[发明专利]一种具有环状集电极区域的晶体管的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种半导体装置的制造方法。

背景技术

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)和作为寿命抑制剂的铂(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℃的热处理，使硼(B)以及铂(Pt)从扩散源膜向衬底扩散。由于使用铂，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。

发明内容

本发明是鉴于所述各种问题而构成的，提供一种具有环状集电极区域的晶体管的制造方法，该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，在本发明中，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。

本发明的一种具有环状集电极区域的晶体管的制造方法包括如下步骤：

准备第一导电类型的衬底；

在衬底上形成第二导电类型的外延层；

在外延层上形成绝缘层，在至少形成发射极区域或者集电极区域的区域的所述绝缘层上形成开口部，其中，集电极区域是形成在发射极区域周围的圆环状；

洗净所述外延层表面之后，将含有扩散于所述外延层的钨的水溶液涂敷在所述半导体层表面，使从所述开口部露出的所述外延层表面为亲水性；

将含有形成所述发射极区域或者集电极区域的杂质的液体源极涂敷在所述外延层上，使所述钨及所述杂质热扩散到所述外延层中。

优选的，所述衬底为单晶衬底；更优选的，所述衬底为单晶硅衬底。

优选的，所述方法还包括在外延层上沉积绝缘层；所述绝缘层优选为PGS膜。

优选的，所述方法还包括在绝缘层上形成接触孔；在接触孔上形成集电极、发射极和基极；所述集电极、发射极和基极优选用铝合金形成；更优选用Al-Si形成。

本发明中，在PNP晶体管的基极区域扩散钨。相比铂或者钼，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为本发明的一个实施例中PNP晶体管的结构剖面图。

图2～7为本发明的一个实施例中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详细说明作为本发明之一实施例的半导体装置，图1为用于说明本发明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1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。