衬底1，在所述衬底1上方生长外延层；具体的，所述衬底1作为所述晶体管的载体，主要起到支撑的作用。在本实施方式中，所述衬底1的为材质为硅衬底1，硅为最常见、低廉且性能稳定的半导体材料。在本实施方式中，所述衬底1为P型轻掺杂，其掺杂离子为硼离子，在其他实施方式中，还可以为铟或镓离子，在其他实施方式中，所述衬底1还可为N型轻掺杂，其掺杂离子可以是磷、砷或锑等其他五价离子。所述外延层2的厚度与浓度与器件的耐压密切相关，通常电阻率在5-50ohm.cm，厚度在5-10um之间。优选的，所述外延层2通过工艺较为简单的同质外延形成，即所述外延层2的材料与所述衬底1的材料相同，当衬底1的材料为硅时，所述外延层2的材料也为硅。在其他实施方式中，所述外延层2还可通过异质外延形成。所述外延层2可以采用外延生长法形成在所述衬底1的第一表面上，且所述外延层2的掺杂类型与所述衬底1的掺杂类型相反，在本实施方式中，所述衬底1为P型掺杂，则所述外延层2为N型掺杂，在其他实施方式中，若所述衬底1为N型掺杂，所述外延层2为P型掺杂。在本实施方式中，所述外延层2的掺杂离子具体为磷离子，在其他实施方式中，所述外延层2的掺杂离子还可为砷或锑等其他五价离子。更具体的，所述外延生长法优选为化学汽相淀积方法(或称气相外延生长法)，化学汽相淀积方法是一种用气态反应原料在固态基体表面反应并淀积成固体薄层或薄膜的工艺，是一种比较成熟的晶体管的外延生长法，该方法将硅与掺杂元素喷射于所述衬底1之上，均匀性，重复性好，且台阶覆盖性优良。请参照附图5及附图6，执行步骤S02：在所述外延层2内形成沟槽a1，所述沟槽a1贯穿所述外延层2与所述衬底1连接，所述沟槽a1在平行于所述衬底1表面的方向上以非直线的形状延伸；具体的，形成所述沟槽a1的过程可以为：在所述外延层2上形成刻蚀阻挡层(图未示)，然后在刻蚀阻挡层上形成光刻胶层(图未示)，之后采用具有所述沟槽a1图形的掩膜版对所述光刻胶层进行曝光，再进行显影，得到具有所述沟槽a1图形的光刻胶层。以具有所述沟槽a1图形的光刻胶层为掩膜，采用反应离子刻蚀法等刻蚀方法，在刻蚀阻挡层上蚀刻形成所述沟槽a1的图形开口(图未示)。然后以具有所述沟槽a1图形开口的刻蚀阻挡层为掩膜，采用湿法刻蚀或干法刻蚀等方法，去除未被刻蚀阻挡层覆盖的所述外延层2区域，进而在所述外延层2内形成所述沟槽a1。此后可采用化学清洗等方法去除光刻胶层和刻蚀阻挡层。在上述过程中，为了保证曝光精度，还可在光刻胶层和刻蚀阻挡层之间形成抗反射层。应当知道的是，所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种晶体管的制作方法，其特征在于，所述方法包括：提供第一导电类型的衬底，在所述衬底上方生长第二导电类型的外延层；在所述外延层内形成沟槽，所述沟槽贯穿所述外延层与所述衬底连接，所述沟槽在平行于所述衬底表面的方向上以非直线的形状延伸；在所述沟槽侧壁上形成侧墙；在所述沟槽内形成第二导电类型的发射区；除去所述侧墙，形成基区沟槽；在所述基区沟槽内形成第一导电类型的基区。

【技术特征摘要】
1.一种晶体管的制作方法，其特征在于，所述方法包括：提供第一导电类型的衬底，在所述衬底上方生长第二导电类型的外延层；在所述外延层内形成沟槽，所述沟槽贯穿所述外延层与所述衬底连接，所述沟槽在平行于所述衬底表面的方向上以非直线的形状延伸；在所述沟槽侧壁上形成侧墙；在所述沟槽内形成第二导电类型的发射区；除去所述侧墙，形成基区沟槽；在所述基区沟槽内形成第一导电类型的基区。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在形成所述集电区的步骤之前，所述方法还包括：在所述外延层远离所述基区一侧的区域内通过第一注入形成第二导电类型集电极接触区，所述集电极接触区与所述基区之间的外延层区域为集电区。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述外延层上方生长介质层及在所述介质层上形成集电极、基极及发射极，并将所述集电极通过所述介质层与所述集电极接触区电连接，将所述基极通过所述介质层与所述基区电连接；及将所述发射极通过所述介质层与所述发射区电连接。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述沟槽侧壁上形成侧墙的步骤之后，在所述沟槽内形成第二导电类型的发射区的步骤之前，所述方法还包括：在所述外延层上方形成阻挡层；除去所述侧墙的步骤还包括：除去所述阻挡层。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述沟槽内形成第二导电类型的发射区的步骤包括：通过外延生长法在所述沟槽内填充第二导电类型的多晶硅；做多晶硅的光刻与刻蚀...

【专利技术属性】
技术研发人员：梅小杰，李龙，杨东，邹荣涛，杜永琴，
申请(专利权)人：深圳市金誉半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44