[发明专利]一种纵向高压功率双极结型晶体管及其制造方法

摘要

本发明公开了一种纵向高压功率双极结型晶体管及其制造方法；在一种常规的纵向功率双极结型集体管的基础上，在所有基区边缘加上第一层金属，使基极第一层金属边缘全覆盖基区之上，尺寸超出基区结深的一到五倍，而发射极金属通过通孔以及第二层金属引出。理论分析在器件处于反向耐压工作状态下，所有基区CB结边缘由于金属场板的覆盖，使得耗尽区扩散时边缘曲面结的曲率效应大大降低，BVcbo耐压急剧变大，从而使得相应的BVceo变大，而对于正向增益无任何损失，本发明很好的解决了纵向NPN管中增益和BVceo耐压的折中实现问题。本发明的横向高压功率双极结型晶体管在其余参数影响不大，且增益基本维持不变的情况下，BVcbo提高40％以上、BVceo提高20％以上。

主权项

一种纵向高压功率双极结型晶体管，其特征在于，包括P型衬底(100)、N型埋层(101)、P型埋层(102)、N型外延层(103)、P型基区(104)、P型隔离穿透区(105)、N型穿通区(106)、N型重掺杂发射区(107)、N型重掺杂环状集电区(108)、预氧层(109)、场氧层(110)、IMD平坦化介质(111)、TEOS金属前介质层(112)、基极第一层金属(113)、发射极第一层金属(114)、集电极第一层金属(115)、发射极第二层金属(116)、基极第二层金属(117)和集电极第二层金属(118)；所述N型埋层(101)位于P型衬底(100)上表面的中间位置；所述P型埋层(102)位于P型衬底(100)上表面的两边位置；所述N型外延层(103)位于N型埋层(101)之上，所上述N型外延层(103)与P型衬底(100)、N型埋层(101)和P型埋层(102)相接触；所述P型基区(104)位于N型外延层(103)上表面的中间位置；所述P型隔离穿透区(105)与N型外延层(103)的两端相接触，所述P型隔离穿透区(105)的底部与P型埋层(102)的顶部相连；所述N型穿通区(106)位于N型埋层(101)上表面的左端，所述N型穿通区(106)的底部与N型埋层(101)的顶部相连；所述N型重掺杂发射区(107)由一个或者多个重复的结构单元构成；所述N型重掺杂发射区(107)位于P型基区(104)内；所述N型重掺杂环状集电区(108)呈环状结构，所述N型重掺杂环状集电区(108)的一端位于N型穿通区(106)的中间位置，另一端位于N型外延层(103)内；所述场氧层(110)位于N型穿通区(106)上表面的外侧位置、N型穿通区(106)和P型基区(104)之间的上表面位置、P型基区(104)和N型重掺杂环状集电区(108)之间的上表面位置、N型重掺杂环状集电区(108)上表面的外侧位置；所述N型重掺杂环状集电区(108)为位于N型外延层(103)内的一端；所述预氧层(109)位于N型外延层(103)之上的部分表面，所述预氧层(109)位于场氧层(110)之间的位置；所述TEOS金属前介质层(112)覆盖在整个器件表面的未开接触孔的位置；所述接触孔分别位于P型基区(104)之内、N型重掺杂发射区(107)之内和N型穿通区(106)之内；所述接触孔分别与P型基区(104)、N型重掺杂发射区(107)和N型重掺杂环状集电区(108)相接触；所述发射极第一层金属(114)位于N型重掺杂发射区(107)的接触孔内，且覆盖所有发射区接触孔；所述发射极第一层金属(114)与N型重掺杂发射区(107)和TEOS金属前介质层(112)相接触；所述基极第一层金属(113)位于P型基区(104)的接触孔内；所述基极第一层金属(113)与P型基区(104)和TEOS金属前介质层(112)相接触；所述基极第一层金属(113)的边缘尺寸超过P型基区(104)两端的长度为结深的1～5倍；所述集电极第一层金属(115)位于N型穿通区(106)的接触孔内；所述集电极第一层金属(115)与N型重掺杂环状集电区(108)和TEOS金属前介质层(112)相接触；所述集电极第一层金属(115)的边缘金属尺寸不超过N型重掺杂环状集电区(108)；所述IMD平坦化介质(111)位于集电极第一层金属(115)、发射极第一层金属(114)和基极第一层金属(113)之上的未开通孔的位置；所述通孔位于发射极第一层金属(114)之上、集电极第一层金属(115)的部分区域之上和基极第一层金属(113)的部分区域之上；所述发射极第二层金属(116)位于所有发射极第一层金属(114)所开的通孔之上；所述基极第二层金属(117)位于所有基极第一层金属(113)所开的通孔之上；所述集电极第二层金属(118)位于所有集电极第一层金属(115)所开的通孔之上。