[发明专利]一种横向高压双极结型晶体管及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体器件及制造工艺，具体是一种横向高压双极结型晶体管及其制造方法。

背景技术

二十世纪四十年代中期，由于导航，通讯、武器装备等电子器件系统日益复杂，导致电子电路的集成化和微型化需求日益迫切，1959年美国仙童半导体公司终于汇聚了前任的技术成果，采用平面双极工艺集成技术制造出了第一块实用硅集成电路，为集成电路的应用和大力发展开创了先河，双极型集成电路的工艺是所有集成电路工艺中最先发明，也是应用范围最为广泛的，随着集成电路技术的不断进步，尽管受到CMOS工艺的巨大挑战，双极型工艺仍然凭借其高速、高跨导、低噪声以及较高的电流驱动能力等方面的优势，发展依然较快，目前主要的应用领域是高精度运放、驱动器、接口、电源管理等模拟和超高速集成电路。

双极型集成电路早期主要以标准硅材料为衬底，并采用埋层工艺和隔离技术，后续在标准双极平面工艺基础上陆续发明了多晶硅发射极双极、互补双极、SiGe双极、SOI全介质隔离双极等工艺，并广泛采取了薄层外延、深槽隔离、多晶硅自对准、多层金属互联等技术，使得陆续推出的新工艺技术制造的双极器件性能不断提高，不过双极工艺集成技术也变得越来越复杂。

双极工艺中基本元件包括有源器件和无源器件，无源器件主要包括电阻、电感和电容，有源器件有二极管、NPN管、横向PNP管、衬底PNP管、悬浮PNP管等。对于双极工艺中的单个有源元器件来说，设计者希望器件各方面的特性都是最优的，双极结型晶体管具有高增益、大电流、高频率等一系列优点，但是随着双极工艺集成技术的不断发展，展现出来的弊端也越来越明显，在高压领域尤为突出，双极结型器件的耐压与增益、频率、器件尺寸等参数是相当难以调和的，因此综合考虑各个因数就成为设计人员一个非常困难的问题。

发明内容

本发明的目的是解决现有技术中，横向高压双极结型晶体管的耐压不足和漏电偏大等问题。

为实现本发明目的而采用的技术方案是这样的，一种横向高压双极结型晶体管，其特征在于：包括P型衬底、N型埋层、P型埋层、N型外延层、N型重掺杂环区、P型隔离穿透区、N型穿通区、P型环状体区、N型重掺杂区、场氧层、预氧层、TEOS金属前介质层、发射区金属、集电极金属和基极金属。

所述N型埋层位于P型衬底上表面的中心位置。

所述P型埋层位于P型衬底上表面的两端。

所述N型外延层位于N型埋层之上，所述N型外延层与P型衬底、N型埋层和P型埋层相接触。

所述P型隔离穿透区与N型外延层的两端相接触，所述P型隔离穿透区的底部与P型埋层的顶部相连。

所述N型穿通区位于N型埋层的左端，所述N型穿通区的底部与N型埋层的顶部相连。

所述P型环状体区位于N型外延层中间位置，所述P型环状体区包括远端环状区和中心区。

所述N型重掺杂区呈环状结构。所述N型重掺杂区的一端位于N型穿通区的中间位置，另一端位于N型外延层中。

所述N型重掺杂环区位于P型环状体区的远端环状区和中心区之间的位置。

所述场氧层位于N型穿通区上表面的外侧、穿通区和P型环状体区之间的上表面、P型环状体区和N型重掺杂区之间的上表面、N型重掺杂区上表面的外侧。所述N型重掺杂区为位于N型外延层中的一端。

所述预氧层位于N型外延层之上的场氧层之间的位置。

所述TEOS金属前介质层覆盖在整个器件表面的未开接触孔的位置。所述接触孔分别位于P型环状体区之内和N型穿通区之内，所述接触孔与P型环状体区和N型重掺杂区相接触。

所述发射区金属位于P型环状体区中心区的接触孔内。所述发射区金属与P型环状体区和TEOS金属前介质层相接触。所述发射区金属的边缘金属尺寸不超过P型环状体区。

所述集电极金属位于P型环状体区的远端环状区的接触孔内。所述集电极金属与P型环状体区和TEOS金属前介质层相接触。所述集电极金属的边缘金属尺寸超出P型环状体区两端的长度为结深1～5倍。

所述基极金属位于N型穿通区之内的接触孔中。所述基极金属与N型重掺杂区和TEOS金属前介质层相接触。所述基极金属的边缘金属尺寸不超过N型重掺杂区。

一种横向高压双极结型晶体管的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)提供P型衬底，生长氧化层。

2)一次光刻，光刻刻蚀去胶后，生长氧化层，进行N型埋层注入。

3)二次光刻，光刻刻蚀去胶后，生长氧化层，进行P型埋层注入。

4)生长N型外延层，热生长氧化层。