双极结型晶体管及其制造方法与流程

本申请涉及半导体，具体涉及一种双极结型晶体管及其制造方法。

背景技术：

1、双极结型晶体管(bipolar junction transistor，bjt)又称为双载子晶体管，它是通过一定的工艺将两个pn结结合在一起的器件，分为pnp和npn两种组合结构。bjt具有放大作用，主要依靠它的发射极电流能够通过基区传输到达集电区而实现的，为了保证这一传输过程，需要满足：(1)内部条件，要求发射区杂质浓度要远大于基区杂质浓度，同时基区厚度要很小；(2)外部条件，发射结要正向偏置(加正向电压)、集电结要反偏置。bjt种类很多，按照频率分有高频管，低频管；按照功率分有小、中、大功率管；按照半导体材料分有硅管和锗管等。bjt构成的放大电路形式有：共发射极、共基极和共集电极放大电路。

2、对于bjt晶体管的常规应用，在设计时通常会需要大的放大系数，因此提升bjt晶体管的放大系数从而实现高增益，是bjt晶体管的一种必然的发展趋势。

技术实现思路

1、为了解决上述技术问题，本申请提供了一种双极结型晶体管及其制造方法，可以提升双极结型晶体管的放大系数，实现高增益。

2、根据本申请第一方面，提供了一种双极结型晶体管，其中，包括：

3、位于衬底上的第一阱区、第二阱区、第一注入区和第二注入区；

4、所述第二阱区的底面和至少一个侧面与所述第一阱区接触；

5、所述第一注入区位于所述第二阱区内；

6、所述第二注入区横跨所述第一阱区和所述第二阱区，且所述第一注入区和所述第二注入区在横向上彼此间隔第一距离；

7、所述第一阱区、所述第一注入区和所述第二注入区具有第一掺杂类型，所述第二阱区具有第二掺杂类型；

8、其中，所述第一注入区构成所述双极结型晶体管的发射区，所述第二阱区构成所述双极结型晶体管的基区，所述第一阱区和所述第二注入区共同构成所述双极结型晶体管的集电区。

9、可选地，双极结型晶体管还包括：

10、位于所述衬底上方的绝缘层；

11、位于所述绝缘层上方的多晶硅层，所述多晶硅层位于所述第一注入区与所述第二注入区之间，用于界定所述第一距离。

12、可选地，所述第一注入区的底面与所述第二阱区的底面之间相差第二距离，且所述第二距离等于所述第一距离。

13、可选地，所述基区环绕所述发射区；集电区环绕所述基区。

14、可选地，所述多晶硅层环绕所述发射区。

15、可选地，所述第一阱区的掺杂浓度高于所述第二注入区的掺杂浓度。

16、可选地，所述双极结型晶体管的发射极从所述第一注入区上引出，所述双极结型晶体管的集电极从所述第二注入区上引出；以及

17、所述双极结型晶体管还包括：

18、第三注入区，位于所述第二阱区内，并具有所述第二掺杂类型，所述双极结型晶体管的基极从所述第三注入区上引出。

19、可选地，所述第二注入区环绕所述多晶硅层，并具有暴露所述第二阱区上表面的开口区域，所述第三注入区形成于所述开口区域内。

20、可选地，所述第一掺杂类型为n型掺杂，所述第二掺杂类型为p型掺杂。

21、可选地，所述第一掺杂类型为p型掺杂，所述第二掺杂类型为n型掺杂。

22、根据本申请第二方面，提供了一种成所述双极结型晶体管的制造方法，其中，包括：

23、形成位于衬底上的第一阱区；

24、形成位于所述第一阱区内的第二阱区，所述第二阱区的深度小于所述第一阱区的深度；

25、分别形成位于所述第二阱区内的第一注入区，以及横跨所述第一阱区和所述第二阱区的第二注入区，所述第一注入区与所述第二注入区在横向上彼此间隔第一距离，

26、其中，所述第一阱区、所述第一注入区和所述第二注入区具有第一掺杂类型，所述第二阱区和所述第三注入区具有第二掺杂类型；

27、所述第一注入区构成所述双极结型晶体管的发射区，所述第二阱区构成所述双极结型晶体管的基区，所述第一阱区和所述第二注入区共同构成所述双极结型晶体管的集电区。

28、可选地，分别形成位于所述第二阱区内的第一注入区，以及横跨所述第一阱区和所述第二阱区的第二注入区，包括：

29、依次形成位于所述衬底上方的绝缘层和多晶硅层；

30、对所述绝缘层和所述多晶硅层进行刻蚀，保留位于所述第二阱区上方，且宽度等于所述第一距离的所述绝缘层部分和所述多晶硅层部分；

31、于所述多晶硅层两侧分别形成所述第一注入区和所述第二注入区。

32、可选地，所述绝缘层和所述多晶硅层的宽度与所述第一阱区和所述第二阱区的深度差相等。

33、可选地，所述制造方法还包括：

34、形成位于所述第二阱区内的第三注入区，所述第三注入区具有所述第二掺杂类型；

35、从所述第一注入区上引出所述双极结型晶体管的发射极，从所述第二注入区上引出所述双极结型晶体管的集电极，从所述第三注入区上引出所述双极结型晶体管的基极。

36、本申请的有益效果至少包括：

37、本申请实施例设置双极结型晶体管的发射区的侧面和底面均与其基区接触，利用同一掺杂类型的第二注入区和深阱区(即第一阱区)来构建双极结型晶体管的集电区，以及设置基区的至少一个侧面和底面均与深阱区接触，且第二注入区在衬底上横跨基区和深阱区，并与发射区在横向上彼此间隔第一距离，相较于现有方案，本申请在双极结型晶体管的横向和纵向上同时构建了从发射区到基区再到集电区的电流路径，相当于在一个双极结型晶体管中同时存在有效的横向双极结型晶体管和有效的纵向双极结型晶体管，提高了双极结型晶体管的集电区和发射结面积，使得在传输电流时，有效的电子电流能够同时从发射区的侧面和底面注入到基区，有效的提高了双极结型晶体管的发射极注入效率，从而能够提升双极结型晶体管的放大系数，实现晶体管的高增益。

38、应当说明的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。

技术特征：

1.一种双极结型晶体管，其中，包括：

2.根据权利要求1所述的双极结型晶体管，其中，双极结型晶体管还包括：

3.根据权利要求1或2所述的双极结型晶体管，其中，所述第一注入区的底面与所述第二阱区的底面之间相差第二距离，且所述第二距离等于所述第一距离。

4.根据权利要求2所述的双极结型晶体管，其中，所述基区环绕所述发射区；集电区环绕所述基区。

5.根据权利要求4所述的双极结型晶体管，其中，所述多晶硅层环绕所述发射区。

6.根据权利要求1所述的双极结型晶体管，其中，所述第一阱区的掺杂浓度高于所述第二注入区的掺杂浓度。

7.根据权利要求1或2所述的双极结型晶体管，其中，所述双极结型晶体管的发射极从所述第一注入区上引出，所述双极结型晶体管的集电极从所述第二注入区上引出；以及

8.根据权利要求7所述的双极结型晶体管，其中，所述第二注入区环绕所述多晶硅层，并具有暴露所述第二阱区上表面的开口区域，所述第三注入区形成于所述开口区域内。

9.根据权利要求1所述的双极结型晶体管，其中，所述第一掺杂类型为n型掺杂，所述第二掺杂类型为p型掺杂；或者，所述第一掺杂类型为p型掺杂，所述第二掺杂类型为n型掺杂。

10.一种双极结型晶体管的制造方法，其中，包括：

11.根据权利要求10所述的制造方法，其中，分别形成位于所述第二阱区内的第一注入区，以及横跨所述第一阱区和所述第二阱区的第二注入区，包括：

12.根据权利要求11所述的制造方法，其中，所述绝缘层和所述多晶硅层的宽度与所述第一阱区和所述第二阱区的深度差相等。

13.根据权利要求10所述的制造方法，其中，还包括：

技术总结
本申请提供了一种双极结型晶体管及其制造方法，该晶体管包括：位于衬底上的第一阱区、第二阱区、第一注入区和第二注入区；第二阱区的底面和至少一个侧面与第一阱区接触；第一注入区位于第二阱区内；第二注入区横跨第一阱区和第二阱区，且第一注入区和第二注入区在横向上彼此间隔第一距离；第一注入区构成双极结型晶体管的发射区，第二阱区构成双极结型晶体管的基区，第一阱区和第二注入区共同构成双极结型晶体管的集电区，该双极结型晶体管具有更大的集电区和发射结面积和发射极注入效率，能够有效的提升双极结型晶体管的放大系数，实现了晶体管的高增益。

技术研发人员：葛薇薇
受保护的技术使用者：杰华特微电子股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/21