[发明专利]一种载流子存储沟槽型双极晶体管结构及其制造方法

权利要求书

1.一种载流子存储沟槽型双极晶体管结构制造方法，其特征在于，

包括以下步骤：

在N^-掺杂的硅衬底的上部形成P阱区；在所述P阱区下方形成N型掺杂的载流子存储层；

对硅衬底进行刻蚀，刻蚀出两个彼此间隔的第一沟槽，使其贯穿P阱区和N型掺杂的载流子存储层；在第一沟槽底部的外围区域形成第一P型层；形成第一栅氧层，使其覆盖第一沟槽的底部和侧壁以及P阱区的上表面；在所述第一栅氧层上淀积第一多晶硅层，并使其完全填充第一沟槽，形成栅电极；随后进行化学机械抛光，以硅衬底为截止层；

在两个第一沟槽之间刻蚀出第二沟槽，使其贯穿P阱区和N型掺杂的载流子存储层；在第二沟槽底部的外围区域形成第二P型层；形成第二栅氧化层，使其覆盖第二沟槽的底部和侧壁以及器件上表面；在第二栅氧化层上淀积形成第二多晶硅层，并使其完全填充第二沟槽，形成深槽发射极，随后进行化学机械抛光，以硅衬底为截止层；

在邻接第一沟槽，且位于第二沟槽和第一沟槽之间的部分P阱区上部形成N⁺发射区；在除N⁺发射区外的P阱区的其他区域的上部形成P⁺发射区；在第一沟槽和第二沟槽上方形成第三氧化层；

随后淀积第三多晶硅层，使之覆盖器件上表面，作为发射极；再淀积第四氧化层，使之覆盖第三多晶硅层；

在硅衬底背部形成P型集电区；在P型集电区上方形成N型场阻止层，

其中，第一P型层和第二P型层均位于N型载流子存储层之下，且彼此间隔，不相接；深槽发射极、第二P型层、N型掺杂的载流子存储层和P阱区构成自偏置pMOS。

2.根据权利要求1所述的载流子存储沟槽型双极晶体管结构制造方法，其特征在于，

所述第二沟槽的深度比所述第一沟槽的深度大。

3.根据权利要求1所述的载流子存储沟槽型双极晶体管结构制造方法，其特征在于，

形成N⁺发射区，P⁺发射区和第三氧化层的步骤具体包括：

淀积氧化硅并刻蚀，使邻接第一沟槽，且位于第二沟槽和第一沟槽之间的部分P阱区表面露出，通过离子注入在上述P阱区的上部形成N⁺发射区；

再次淀积氧化硅并刻蚀，使除第一沟槽和第二沟槽以及N⁺发射区以外的P阱区表面露出，通过离子注入在上述P阱区上部形成P⁺发射区；

淀积氧化硅并刻蚀，仅保留第一沟槽和第二沟槽上方的氧化硅作为第三氧化层，使除第一沟槽和第二沟槽以外的衬底表面露出。

4.根据权利要求1所述的载流子存储沟槽型双极晶体管结构制造方法，其特征在于，

通过离子注入N型杂质形成所述N型掺杂的载流子存储层，其中，离子注入剂量为1e13～1e14/cm²，注入能量为4～6MeV，角度为0°，退火温度为1000～1200℃，退火时间为20～40min。

5.根据权利要求1所述的载流子存储沟槽型双极晶体管结构制造方法，其特征在于，

通过离子注入P型杂质形成所述第一P型层，其中，离子注入的剂量为1e13～1e15/cm²，注入能量为20～60keV，角度为0°。

6.根据权利要求1所述的载流子存储沟槽型双极晶体管结构制造方法，其特征在于，

通过离子注入P型杂质形成所述第二P型层，其中，离子注入的剂量为1e13～1e15/cm²，注入能量为20～60keV，角度为0°，退火温度为1000～1100℃，退火时间为10～30min。