Bcd工艺中纵向双极型晶体管的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种半导体集成电路器件，特别是涉及一种BCD工艺中纵向双极型晶体管。
【背景技术】
[0002]为了减少接触电阻，现有深亚微米B⑶工艺中纵向双极型晶体管如NPN三极管的发射极由N+上面盖金属硅化物组成，深亚微米是指0.25微米以下。如图1所示，是现有BCD工艺中纵向双极型晶体管的剖面结构图，下面以NPN三极管为例说明如下，现有BCD工艺中的NPN三极管包括:
[0003]P型硅衬底101，在所述P型硅衬底101中形成有N型埋层(NBL) 102和P型埋层(PBL) 103，在所述硅衬底101的表面形成有浅沟槽场氧(STI) 104，由浅沟槽场氧104隔离出有源区。
[0004]由N型深阱(DNW) 105组成器件的集电区，集电区的底部和N型埋层102接触。
[0005]由形成于集电区105中的P阱(PW) 106组成器件的基区。
[0006]由形成于所述基区106表面的N+区107组成器件的发射区，所述发射区107覆盖了一个有源区，在所述发射区107的表面形成有金属硅化物108a，并通过金属硅化物108a顶部形成的金属接触孔和顶部金属层实现发射极的引出。
[0007]所述基区106的覆盖范围包括了所述发射区107所覆盖有源区以及该有源区的邻近有源区，在该邻近有源区中形成有P+区109，在该P+区109的表面形成有金属硅化物108b，并通过金属硅化物108b顶部形成的金属接触孔和顶部金属层实现基极的引出。
[0008]所述集电区105的覆盖范围包括了所述基区106所覆盖的所有有源区以及该所述基区106的最外侧有源区相邻的有源区，在该有源区中形成有N阱110，在所述N阱110中形成有N+区111，在该N+区111的表面形成有金属硅化物108c，并通过金属硅化物108c顶部形成的金属接触孔和顶部金属层实现发射极的引出。
[0009]所述P型埋层103围绕在所述N型埋层102的周围，在所述P型埋层102的顶部形成有P型深阱112，在所述P型深阱112中形成有P阱113，在所述P阱113的顶部形成有P+区114，在该P+区114的表面形成有金属硅化物108d，并通过金属硅化物108d顶部形成的金属接触孔和顶部金属层实现衬底电极的引出。
[0010]当现有NPN三极管的集电极接正电压，器件工作在正向大电流应用时，器件温度会升高。由于NPN三极管正温度系数的效应，会产生更大的输出电流，这个现象使得NPN三极管的电流电压曲线即集电极电流(IC)集电极电压(VC)曲线的安全工作区(SOA)减小。如图2所示，是现有BCD工艺中纵向双极型晶体管的电流电压曲线；该电流电压曲线为在基极电流选定一固定值时的集电极电流和集电极电压之间的曲线，从虚线框115所示区域可知，器件工作在正向大电流时，大电流会使器件的温度升高，由于正温度系数效应，温度的升高又会使器件的电流增加，最后形成一正反馈，使得器件电流快速增加，ICVC曲线的安全工作区减少。
【发明内容】
[0011]本发明所要解决的技术问题是提供一种BCD工艺中纵向双极型晶体管，抑制器件大电流应用时的正反馈效应，提升器件ICVC曲线的安全工作区。
[0012]为解决上述技术问题，本发明提供的BCD工艺中纵向双极型晶体管形成硅衬底上，在所述硅衬底上形成有场氧，由所述场氧隔离出有源区。所述纵向双极型晶体管包括:
[0013]集电区，由形成于所述硅衬底上的第一导电类型深阱组成。
[0014]基区，由形成于所述第一导电类型深阱中的第二导电类型阱组成。
[0015]发射区，由形成于所述基区表面的第一导电类型轻掺杂注入区和第一导电类型重掺杂注入区叠加而成，所述发射区的第一导电类型重掺杂注入区的掺杂浓度大于第一导电类型轻掺杂注入区的掺杂浓度。
[0016]所述发射区的第一导电类型轻掺杂注入区覆盖一个所述有源区，令该有源区为第一有源区，所述发射区的第一导电类型重掺杂注入区的覆盖在所述第一有源区的中心区域，在所述发射区的第一导电类型重掺杂注入区的最外侧边缘和所述发射区的第一导电类型轻掺杂注入区的最外侧边缘之间的区域形成由第一导电类型轻掺杂注入区组成的高阻环，在所述发射区的表面形成有金属硅化物；所述高阻环定义出所述发射区的寄生电阻的大小并在所述纵向双极型晶体管的工作电流增加时形成负反馈效应，并利用该负反馈效应抑制所述纵向双极型晶体管的由正温度效应而产生的正反馈效应。
[0017]进一步的改进是，所述发射区的面积为1X1微米2?50X50微米2。
[0018]进一步的改进是，所述高阻环的宽度大于O微米小于等于10微米。
[0019]进一步的改进是，所述纵向双极型晶体管为NPN三极管，第一导电类型为N型，第二导电类型为P型。
[0020]进一步的改进是，所述发射区的N型重掺杂注入区的离子注入的注入剂量为1E15CM-2?5E15CM'注入能量为50KEV?60KEV，注入杂质为砷或磷。
[0021]进一步的改进是，所述发射区的N型轻掺杂注入区的离子注入的注入剂量为1E13CM-2?9E14CM'注入能量为2KEV?20KEV，注入杂质为砷或磷。
[0022]进一步的改进是，所述纵向双极型晶体管为PNP三极管，第一导电类型为P型，第二导电类型为N型。
[0023]进一步的改进是，所述发射区的P型重掺杂注入区的离子注入的注入剂量为1E15CM—2?5E15CM—2，注入能量为5KEV?20KEV，注入杂质为硼或氟化硼。
[0024]进一步的改进是，所述发射区的P型轻掺杂注入区的离子注入的注入剂量为1E13CM—2?9E14CM—2，注入能量为5KEV?40KEV，注入杂质为硼或氟化硼。
[0025]进一步的改进是，所述基区所覆盖的区域包括所述第一有源区以及和所述第一有源区相邻的第二有源区，在所述第二有源区的表面形成有第二导电类型重掺杂注入区，在该第二导电类型重掺杂注入区表面形成有金属硅化物，通过该金属硅化物和顶部的金属连接引出基极；所述集电区所覆盖的区域包括所述第一有源区、所述第二有源区以及和所述第二有源区相邻的第三有源区，在所述第三有源区中形成第一导电类型阱，在该第一导电类型阱的表面形成有第一导电类型重掺杂注入区，在该第一导电类型重掺杂注入区表面形成有金属硅化物，通过该第三金属硅化物和顶部的金属连接引出集电极。
[0026]本发明通过在发射区的重掺杂区的周侧设置轻掺杂区，能够在发射区的重掺杂区的周侧形成高阻环，高阻环产生的寄生电阻能在器件大电流工作时提供一负反馈效应，从而能抑制器件在大电流工作时由于正温度效应而产生的正反馈效应，从而能提升器件ICVC曲线的安全工作区。
【附图说明】
[0027]下面结合附图和【具体实施方式】对本发明作进一步详细的说明:
[0028]图1是现有B⑶工艺中纵向双极型晶体管的剖面结构图；
[0029]图2是现有B⑶工艺中纵向双极型晶体管的电流电压曲线；
[0030]图3是本发明实施例一 BCD工艺中纵向双极型晶体管的剖面结构图；
[0031]图4A-图4C是本发明实施例一的发射极寄生电阻的示意图；
[0032]图5A-图5C本发明实施例一 B⑶工艺中纵向双极型晶体管的制造过程中的剖面结构图。
【具体实施方式】
[0033]如图3所示，是本发明实施例一BCD工艺中纵向双极型晶体管的剖面结构图；本发明实施例一 BCD工艺中纵向双极型晶体管为NPN三极管，本发明实施例一 BCD工艺中纵向双极型晶体管形成在P型硅衬底I上，在所述硅衬底I中形成有N型埋层2和P型埋层3，在所述硅衬底I上形成有场氧4，由所述场氧4隔离出有源区；本发明实施例一中的所述场氧4采用浅沟槽场氧(STI)，在其它实施例中也能采用局部场氧(LOCOS)。
[0034]所述纵向双极型晶体管包括:
[0035]集电区5，由形成于所述硅衬底I上的N型深阱5组成。
[0036]基区6，由形成于所述N型深阱5中的P型阱6组成。
[0037]发射区，由形成于所述基区6表面的N型轻掺杂注入区即NLDD区8和N型重掺杂注入区即N+区7叠加而成，所述发射区的N型重掺杂注入区7的掺杂浓度大于N型轻掺杂注入区8的掺杂浓度。较佳为，所述发射区的面积为1X1微米2?50X50微米2。所述发射区的N型重掺杂注入区7的离子注入的注入剂量为1E15CM_2?5E15CM_2，注入能量为50KEV?60KEV，注入杂质为砷或磷。所述发射区的N型轻掺杂注入区8的离子注入的注入剂量为1E13CM-2?9E14CM-2，注入能量为2KEV?20KEV，注入杂质为砷或磷。
[0038]如虚线框15所围区域所示，所述发射区的N型轻掺杂注入区8覆盖一个所述有源区，令该有源区为第一有源区，所述发射区的N型重掺杂注入区7的覆盖在所述第一有源区的中心区域，在所述发射区的N型重掺杂注入区7的最外侧边缘和所述发射区的N型轻掺杂注入区8的最外侧边缘之间的区域形成由N型轻掺杂注入区8组成的高阻环；较佳为，所述高阻环的宽度大于O微米小于等于10微米。在所述发射区的表面形成有金属硅化物(未示出)；较佳