[发明专利]一种基区环掺杂抗辐射横向PNP晶体管及制备方法

说明书

本发明公开了一种基区环掺杂抗辐射横向PNP晶体管及制备方法，在通过传统形成横向PNP晶体管结构之后，通过光刻胶掩蔽注入的方法在横向PNP晶体管N型基区表面进行一次N型杂质注入，在N型基区表面形成一个环形的N+掺杂区，将横向PNP晶体管的基区宽度W_b所在位置由N型外延层表面推向N型外延层体内。当基区环结构的横向PNP晶体管处于总剂量辐照环境中时，虽然氧化层中正电荷积累会导致P型集电区的耗尽和反型以及P型发射区表面的耗尽和反型，但由于基区宽度W_b位置已下移至P型集电区的耗尽和反型和P型发射区表面的耗尽和反型下方，所以并不会影响横向PNP晶体管的基区宽度，故这种基区环结构横向PNP晶体管具有较强的抗总剂量辐射能力。

技术领域

本发明属于PNP晶体管技术领域，具体涉及一种基区环掺杂抗辐射横向PNP晶体管及制备方法。

背景技术

横向PNP晶体管是双极集成电路中经常使用的一种晶体管结构，传统双极集成电路生产中，采用扩散工艺或离子注入工艺进行横向PNP晶体管集电区和发射区的P型杂质掺杂，即在N型外延层上进行选择性的P型杂质掺杂形成横向PNP晶体管的P型集电区和P型发射区，外延层作为横向PNP晶体管的N型基区，通过引线最终实现横向的PNP晶体管结构，在晶体管的表面会覆盖一层二氧化硅层，作为金属引线与晶体管掺杂区之间的绝缘层，以避免晶体管不同掺杂区之间通过金属连线产生短路。

横向PNP晶体管抗总剂量辐射能力较差：总剂量辐射会导致晶体管表面覆盖的二氧化硅层中诱生正电荷并积累，使晶体管表面感应负电荷，造成横向PNP晶体管P型集电区/发射区表面耗尽/反型，并将注入基区的空穴推向衬底，空穴扩散距离增加，PNP晶体管基区宽度W_B增加，输运系数α_T下降，β下降。

发明内容

本发明针对总剂量辐射对横向PNP晶体管的影响机理，提出一种新型的通过基区环掺杂提高抗总剂量辐射能力的横向PNP晶体管及其制备方法，这种结构的横向PNP晶体管具有更高的抗总剂量辐射能力。

为达到上述目的，本发明所述一种基区环掺杂抗辐射横向PNP晶体管，包括N型外延层，N型外延层上部同心设置有P型集电区和P型发射区，P型集电区和P型发射区的深度相同，P型集电区和P型发射区之间设置有N型基区环，N型基区环掺杂杂质为磷。

进一步的，N型基区环的结深为P型集电区结深的10％～30％。

进一步的，N型基区环的宽度为横向PNP晶体管基区宽度的30％～80％。

进一步的，N型基区环与P型集电区之间的距离d1和N型基区环与P型发射区之间的距离d2相等。

进一步的，N型外延层上端面设置有二氧化硅绝缘层。

进一步的，N型基区环为中心角为30°～360°的扇环。

一种上述的基区环掺杂抗辐射横向PNP晶体管的制备方法，包括以下步骤：

步骤1、利用传统双极工艺完成不同区域杂质选择性掺杂，形成横向PNP晶体管结构并形成二氧化硅绝缘层；

步骤2、在二氧化硅绝缘层表面涂覆光刻胶，并通过曝光和显影形成N型基区环窗口；

步骤3、通过离子注入对N型基区环所在区域进行掺杂，注入杂质³¹P⁺；

步骤4、去除步骤2涂覆的光刻胶；

步骤5、热退火，形成基区环横向PNP晶体管结构。

与现有技术相比，本发明至少具有以下有益的技术效果：