[发明专利]一种双极结型晶体管的制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体器件，具体涉及一种双极结型晶体管（BJT）的制作方法。

背景技术

双极结型晶体管（BJT）是具有两个PN结的三端电子元器件，常用于放大或开关场合中。之所以称其为双极结型晶体管是因为该晶体管在工作时电子和空穴两种载流子均参与导电。图1是现有的NPN型BJT器件100的剖视图。BJT器件100具有集电极C、基极B和发射极E三个端子。相应地，N型BJT器件100包括N阱收集区121、P阱基区122和重掺杂的N型发射区123。基区122位于收集区121和发射区123之间，其中发射区123被收集区121包围，这样很容易收集注入到基区122的电子，因此晶体管具有较大的增益。

在工作时，集射极电流I_CE与基射极电流I_BE有一个预设的关系，换句话说，I_CE由I_BE或者基射极电压V_BE控制，集射极电流I_CE与基射极电流I_BE的比值通常是指BJT器件的增益。而且，BJT器件100的击穿电压通常是指当基极开路，对集电极C和发射极E施加电压时集射极的击穿电压BV_CEO，也可指发射极处于开路时对集电极和基极施加电压时集电极与基极之间的击穿电压BV_CBO。

晶体管的增益和击穿电压与垂直方向的基区宽度L_b以及水平方向的基区宽度L_S是紧密相关的。靠近表面的水平方向基区宽度L_S为基区的布局宽度（layout width），基区布局宽度的控制受光刻技术的限制，此外，由于表面粗糙度，电流偏向于从半导体器件的内部流过，这就需要根据电流的大小来调节垂直方向的基区宽度L_b。基区的掺杂浓度一定时，垂直方向的基区宽度L_b越大，击穿电压越高，增益越低。在实际的应用中，垂直方向的基区宽度L_b需要根据增益或者击穿电压的特定需求来控制。当发射区123的尺寸一定时，垂直方向的基区宽度L_b由基区122的基区深度d₁来决定。

在传统的阱区注入方法中，注入阱区的深度通过精确控制注入条件来调节。注入条件包括注入剂量、能量、倾斜度和热退火工艺。在实际应用中，由于不同的注入条件一般通过额外的掩膜来实现，实现不同的注入阱区深度需要使用额外的掩膜。因此，如果具有不同参数的多个BJT器件被集成于同一个半导体衬底上，或者多个具有不同注入深度的P阱或N阱被制作于同一半导体衬底中时，则需要多个分别对应于特定注入深度的掩膜。采用多个掩膜会增加半导体芯片的制作成本。此外，当制作BJT器件步骤包括改变P型阱，P型扩散区（Pbase，P-type diffusion）或者P型注入区（Xbase，P-type implant）以提高其他器件的性能时，BJT器件的性能也会受到影响。因此需要额外的掩膜来防止BJT器件性能发生改变，这会进一步增加制作成本。

发明内容

为了解决前面描述的一个问题或者多个问题，本发明提出一种通过调节基区的布局宽度来控制基区深度的双极型结型晶体管的制作方法。

根据本发明一实施例的一种双极结型晶体管（BJT）的制作方法，包括：在半导体衬底内制作收集区，该半导体衬底具有第一掺杂类型；制作具有第二掺杂类型的基区，该基区具有基区深度；以及制作具有第一掺杂类型的发射区；其中通过调节基区的布局宽度来控制基区深度。

根据本发明又一实施例的一种双极结型晶体管（BJT）的制作方法，包括：在半导体衬底内制作收集区，该半导体衬底具有第一掺杂类型；采用同一掩膜制作具有第二掺杂类型的多个基区，该多个基区具有不同的基区深度；以及制作具有第一掺杂类型的多个发射区；其中通过调节多个基区的布局宽度来分别控制该多个基区的基区深度。

附图说明

为了更好的理解本发明，将根据以下附图对本发明进行详细描述：

图1是现有的BJT器件100的剖视图；

图2是根据本发明一实施例的阱区制作过程中半导体器件200的剖视图；

图3是根据本发明一实施例的包括BJT器件的半导体器件300的剖视图；

图4是根据本发明一实施例的包括多个BJT器件的半导体器件400的剖视图；

图5A~5G是根据本发明一实施例的BJT器件在制作过程中的剖视图；