[发明专利]带有多个外延层的横向PNP双极晶体管

说明书

技术领域

本发明涉及一种横向双极晶体管，尤其是利用多外延层制备的具有深发射极和集电极区的横向双极晶体管。

背景技术

横向双极晶体管含有形成在衬底中的发射极和集电极区，作为晶体管的基极。制备发射极和集电极，使衬底区域中的横向电流相对远离衬底表面。已知横向PNP双极晶体管，但现有的横向PNP双极晶体管通常性能有限。

此外，横向PNP双极晶体管与寄生衬底PNP器件有关。在垂直方向上，寄生PNP器件形成在P-发射极、N-基极以及P-衬底之间。由于这种垂直寄生PNP器件具有很大的电流增益，为了避免影响主横向PNP器件，必须禁止使用这种寄生器件。因此，大多数现有的横向PNP晶体管都含有一个N+掩埋层，在P-发射极下面，N+掩埋层的高掺杂有效地屏蔽了寄生器件的增益。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种带有多个外延层的横向PNP双极晶体管，具体是指利用相同导电类型的多外延层，制备带有深发射极和深集电极区的横向双极晶体管。

依据本发明的一个实施例，横向双极晶体管包括一个第一导电类型的半导体衬底；一个第一导电类型的第一掩埋层以及一个第二导电类型的第二掩埋层，都形成在衬底上，第二导电类型与第一导电类型相反；以及两个或多个第二导电类型的外延层，连续形成在衬底上，每个外延层都包括两个或多个扩散区。形成在外延层中的扩散区与形成在邻近外延层中的扩散区垂直对准。第一组扩散区垂直对准，构成第一导电类型的连续扩散区，并且作为发射极区，第二组扩散区垂直对准，构成第一导电类型的连续扩散区，并且作为集电极区。基极区形成在发射极和集电极区之间的一个或多个外延层中。

依据本发明的另一个实施例，一种用于制备横向双极晶体管的方法，包括制备一个第一导电类型的半导体衬底；在衬底中，制备一个第一导电类型的第一掩埋层以及一个第二导电类型的第二掩埋层，第二导电类型与第一导电类型相反；在衬底上，连续制备一个或多个第二导电类型的外延层；在每个外延层中，制备两个或多个扩散区，形成在外延层中的扩散区与形成在邻近外延层中的扩散区垂直对准；并且对半导体衬底以及一个或多个外延层退火。第一组扩散区垂直对准，构成第一导电类型的连续扩散区，并且作为发射极区，第二组扩散区垂直对准，构成第一导电类型的连续扩散区，并且作为集电极区。基极区形成在发射极和集电极区之间的一个或多个外延层中。

依据本发明的另一方面，利用沟槽发射极和沟槽集电极区，制备了一种横向沟槽PNP双极晶体管。横向沟槽PNP晶体管可以是门电路，用于控制击穿电压。在另一个实施例中，制备合并了LDMOS晶体管的横向PNP双极晶体管，以获得高性能。

阅读以下详细说明并参照附图后，将更好地理解本发明。

附图说明

图1A～1K表示依据本发明的实施例，用于制备横向PNP双极晶体管的工艺步骤的剖面图；

图2表示依据本发明的第一可选实施例，一种横向PNP双极晶体管的剖面图；

图3表示依据本发明的第二可选实施例，一种横向PNP双极晶体管的剖面图；

图4A～4H表示依据本发明的第三可选实施例，用于制备横向PNP双极晶体管的工艺步骤的剖面图；

图5A～5J表示依据本发明的可选实施例，用于制备横向PNP双极晶体管的工艺步骤的剖面图；

图6表示依据本发明的第四可选实施例，一种横向PNP双极晶体管的剖面图；

图7表示依据本发明的第五可选实施例，一种横向PNP双极晶体管的剖面图；

图8A～8J表示依据本发明的可选实施例，用于制备横向PNP双极晶体管的工艺步骤的剖面图；

图9A～9D表示依据本发明的可选实施例，用于制备横向PNP双极晶体管的工艺步骤的剖面图；

图10表示依据本发明的一个实施例，一种横向沟槽双极晶体管的剖面图；

图11表示依据本发明的一个实施例，一种与LDMOS晶体管的相结合的横向PNP双极晶体管的剖面图。

具体实施方式

以下结合附图，通过详细说明较佳的具体实施例，对本发明做进一步阐述。