[发明专利]高性能超βNPN(SBNPN)

说明书

在所描述示例中，一种用于制造超βNPN(SBNPN)晶体管的方法包括：在P型外延层上沉积正硅酸乙酯(TEOS)层(1102)；在TEOS层上沉积氮化物层(1102)；通过选择性地蚀刻掉部分氮化物层和TEOS层来图案化SBNPN晶体管的发射极区域(1104)；在氮化物层的顶部、沿着氮化物层和TEOS层的侧面以及在P型外延层的顶部上沉积第二TEOS层(1110)；以及通过第二TEOS层利用N型离子注入P型外延层，以形成SBNPN晶体管的发射极区域(1114)。

背景技术

NPN晶体管具有围绕P型区域的两个N型区域。N型区域中的一个是集电极，P型区域是基极以及N型区域中的第二个是发射极。根据NPN晶体管的电压偏置方式，NPN晶体管将具有不同的操作模式。当发射极-基极结被反向偏置并且集电极-基极结被反向偏置时，NPN晶体管以截止模式操作。当发射极-基极结被正向偏置且集电极-基极结被反向偏置时，NPN晶体管以有源模式操作，以及当发射极-基极结被正向偏置且集电极-基极结被正向偏置时，NPN晶体管以饱和模式操作。当晶体管用作放大器时使用有源模式，以及当晶体管用作开关时使用截止模式和饱和模式。

NPN晶体管的一个参数是共发射极电流增益，其通常被称为β或H_FE。当处于有源模式时，共发射极电流增益是集电极电流与基极电流的比率。对于示例NPN晶体管，共发射极电流增益可以在50到200的范围内。对于示例超βNPN(SBNPN)晶体管，共发射极电流增益可以是1,000或更大。

发明内容

所描述的示例包括一种用于制造SBNPN晶体管的方法，该方法包括在P型外延层上沉积正硅酸乙酯(TEOS)层，以及在TEOS层上沉积氮化物层。通过选择性地蚀刻掉部分氮化物层和TEOS层来图案化SBNPN晶体管的发射极区域。在氮化物层的顶部、沿着氮化物层和TEOS层的侧面以及在P型外延层的顶部上沉积第二TEOS层。通过第二TEOS层利用N型离子注入P型外延层，以形成SBNPN晶体管的发射极区域。

另一个示例包括一种用于制造SBNPN晶体管的方法，该方法包括在P型外延层上沉积屏蔽氧化物(screen oxide)层、第一TEOS层、氮化物层和第一光刻胶层。图案化第一光刻胶层以暴露SBNPN晶体管的发射极区域。蚀刻掉SBNPN晶体管的发射极区域中的屏蔽氧化物层、第一TEOS层和氮化物层。去除第一光刻胶层，并在SBNPN晶体管的发射极区域中的氮化物层上方和P型外延层上方沉积第二TEOS层。在氮化物层上沉积第二光刻胶层，并且图案化第二光刻胶层以暴露SBNPN晶体管的发射极注入区域。通过第二TEOS层注入P型外延层以形成SBNPN晶体管的发射极区域。

又一示例包括一种SBNPN晶体管，其包括基极、发射极和集电极。发射极包括在P型外延层顶部上的氮化物层和第一TEOS层。第二TEOS层沉积在氮化物层和第一TEOS层上。第二TEOS层在氮化物层和第一TEOS层的底切(undercut)区域中填充，并且第二TEOS层包括用于发射极注入步骤的同质屏蔽氧化物。

附图说明

图1示出了根据各种示例的SBNPN晶体管的横截面图。

图2示出了根据各种示例的SBNPN晶体管的俯视图。

图3-图10示出了根据各种示例制造的SBNPN晶体管的横截面图。

图11示出了根据各种示例的一种制造SBNPN晶体管的发射极区域的方法的工艺流程图。

具体实施方式

在本说明书中，术语“耦合(couple或couples)”表示间接或直接有线或无线连接。因此，如果第一设备耦合到第二设备，则该连接可以通过直接连接或通过经由其他设备和连接的间接连接。