[发明专利]一种纵向高压双极结型晶体管及其制造方法

说明书

本发明公开了一种纵向高压双极结型晶体管及其制造方法；具体是在一种常规的纵向双极结型集体管的基础上，在紧贴集电极一侧的基区边缘加上第一层金属，使基极第一层金属边缘覆盖于基区之上，尺寸超出基区结深的一到五倍，而发射极金属通过远离集电极一侧引出。理论分析在器件处于反向耐压工作状态下，紧贴集电极一侧的基区CB结边缘由于金属场板的覆盖，使得耗尽区扩散时边缘曲面结的曲率效应大大降低，BVcbo耐压急剧变大，从而使得相应的BVceo变大，而对于正向增益无任何损失，本发明很好的解决了纵向NPN管中增益和BVceo耐压的折中实现问题。本发明的横向高压双极结型晶体管在其余参数影响不大，且增益基本维持不变的情况下，BVcbo提高20％以上、BVceo提高10％以上。

技术领域

本发明涉及半导体器件及制造工艺，具体是一种纵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，纵向NPN管中增益和BVceo耐压的折中实现问题。

为实现本发明目的而采用的技术方案是这样的，一种纵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型重掺杂发射区、P型隔离穿透区、N型穿通区、P型基区、N型重掺杂集电区、预氧层、场氧层、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位置。

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型埋层上表面的左端，所述N型穿通区的底部与N型埋层的顶部相连。

所述N型重掺杂集电区位于N型穿通区的中间位置。

所述P型基区位于N型外延层上表面的中间位置。

所述N型重掺杂发射区位于P型基区之内的右端位置。

所述场氧层位于N型穿通区上表面的左端外侧位置、穿通区和P型基区之间的上表面位置、P型基区上表面右端外侧位置。