[发明专利]双极晶体管及其制作方法

说明书

本发明公开了一种双极晶体管及其制备方法，其包括衬底层、层叠设置于衬底层上的第一外延层、层叠设置于第一外延层上的第二外延层、接触第二外延层设置的第三外延层、以及贯穿第二外延层并嵌入第一外延层中的第四外延层，第三外延层与第四外延层间隔设置，第四外延层嵌入第一外延层中的深度≥1μm。该双极晶体管的第四外延层实际上可作为基极接触区。该基极接触区能够形成较深的基极接触区耗尽层，当器件承担集电极‑基极反偏电压时，通过基极接触区耗尽层夹断来保护基区，能够有效提升器件的集电极‑基极击穿电压。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，特别是涉及一种双极晶体管及其制作方法。

背景技术

晶体三极管由两个背靠背的PN结构成，通常用于获取电压、电流或信号的放大增益。双极晶体管是晶体管的一种，通常具有两种基本结构：PNP型和NPN型。在这3层半导体中，中间一层称基区，外侧两层分别称发射区和集电区。通常，当基区注入少量电流时，在发射区和集电区之间就会形成较大的电流，这就是晶体管的放大效应。双极晶体管中，电子和空穴同时参与导电。同场效应晶体管相比，双极型晶体管体积小、重量轻、耗电少、寿命长、可靠性高。

在传统的技术中，高频和微波功率晶体管已普遍采用多晶硅发射极来提高性能。由于采用多晶硅发射极工艺可以形成较浅的发射结和较窄的基区宽度，较浅的发射结和基区结能够实现短的渡越时间和小的寄生电容，可以大幅提升双极晶体管的发射效率和优异的高频性能。以NPN型的双极晶体管作为示例，对上述双极晶体管的通常结构进行说明。这种采用多晶硅发射极的双极晶体管通常包括层叠设置的N型衬底和N型外延层，P型基区即轻掺杂P型层设置于N型外延层的表面，P型基区上还设置有N型发射区；基极接触即重掺杂P型层设置于P型基区的两端，用于连接至基极金属。上述结构的双极晶体管中的集电极-基极击穿电压(BVCBO)往往较低，有待于进一步的提高。

发明内容

基于此，有必要提供一种能够提高集电极-基极击穿电压的双极晶体管。

根据本发明的一个实施例，一种双极晶体管，其包括衬底层、第一外延层、第二外延层、第三外延层与第四外延层；

所述第一外延层层叠设置于所述衬底层上，所述第二外延层层叠设置于所述第一外延层上，所述第三外延层与所述第二外延层接触连接，所述第四外延层部分嵌入所述第二外延层中、部分嵌入所述第一外延层中，所述第三外延层与所述第四外延层间隔设置；

其中，所述第一外延层与所述第三外延层的掺杂类型为第一掺杂类型，且所述第三外延层中的掺杂浓度高于所述第一外延层；所述第二外延层与所述第四外延层的掺杂类型为与所述第一掺杂类型不相同的第二掺杂类型，且所述第四外延层中的掺杂浓度高于所述第二外延层；所述第四外延层嵌入所述第一外延层中的深度≥1μm。

在其中一个实施例中，所述第二外延层的厚度为1μm～2μm。

在其中一个实施例中，所述第四外延层嵌入所述第一外延层与所述第二外延层的总深度为4μm～8μm。

在其中一个实施例中，所述第三外延层设置于所述第二外延层中，且从所述第二外延层的上表面露出。

在其中一个实施例中，嵌入所述第二外延层中的部分第四外延层贯穿所述第二外延层。

在其中一个实施例中，还包括发射极、基极与集电极，所述发射极与所述第三外延层电接触，所述基极与所述第四外延层电接触，所述集电极与所述衬底层电接触。

在其中一个实施例中，还包括层叠设置于所述第二外延层上的图案化的介质层，所述介质层中设置有暴露出所述第三外延层的第三过孔与暴露出所述第四外延层的第四过孔，所述发射极设置于所述第三过孔中且与所述第三外延层相接触，所述基极设置于所述第四过孔中且与所述第四外延层相接触。

在其中一个实施例中，所述集电极设置于所述衬底层远离所述第一外延层的一侧表面上。