横向双极结型晶体管制造技术

提供一种具有增进电流增益的横向双载子接面电晶体与其形成方法。该电晶体包含一在基板上形成属于第一导通类型的井区，至少一射极位于井区内，属于与第一导通类型相反的第二导通类型，其中至少一射极中的每一个系彼此连接；复数个集极，位于该井区内，属于第二导通类型其中复数个集极系彼此连接；以及复数个基极接点，位于井区内，属于第一导通类型，其中基极系彼此连接。最好让至少一射极的所有侧边与集极邻接，基极接点中无一与射极的侧边接触。邻近的射极、集极与基极接点系由井区中的间隔所隔开。

【技术实现步骤摘要】
专利技术所属之
本专利技术大致上系关系于半导体装置，尤其系关系于横向双载子接面电晶体的结构与制造方法。先前技术双载子接面电晶体(BJTs)是类比积体电路的重要元件。BJTs可分类为NPN BJTs(NBJTs)及PNP BJTs(PBJTs)。包含有集极C、基极B以及射极E之NPN BJTs之符号显示于第1A图。有两种一般设计之BJTs使用习知CMOS技术。第1B图与第1C图显示一垂直式BJTs，其中上视图示于第1B图，剖面图示于第1C图。垂直式BJTs系一包含有参杂区的NPN电晶体，上述参杂区亦即射极E、基极B以及集极C。为增加射极的射入效率，射极E系被基极接点B与集极C所包围。射极E与基极接点B在P型井形成而集极C在N型井形成，其中P型井与N型井在深N型井(DNW，Deep N-well)形成。既然基极区包含P型井与基极接点B，射极/基极接面与集极/基极接面系形成彼此垂直设置的元件，而这样的BJT就是所谓的垂直BJT。附图说明图1D与图1E显示一(NPN)横向-BJT。再一次地，上视图示于图1D，剖面图示于图1E。为基极区之一部分的P型井有一部分插在射极E与集极C之间，射极/基极接面与集极/基极接面系形成彼此横向设置的元件，而这样的BJT就是所谓的横向BJT(LBJT)。用以增进习知垂直BJT与横向BJT增益之技能系受到下列原因所限制。以图1E作为范例，除了特意形成的BJT之外这也有寄生电晶体NBJT，其集极、基极与射极系分别在E区、P型井区与深N型井(DNW)区形成。既然寄生电晶体NBJT的射极/基极接面绝大部分位于接面2(在射极E的底部)，所以为了减低寄生电晶体NBJT的影响最好让表面2仅有小面积。另一方面，为了增进横向BJT射极射入效率，最好让射极E与集极C间的路径(由箭头4所指)有大面积。这需要让射极E与集极C的长度LE为一个大的数值。很长的LE与小面积的射极E是互相冲突的条件，这表示横向BJT的改良会带来较大寄生BJT的代价。假定垂直BJT系使用与形成CMOS装置相同的技术所形成，习知垂直BJT的难题是基极宽度，其实质上系等于第1C图中所示P型井的深度，无法缩放。习惯上，BJTs系使用习知CMOS技术形成，且通常与CMOS装置同时形成。这带来些缺点。CMOS装置通常具有袋状布植(pocket implant)，因而相同的袋状布植亦在BJTs上执行。袋状布植导致在基极区的剂量增加，因而降低电流增益。再者，轻微参杂的源极/汲极(LDD)植入引起在基极/集极接面尖锐的剂量分布，导致较低的崩溃电压。因此，有必要在不增加寄生效应之代价下要增进横向BJTs的增益、各基极宽度的缩放度、以及射极射入效率。
技术实现思路
根据本专利技术之一态样，一横向双载子接面电晶体包含一在基板上形成属于第一导通类型的井区(BJT的基极区)，以及一射极、复数个集极与复数个基极接点于该井区。该射极系属于与第一导通类型相反的第二导通类型，且具有有着复数个侧边的多边形外形。集极系属第二导通类型且彼此连接，其中射极复数边的每一边有一集极邻接且与集极中之一集极在实质上连成一线。基极接点属于第一导通类型且彼此连接。最好让基极接点邻接于集极，而其中没有任一基极接点与射极的侧边邻接或实质上连成一线。邻近的射极以及邻近集极与基极接点系由井区中的间隔所隔开。根据本专利技术的另一态样，一横向双载子接面电晶体包含一在基板上形成属于第一导通类型的井区(BJT的基极区)；至少一射极位于井区内，属于与第一导通类型相反的第二导通类型，其中至少一射极中的每一个系彼此连接；复数个集极，位于该井区内，属于第二导通类型其中复数个集极系彼此连接；以及复数个基极接点，位于井区内，属于第一导通类型其中基极系彼此连接。至少一射极中的每一个系由集极所包围。最好让基极接点中无一与至少一射极的侧边邻接。射极以及邻近集极系由井区中的间隔所隔开，且集极以及邻近基极接点系由井区中的间隔所隔开。而根据本专利技术的另一态样，一种阵列形横向双载子接面电晶体包含属于第一导通类型形成于基板上的一井区(BJT的基极区)；属于与该第一导通类型相反的第二导通类型的复数个射极，位于该井区内，其中该射极系布置成行与列且彼此连接；位于该井区内，属于该第二导通类型的复数个集极，其中该集极系彼此连接；复数个基极接点，位于该井区内，属于该第一导通类型其中该基极系彼此连接。每个该射极的所有侧边系邻接于该集极且不与该基极接点邻接。邻近的射极、集极以及基极接点系由该井区中的各间隔所隔开。而根据本专利技术的另一态样，一种用以形成横向双载子接面电晶体的方法包含提供一基板；在该基板上形成一井区(BJT的基极区)；在该井区上形成一遮罩，其中该遮罩将该井区切割成数个子区域；在一子区域中植入一射极，其中该射极系属于与第一导通类型相反的第二导通类型；在邻接该射极侧边的部分子区域植入以形成复数个集极；以及在邻接该射极侧边的部分子区域植入以形成复数个基极接点。本专利技术的较佳实施例因较小的射极尺寸减低了垂直BJTs的寄生效应与增加了射极至集极的直接路径而增进了电流增益。图式简单说明为求更完整的理解本专利技术与其优点，结合所伴随的图示之下列叙述作为参照，其中第1A图显示NPN电晶体的元件符号；第1B图与1C显示利用习知CMOS技术形成之习之垂直双载子接面电晶体(BJT)；第1D图与第1E图显示利用习知CMOS技术形成之习之横向双载子接面电晶体(BJT)；第2A图到第3B图显示各种不同的单位BJT单元；第4到7图系为本专利技术之实施例制造过程中的剖面图；第8A到8C图系阵列形BJTs的布局；第9图显示一BJT实施例，其中由集极隔开射极与基极接点；以及第10到12图显示样本装置的甘梅图。主要元件符号说明10～介电层，12、12`～多晶硅，14、14`耐蚀防护氧化层(RPO)；22～基板，26～N型井，28、34～集极，30、36～延伸集极，32～射极，38～基极接点；40、46～延伸集极，42～射极，44、50～集极，48～基极接点，52～P型井区，54～深N型井(DNW)区，56～N型井；58～P型井区；60～N型井区；70～集极电流，72～基极电流，74～VCB的偏压为1V，76～VCB的偏压为0V；80～第一NPN BJT样本，82～第NPN BJT样本，84～第三NPN BJT样本。实施方式于下详细的讨论目前较佳实施例的制造与使用。然而，应当体会到本专利技术提供了许多可应用的开创性概念，这概念可由种种广泛之具体文字组合而成。所特定讨论的实施例仅作为解释本专利技术特定之制造与使用方式，且不应局限本专利技术之范围。在此提供具有增进电流增益的横向双载子接面电晶体(LBJT)的新设计。说明制造本专利技术较佳实施例中间的各阶段。接着讨论种种的较佳实施例。本专利技术所有种种的图释与解释性的实施例中，同样的参考号码用来表明同样的元件。为了设计高电流增益的LBJT，最好应用许多原则。最好将基极宽度缩到最小，就是在基极区中射极与集极所隔开的距离。射极尺寸最好最小化以降低垂直寄生电晶体效应。在射极与集极间的横向路径最好具有最大化的面积以增进射极射入效率。射极与基极间的距离最好不要太大，以限制基极电阻。这些原则通常彼此冲突，因而难以增加电流增益。由本专利技术较佳实施例提出遵守这些原则的新设计。第本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种横向双载子接面电晶体包含：一井区，属于第一导通类型，形成于基板上；一射极，位于该井区内，其中该射极系属于与该第一导通类型相反的第二导通类型，而其中该射极具有复数边的多角形外型；复数个集极，位于该井区内，属于该第二 导通类型且彼此连接，其中该射极复数边的每一边有一集极邻接且与该等集极中之一集极在实质上连成一线；复数个基极接点，位于该井区内，属于该第一导通类型且彼此连接，其中该等基极接点系邻接于该等集极，而其中没有任一该等基极接点与该射极的侧边邻 接或实质上连成一线；以及其中该射极以及邻近的集极与基极接点系由该井区中的间隔所隔开。

【技术特征摘要】
US 2005-10-31 60/731,7201.一种横向双载子接面电晶体包含一井区，属于第一导通类型，形成于基板上；一射极，位于该井区内，其中该射极系属于与该第一导通类型相反的第二导通类型，而其中该射极具有复数边的多角形外型；复数个集极，位于该井区内，属于该第二导通类型且彼此连接，其中该射极复数边的每一边有一集极邻接且与该等集极中之一集极在实质上连成一线；复数个基极接点，位于该井区内，属于该第一导通类型且彼此连接，其中该等基极接点系邻接于该等集极，而其中没有任一该等基极接点与该射极的侧边邻接或实质上连成一线；以及其中该射极以及邻近的集极与基极接点系由该井区中的间隔所隔开。2.如申请专利范围第1项之横向双载子接面电晶体，其中该间隔具有实质上接近关键尺寸之宽度。3.如申请专利范围第1项之横向双载子接面电晶体更包含有在该间隔上之介电层，以及一多晶硅于该介电层上。4.如申请专利范围第1项之横向双载子接面电晶体更包含有一耐蚀防护氧化物于该间隔上。5.如申请专利范围第1项之横向双载子接面电晶体，其中该射极具有一长度或宽度实质上接近关键尺寸。6.如申请专利范围第1项之横向双载子接面电晶体，其中该射极、该等集极与该等基极接点系正方形。7.如申请专利范围第1项之横向双载子接面电晶体，其中该射极具有三角形的外型，该等集极具有六角形的外型而该等基极接点具有三角形的外型。8.如申请专利范围第1项之横向双载子接面电晶体，其中该射极具有六角形的外型，该等集极具有三角形的外型而该等基极接点具有钻石外型。9.如申请专利范围第1项之横向双载子接面电晶体更包含复数个附加射极，其中该射极与该等附加射极系布置为一阵列且系互相连接。10.如申请专利范围第1项之横向双载子接面电晶体，其中每个该集极更包含面对该射极之该集极第一侧边的延伸集极(collector extension)，其中该第一侧边对面的第二侧边无延伸集极。11.如申请专利范围第1项之横向双载子接面电晶体，其中至少一该延伸集极具有与输入/...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈硕懋，赵治平，张智胜，
申请(专利权)人：台湾积体电路制造股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]