[发明专利]双极型晶体管及其制造方法

说明书

本发明公开了一种双极型晶体管及其制造方法，双极型晶体管包括内置的续流二极管，续流二极管包括相邻的p型掺杂区和n型掺杂区，半导体衬底基片具有第一主面和第二主面，第一主面设置有第一目标掺杂区，第二主面设置有第二目标掺杂区，第一目标掺杂区为用于制作p型掺杂区的区域，第二目标掺杂区为用于制作n型掺杂区的区域，制造方法包括：向第一目标区域中掺杂p型杂质离子，以形成p型掺杂区；向第二目标区域中注入氢离子，以形成n型掺杂区和复合中心，复合中心用于降低续流二极管的临界饱和电压以及加速反向恢复时间。本发明采用氢离子注入工艺在n型掺杂层中形成复合中心，能够加速内置的续流二极管的反向恢复速度，提高性能。

技术领域

本发明属于半导体器件及制造工艺技术领域，尤其涉及一种双极型晶体管(Bipolar Junction Transistor)及其制造方法。

背景技术

双极型晶体管是一种电流控制器件，电子和空穴同时参与导电。双极型晶体管体积小、重量轻、耗电少、寿命长、可靠性高，已广泛用于广播、电视、通信、雷达、计算机、自控装置、电子仪器、家用电器等领域，起放大、振荡、开关等作用。用不同的掺杂方式在同一个硅片(半导体衬底基片)上制造出三个掺杂区域，并形成两个PN结(PN junction)，就构成了晶体管。

有些双极型晶体管中，会内置续流二极管(freewheel diode)。图1示出了一种常见的包含续流二极管的双极型晶体管的结构，该双极型晶体管包括集电极C(为n型掺杂区)、n型掺杂层102、增压环103(为p型掺杂区)、截止环104(为n型掺杂区)、第一p型掺杂层105(作为该双极型晶体管的基极(base))、发射极E(为n型掺杂区，图中所示的3个发射极E在封装过程中通过金属连接，需要说明的是，此处仅举例说明了包括3个发射极E的情况，实际上双极型晶体管可以包括若干个发射极，具体数量由发射极电流的大小需求而定，此为现有技术，所以在此不再赘述)、第一钝化层106(比较典型的可以采用含氧多晶硅(SIPOS)实现，在制作过程中，第一钝化层106被有选择地光刻、腐蚀为多段)、第二钝化层107(比较典型的可以采用氮化硅(SiN)实现)、第三钝化层108(比较典型的可采用正硅酸乙酯(TEOS)实现)。其中，第一p型掺杂层105、n型掺杂层102构成该内置的续流二极管D，图1中以虚线示出了该续流二极管D。其中，n型掺杂层102为该续流二极管的n型区。

在制作该续流二极管的n型区的过程中，需要在衬底中进行离子注入，形成n型掺杂层。现有技术中，衬底中进行离子注入以形成该续流二极管的n型区的流程中，往往采用注磷推扩技术。具体参照图1所示，向半导体衬底基片中注入浓度适宜的磷离子，在半导体衬底的目标区域内形成n型掺杂层，该n型掺杂层作为该双极型晶体管中内置的续流二极管的n型区。但采用该方法得到的续流二极管，其反向恢复速度较慢，导致该双极型晶体管的性能不佳。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术中的双极型晶体管中的续流二极管的反向恢复速度较慢导致该双极型晶体管的性能不佳的缺陷，提供一种双极型晶体管及其制造方法。

本发明通过以下技术方案解决上述技术问题：

本发明提供了一种双极型晶体管的制造方法，所述双极型晶体管包括内置的续流二极管，所述续流二极管包括相邻的p型掺杂区和n型掺杂区，所述双极型晶体管在半导体衬底基片上制造，所述半导体衬底基片具有第一主面和第二主面，所述第一主面设置有第一目标掺杂区，所述第二主面设置有第二目标掺杂区，所述第一目标掺杂区与所述第二目标掺杂区相邻，所述第一目标掺杂区为用于制作所述p型掺杂区的区域，所述第二目标掺杂区为用于制作所述n型掺杂区的区域，所述双极型晶体管的制造方法包括以下步骤：

向所述第一目标区域中掺杂p型杂质离子，以形成所述p型掺杂区；

向所述第二目标区域中注入氢离子，以形成所述n型掺杂区和复合中心，所述复合中心用于降低所述续流二极管的临界饱和电压以及加速所述续流二极管的反向恢复时间。