專利名稱：雙極晶體管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明 主要涉及晶體管，更特定地，涉及擊穿電壓提高的雙極晶體管和其中的結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
在電場(chǎng)開始從原子撕扯電子之前，半導(dǎo)體材料具有其能夠承受的最大場(chǎng)強(qiáng)，因此導(dǎo)致?lián)舸?，使得材料變成?dǎo)電的，或許導(dǎo)致永久損壞。制備摻雜區(qū)域以形成半導(dǎo)體器件改變了電場(chǎng)梯度在材料中的存在形式，且可以改變擊穿電壓。非常需要降低出現(xiàn)的擊穿電壓的減小量。
發(fā)明概要根據(jù)本發(fā)明的方面，提供ー種雙極晶體管，其包括發(fā)射極區(qū)、基極區(qū)和集電極區(qū)，以及環(huán)繞該基極區(qū)的保護(hù)區(qū)。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種用于制備雙極晶體管的方法，包括形成發(fā)射極區(qū)、基極區(qū)和集電極區(qū)，以及形成環(huán)繞該基極區(qū)的保護(hù)區(qū)。因此，修改晶體管中的電場(chǎng)分布圖從而提高其擊穿電壓是可能的。在某些實(shí)施例中，可以在該保護(hù)區(qū)上設(shè)置導(dǎo)電層且使該導(dǎo)電層在該保護(hù)區(qū)上延伸越過(guò)該保護(hù)區(qū)。這可能引起耗盡層延伸鄰近該保護(hù)區(qū)以致減小該保護(hù)區(qū)附近的電場(chǎng)梯度。在某些實(shí)施例中，可以同時(shí)摻雜該保護(hù)區(qū)和基極區(qū)。


將參考附圖只示例性地進(jìn)ー步描述本發(fā)明，其中圖I是表示現(xiàn)有技術(shù)垂直制備的PNP雙極晶體管的示意剖面圖；圖2是不同工作條件下，晶體管的集電極電流與集電極電壓比值的對(duì)數(shù)坐標(biāo)圖，且顯示擊穿結(jié)果；圖3表示圖I所示的已經(jīng)理論上不導(dǎo)電的晶體管開始擊穿時(shí),該晶體管中的改變的電場(chǎng)梯度；圖4表示圖I所示的導(dǎo)通(導(dǎo)電)的晶體管開始擊穿時(shí)，該晶體管中的模擬電場(chǎng)梯度；圖5表示在比開始擊穿所需的集電極-基極電壓僅小幾伏特的集電極-基極電壓下導(dǎo)通時(shí)的圖4的晶體管；圖6示出根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的晶體管的示意剖面圖；圖7示出在集電極關(guān)于基極結(jié)保持在-80伏特下的圖6的晶體管中的模擬電場(chǎng)梯度；圖8是示出不同保護(hù)環(huán)-基極間隔的保護(hù)環(huán)電壓與集電極電壓的曲線圖9以示意剖面圖示出根據(jù)本發(fā)明的另外的實(shí)施例的晶體管，也示意性示出該晶體管中的電場(chǎng)等位線；圖10示出與圖9所示的晶體管相同但環(huán)包括場(chǎng)板的晶體管中的電勢(shì)；圖11是圖I的現(xiàn)有技術(shù)晶體管的平面視圖；以及圖12是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的晶體管的平面視圖。
具體實(shí)施例方式以下的詳細(xì)描述著カ于本發(fā)明的某些特定實(shí)施例。然而，本發(fā)明可以許多不同的方式實(shí)施。應(yīng)當(dāng)顯而易見的是，這些情況能以各種形式實(shí)施，且這里公開的任特定結(jié)構(gòu)、功能或兩者僅是代表性的?；谶@里的教導(dǎo)，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該意識(shí)到，這里公開的ー種情況可以獨(dú)立于任何其他情況實(shí)施，且這些情況的兩種或更多種可以各種方式結(jié)合。例如，可以采用這里闡明的任意數(shù)量的情況實(shí)現(xiàn)ー種裝置或執(zhí)行ー種方法。此外，可以采用其他結(jié)構(gòu)、功能，或者采用除這里闡明的一種或更多種情況的外的結(jié)構(gòu)和功能或不同于這里闡明的一種或更多種情況的結(jié)構(gòu)和功能，實(shí)現(xiàn)這種裝置或執(zhí)行這種方法。這里使用的相關(guān)術(shù)語(yǔ)如“上”、“下”等等是指部件在附圖中的朝向，且應(yīng)被相應(yīng)地解釋。圖I說(shuō)明典型的雙極晶體管的布圖。例如，該晶體管可以是PNP晶體管。技術(shù)人員會(huì)意識(shí)到，這里公開的教導(dǎo)也適用于NPN雙極晶體管。圖I所示的布置是垂直制備的PNP晶體管。該晶體管2形成于襯底10上，其可以是半導(dǎo)體載體晶片。該襯底10可以承載大量晶體管，各晶體管應(yīng)相互隔離。如本領(lǐng)域技術(shù)人員所知道的，這可以通過(guò)提供摻雜的半導(dǎo)體阱并且形成反向偏置結(jié)來(lái)實(shí)現(xiàn)。然而，存在更新的技術(shù)如絕緣體上硅(SOI)制備，其中個(gè)體器件可以構(gòu)造于絕緣層12上并被側(cè)壁14圍繞，絕緣層12可以包括ニ氧化硅，側(cè)壁14也可以包括ニ氧化硅。該晶體管2包括作為該雙極晶體管的集電極的P型層20。如果該器件作為分離部件提供，層10和12可以省略且該P(yáng)型層20可以具有附著到其下表面的鍵合墊。然而，當(dāng)該晶體管2被制備于集成電路中吋，則該P(yáng)型層20通過(guò)P型區(qū)域22被連接至器件的上表面。該P(yáng)型層20和P型區(qū)域22可以被相對(duì)重地?fù)诫s，在某些命名法中可以描述為P+，其中“ + ”表示重或增強(qiáng)的摻雜水平。金屬接觸24在P型區(qū)域22 (多個(gè))表面處形成電流連接以形成集電極端子。由于接觸24附近的電流密度非常高，可以提供非常高摻雜的P型半導(dǎo)體區(qū)域26以降低接觸電阻。在該P(yáng)型層20上是較輕重?fù)诫s的P型區(qū)域30。有時(shí)，這被叫做F，其中“-”符號(hào)表示輕或降低的摻雜強(qiáng)度。典型地，摻雜濃度比該P(yáng)型層20小100至1000倍，但是在該范圍外的值也是可以接受的。在該P(yáng)型區(qū)域30上是N型區(qū)域40，其形成該晶體管2的基板。P型島區(qū)域50形成于該N型區(qū)域40中，從而形成器件的發(fā)射扱。金屬接觸42提供于該基極區(qū)40上以作為基極端子，增強(qiáng)的N型摻雜區(qū)域44可以被提供在基極端子下，以通過(guò)提供更低的接觸阻抗來(lái)促進(jìn)電流流動(dòng)。通常，本領(lǐng)域技術(shù)人員描述該晶體管為具有本征部分和非本征部分。該本征部分位于該基極區(qū)之下，一般在區(qū)域60中。非本征部分為器件的其余部分。
對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員，眾所周知的是，當(dāng)P型和N型半導(dǎo)體材料接觸吋，P型材料中的空穴趨向于擴(kuò)散進(jìn)入N型材料，而N型材料中的電子趨向于擴(kuò)散進(jìn)入P型材料。該擴(kuò)散打破電荷中性而在結(jié)處建立靜電勢(shì)，這進(jìn)而產(chǎn)生ー個(gè)大部分載流子被除去的區(qū)域，稱為耗盡層。該耗盡層具有比周圍半導(dǎo)體更高的電阻率，因此，晶體管中最強(qiáng)的電場(chǎng)出現(xiàn)在不同類型半導(dǎo)體的邊界處或該邊界附近。如先前所解釋的，エ藝參數(shù)影響擊穿電壓。這些參數(shù)包括摻雜濃度和摻雜劑滲透到半導(dǎo)體材料的距離。一種エ藝，例如用于生產(chǎn)適于工作在額定電壓如36V的器件的エ藝，可以導(dǎo)致具有大概兩倍于額定工作電壓如約70V的擊穿電壓的晶體管。到此為止，討論的擊穿似乎是單個(gè)過(guò)程，但事實(shí)上擊穿可以不同方式以及在不同工作條件下發(fā)生。器件例如可以是導(dǎo)通的，在集電極和發(fā)射極之間通過(guò)電流，在這種工作模式中導(dǎo)致?lián)舸┑臋C(jī)制可以由不同于器件在非導(dǎo)電(“關(guān)斷”)時(shí)導(dǎo)致?lián)舸┑臋C(jī)制。圖2示出示例PNP晶體管在其集電極與發(fā)射極端子間的電壓差從O至接近-70伏 特改變時(shí)測(cè)試的擊穿電流的測(cè)量結(jié)果。對(duì)于測(cè)量結(jié)果“Bvces”，器件是關(guān)斷的，基極隨同發(fā)射極被保持為0V。集電極電壓從O伏特掠過(guò)并朝負(fù)方向増大。對(duì)于測(cè)量結(jié)果“ Bvceo ”，器件是導(dǎo)通的，名義上基極開路，但實(shí)際上電流吸收器控制基極電流在非常小的預(yù)定值?？梢钥闯?，在測(cè)試器件中，兩個(gè)擊穿電壓是相同的。這表明在兩個(gè)擊穿事件中牽涉相同的現(xiàn)象。本發(fā)明人進(jìn)ー步研究并建立了該晶體管的計(jì)算機(jī)模擬。圖3更詳細(xì)地示出了圖I所示晶體管的一部分，特別聚焦于器件表面附近的區(qū)域，包括發(fā)射極區(qū)、基極區(qū)和集電極區(qū)。還示出了象征性的器件結(jié)構(gòu)，也示出了電場(chǎng)梯度。盡管已示出器件結(jié)構(gòu)，如基極和集電極，被良好地確定界限，但應(yīng)該意識(shí)到，在制備過(guò)程中，在其他摻雜エ藝時(shí)進(jìn)行的離子注入エ藝典型地從該器件的表面之上發(fā)生，因此摻雜劑濃度典型地在表面附近較大并隨著進(jìn)入晶片的深度增加而自然地減小。注入之后，在加熱晶片的位置進(jìn)行擴(kuò)散涉驟。這使得摻雜劑散布，幫助抹除摻雜劑濃度的局部不連續(xù)。然而，擴(kuò)散在所有方向上發(fā)生，因此圖I的基極區(qū)與P型區(qū)域30之間的理論上尖的輪廓變成更光滑的濃度變化，因此該晶體管在這些區(qū)域間沒(méi)有尖鋭邊界。也應(yīng)注意到，在不同摻雜材料間的結(jié)附近的更高的摻雜劑濃度意味著耗盡區(qū)更小，因此，不同區(qū)域間的任何電壓差在更小距離兩端下降，因而靜電場(chǎng)梯度更高。假定注入通常從上方發(fā)生，隨后最高電場(chǎng)梯度趨向于位于晶體管表面附近——即使此后進(jìn)行熱擴(kuò)散步驟。另外，由靜電理論知道，電場(chǎng)梯度在曲面周圍増大?；鶚O層的形成導(dǎo)致產(chǎn)生如下結(jié)構(gòu)，其具有理論上平坦的底表面(這可以被認(rèn)為是具有無(wú)限半徑的圓柱體的一部分)，該底表面具有彎曲邊緣，其可以被認(rèn)為是具有與擴(kuò)散距離相同的半徑的圓柱體。因此，基極區(qū)邊緣的曲率導(dǎo)致電場(chǎng)強(qiáng)度増大。圖3示出了器件的一小部分，代表遭受擊穿的第一部分，該擊穿發(fā)生在鄰近基極區(qū)40邊緣的區(qū)域100。這個(gè)界面標(biāo)記了基極區(qū)40與集電極之間的界面，稱為基板-集電極結(jié)，此處電場(chǎng)梯度可超過(guò)5 X IO5伏特每米。被虛線106圍繞的區(qū)域104具有的電場(chǎng)梯度可大于4X IO5伏特每米。被虛線112界定的區(qū)域110具有的電場(chǎng)梯度可在3 X IO5伏特每米和4X105伏特每米之間。
圖3也示出了在集電極結(jié)構(gòu)周圍的耗盡區(qū)121的邊緣120。該耗盡區(qū)域121已朝基極區(qū)40延伸。因此，在其上基極至集電極的電壓差下降的距離被減小了，再次促使局域化電場(chǎng)梯度的增加。高的電場(chǎng)梯度引起區(qū)域100中的雪崩擊穿，載流子(這里為電子)被掃向并注入基極區(qū)40。這些載流子像信號(hào)一樣導(dǎo)通器件，如果器件中的電流不被外部因素限制，那么集電極電流將增大直至器件被損壞。圖4與圖3類似，但示出了當(dāng)基極通過(guò)控制電流時(shí)器件內(nèi)的模擬電場(chǎng)梯度。與圖3 一祥，擊穿隨基極-集電極結(jié)處的器件表面附近的高電場(chǎng)勢(shì)區(qū)域100的產(chǎn)生而發(fā)生。如圖5所示，模擬也示出了，當(dāng)器件導(dǎo)通但僅處于擊穿開始之下幾伏特時(shí)，極高的電場(chǎng)梯度(即，區(qū)域100)消失于基極區(qū)的轉(zhuǎn)角。根據(jù)優(yōu)選實(shí)施例，可通過(guò)在該雙極晶體管中制備附加結(jié)構(gòu)來(lái)降低建立在基極區(qū)轉(zhuǎn)角處的極高電場(chǎng)梯度。如圖6所示，在環(huán)繞基極區(qū)40的器件表面區(qū)域制造保護(hù)區(qū)200。當(dāng)從該晶體管上方觀看時(shí)，該保護(hù)區(qū)200圍繞基極區(qū)40，因此也可被稱為保護(hù)環(huán)。然而，本文中的“環(huán)”僅表示封閉的圈狀結(jié)構(gòu)，而不必指圓形形狀。例如，可使用矩形圏。也示出了場(chǎng)隔離層210，其一般制備于半導(dǎo)體表面，如本領(lǐng)域技術(shù)人員眾所周知的那樣。在示例性實(shí)施例中，部分場(chǎng)隔離層210使基極區(qū)40與保護(hù)區(qū)200絕緣。然后在器件表面上沉積最終的鈍化或絕緣層，如ニ氧化硅，僅金屬接觸延伸穿過(guò)該層。這種隔離是器件制備中的標(biāo)準(zhǔn)特征，無(wú)需進(jìn)ー步描述。與圖I中一祥，圖6的集電極區(qū)20和發(fā)射極區(qū)50均被摻雜為P型半導(dǎo)體材料。仍如圖1，圖6的基極區(qū)40和保護(hù)區(qū)200被摻雜為N型半導(dǎo)體材料。因此，集電極20和發(fā)射極50具有ー種導(dǎo)電類型，而基極區(qū)40和保護(hù)區(qū)200具有另ー種相反的導(dǎo)電類型。本領(lǐng)域技術(shù)人員會(huì)意識(shí)到，在其他實(shí)施例中，摻雜劑類型可以顛倒，即基極區(qū)40和保護(hù)區(qū)200可被摻雜為P型半導(dǎo)體材料而集電極區(qū)20和發(fā)射極區(qū)50可被摻雜為N型半導(dǎo)體材料。以相同導(dǎo)電類型的材料形成保護(hù)層200和基極區(qū)40兩者會(huì)是有利的。有利地，保護(hù)區(qū)200可與基極區(qū)40同時(shí)被注入。結(jié)果，形成保護(hù)區(qū)200不會(huì)招致任何額外的エ藝步驟，且可使用與形成基極區(qū)40相同的摻雜掩摸。因此，保護(hù)層200和基極區(qū)40具有相同的導(dǎo)電類型，盡管不同的幾何形狀可能導(dǎo)致稍微不同程度的擴(kuò)散，但是會(huì)在這些區(qū)域中具有相同的最大摻雜劑濃度。保護(hù)區(qū)200具有加寬形成在基極40與集電極20之間的PN結(jié)的邊緣周圍的空間電荷區(qū)的作用。另外，保護(hù)區(qū)200不連接到任何接觸。這使得其對(duì)于基極電壓和集電極電壓的中間電壓浮置。這進(jìn)而意味著，因?yàn)榛?集電極電壓在晶體管中更大距離上下降，因此電場(chǎng)梯度降低。不存在保護(hù)區(qū)時(shí)，在正好小于導(dǎo)致?lián)舸┌l(fā)生所需的電壓的電壓情況下，耗盡層會(huì)從基板-集電極延伸距離d。當(dāng)保護(hù)區(qū)200被注入時(shí)，其可以被定位為在完成的晶體管中，該保護(hù)區(qū)200的邊緣與基極-集電極結(jié)隔離開小于距離d的距離。在某些實(shí)施例中，可在基極區(qū)40和集電極區(qū)20之間包括另外的中間區(qū)。在圖6 中，這個(gè)中間區(qū)是較輕的重?fù)诫sP型區(qū)30。典型地，P型區(qū)30的摻雜濃度從比集電極區(qū)20輕的重?fù)诫s變化到完全不摻雜，另稱為本征半導(dǎo)體。圖7更詳細(xì)地示出了圖6的器件的橫向區(qū)域250。圖7也示出了基極40和發(fā)射極50保持在OV且集電極保持在-80V的器件中的等電位線。
在這個(gè)示例中，已經(jīng)形成了保護(hù)區(qū)200，以致其對(duì)于基極電壓與集電極電壓之間的大約一半的電壓浮置。通過(guò)這樣做，降低了基極區(qū)40邊緣的電場(chǎng)梯度。這意味著在電場(chǎng)梯度變得足夠大以導(dǎo)致雪崩擊穿發(fā)生之前，可在集電極20與基極40之間施加更高的電壓。包含保護(hù)區(qū)200改變了晶體管2中的電勢(shì)梯度。等電位線以及它們的電壓示意性被包括在圖7中。與基極區(qū)40的其他部分周圍的梯度相比，在區(qū)域270中的晶體管表面處，基極區(qū)40的邊緣仍經(jīng)受比較高的電場(chǎng)梯度。然而，電場(chǎng)梯度被有效地降低了，從而電場(chǎng)梯度不會(huì)引起驅(qū)使擊穿過(guò)程的碰撞電離，即使在這個(gè)示例中集電極電壓為-80伏持，這對(duì)于省略保護(hù)區(qū)的相同器件(如圖3所示)來(lái)說(shuō)超過(guò)了擊穿電壓，如圖2所示?？梢?，壓降的第二區(qū)域發(fā)生在面朝P型材料區(qū)域22的邊緣處的區(qū)域280中的器件表面處，P型材料區(qū)域22電連接集電極層20且將集電極層20帶至器件的該表面。考慮該保護(hù)區(qū)200的作用的ー種方式是認(rèn)為它在基極40周圍展開耗盡層，有效增大其曲率半徑，因此降低因曲率增強(qiáng)的電場(chǎng)梯度。
本發(fā)明人研究了保護(hù)區(qū)200與基極40之間不同間隔的影響。研究結(jié)果示于圖8中。研究了保護(hù)區(qū)與基極間隔距離(熱擴(kuò)散之前)為4，5，6和7微米(μ m)的效果。隨著集電極電壓從O伏特掃掠至器件擊穿電壓，測(cè)量該保護(hù)區(qū)的電壓。實(shí)驗(yàn)中的保護(hù)區(qū)為3 μ m寬，并從限定基極區(qū)注入位置的掩?？走吘壷料薅ūＷo(hù)區(qū)注入位置的最近的掩?？走吘墱y(cè)量間隔距離。假如保護(hù)環(huán)的寬度足夠?qū)捠沟闷浔豢煽康匦纬?，那么該寬度不是特別重
要，O可見，當(dāng)該保護(hù)區(qū)200相對(duì)接近集電極(較小間隔如4 μ m)吋，很小的集電極電壓被傳輸至該保護(hù)區(qū)，從而基極邊緣的電場(chǎng)梯度沒(méi)有顯著地降低。因此對(duì)于4 μ m的保護(hù)區(qū)，當(dāng)集電極處于-50V吋，該保護(hù)區(qū)僅為約-8V左右，所以基極集電極電壓大部分降在該保護(hù)區(qū)200與基極40之間的其余距離(> 4 μ m)上。隨著該保護(hù)區(qū)到基極的距離增加，該保護(hù)區(qū)對(duì)于更大比例的集電極電壓浮置，所以，例如集電極電壓在-50伏特，該5 μ m間隔的保護(hù)區(qū)為約-30V左右，而該6 μ m和7 μ m間隔保護(hù)區(qū)大約在-44V。這仿佛暗示，對(duì)于該器件，保護(hù)區(qū)優(yōu)選距集電極的距離在4 μ m和5 μ m之間。然而，保護(hù)區(qū)的寬度也影響器件的工作。每條線末端的圓形標(biāo)記了擊穿開始。參考圖9，在一個(gè)實(shí)施例中，可以通過(guò)在保護(hù)區(qū)上方但與保護(hù)區(qū)絕緣地設(shè)置從保護(hù)區(qū)到集電極接觸延伸某一距離的金屬導(dǎo)體290來(lái)實(shí)現(xiàn)擊穿電壓的増大。當(dāng)可以被認(rèn)為是場(chǎng)板的這樣金屬層被連接至基極端子吋，導(dǎo)致該保護(hù)區(qū)200周圍的N型半導(dǎo)體的耗盡橫向延伸。這進(jìn)而降低該耗盡層的曲率半徑，從而導(dǎo)致該保護(hù)區(qū)邊緣的電場(chǎng)梯度進(jìn)ー步降低。這意味著，該保護(hù)區(qū)可以被定位為在沒(méi)有導(dǎo)體時(shí)其將會(huì)具有發(fā)生在其朝向該集電極連接22的邊緣處的擊穿。通過(guò)延伸該耗盡層，該場(chǎng)板于是用于降低該邊緣處的電場(chǎng)梯度。這導(dǎo)致?lián)舸╇妷旱倪M(jìn)一歩増大。圖9以線300、300a和300b示意性地說(shuō)明電場(chǎng)梯度的降低，線300、300a和300b描繪出區(qū)域302、302a和302b的邊界，對(duì)于具有金屬性場(chǎng)板290的器件，區(qū)域302、302a和302b具有例如來(lái)自較小電場(chǎng)梯度區(qū)域的大約SXlO5Vnr1的電場(chǎng)梯度，盡管如剖面圖中顯示為兩塊板，事實(shí)上，金屬性場(chǎng)板290是在布置圖平面的上方和下方連接在一起的單個(gè)結(jié)構(gòu)，從而使得它處于同電位，如電連接294所示意表示的。將理解，區(qū)域302、302b也代表單個(gè)環(huán)形區(qū)域。圖10示意性示出了對(duì)于與圖9所示相同但省略場(chǎng)板290的器件的電場(chǎng)梯度。與圖9所示的等效器件相比，圖10示出了邊界300未延伸進(jìn)入的區(qū)域305。因此，與具有場(chǎng)板290的器件相比，在沒(méi)有場(chǎng)板290的器件中，在該保護(hù)區(qū)200的邊緣周圍電場(chǎng)梯度更高。這說(shuō)明在圖9所示的晶體管中，該場(chǎng)板導(dǎo)致耗盡層擴(kuò)展。圖11示出了圖I的示例性現(xiàn)有技術(shù)晶體管的平面視圖。該晶體管2是形成于集成電路320中的許多晶體管中的ー個(gè)。金屬軌跡322、324和326代表更高的金屬化圖案，其制成互連至該晶體管的發(fā)射極區(qū)、基極區(qū)和集電極區(qū)并以劃線示出。圖12示出了如何通過(guò)包括在該晶體管表面處與基極區(qū)40間隔開且環(huán)繞或圍繞該基極區(qū)40的保護(hù)區(qū)200來(lái)改變圖11的器件。該改變使得該晶體管2能夠被制備為具有增大的擊穿電壓，而不需任何超越改變掩模的エ藝變化。該保護(hù)區(qū)200可以在注入基極40的同一處理步驟中被注入。場(chǎng)板可以在形成電路表面上的互連的同一金屬化步驟中形成。該 場(chǎng)板也可以用于保證該集成電路的制備者不在該晶體管中的關(guān)鍵結(jié)之上放置任何其他的電壓未知的導(dǎo)體。這可以避免在該晶體管中引入另外的未知電場(chǎng)。因此提供改善的晶體管是可行的。
應(yīng)用可以在各種電子設(shè)備中實(shí)施這里描述的晶體管。電子設(shè)備的例子可以包括高速信號(hào)處理芯片、功率調(diào)整器、存儲(chǔ)芯片、存儲(chǔ)模塊、光學(xué)網(wǎng)絡(luò)電路或其他通信網(wǎng)絡(luò)，以及盤驅(qū)動(dòng)電路。其中可以結(jié)合這些電子設(shè)備的產(chǎn)品包括但不限于消費(fèi)電子產(chǎn)品及其零部件、電子測(cè)試設(shè)備等。上述消費(fèi)電子產(chǎn)品可包括但不限于移動(dòng)電話、網(wǎng)絡(luò)基站、電話、電視機(jī)、計(jì)算機(jī)監(jiān)控器、計(jì)算機(jī)、掌上電腦、個(gè)人數(shù)字助理(PDA)、微波、電冰箱、立體聲系統(tǒng)、盒式錄音機(jī)或播放器、DVD播放器、CD播放器、VCR, MP3播放器、收音機(jī)、可攜式攝像機(jī)、照相機(jī)、數(shù)字照相機(jī)、便攜式存儲(chǔ)芯片、洗衣機(jī)、干衣機(jī)、洗衣/干衣機(jī)、復(fù)印機(jī)、傳真機(jī)、掃描儀、多功能外圍設(shè)備、手表、時(shí)鐘等。另外，電子器件可包括未完成的產(chǎn)品。盡管本發(fā)明已經(jīng)描述了特定的實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)顯而易見的其他實(shí)施例也在本發(fā)明的范圍內(nèi)，這些其他實(shí)施例包括沒(méi)有提供這里提出的全部特征和優(yōu)點(diǎn)的實(shí)施例。而且，以上描述的各種實(shí)施例可結(jié)合以提供進(jìn)ー步的實(shí)施例。另外，在實(shí)施例的上下文中示出了的某些特征也可以被結(jié)合到其他實(shí)施例中。因此，本發(fā)明的范圍僅參考附加的權(quán)利要求來(lái)限定。
權(quán)利要求
1.一種裝置，包括雙極晶體管，所述雙極晶體管包括發(fā)射極區(qū)、基極區(qū)和集電極區(qū)，以及環(huán)繞所述基極區(qū)的保護(hù)區(qū)。
2.如權(quán)利要求I的裝置，進(jìn)一步包括場(chǎng)板，所述場(chǎng)板布置在所述保護(hù)區(qū)之上并延伸越過(guò)所述保護(hù)區(qū)的邊緣。
3.如權(quán)利要求I的裝置，其中所述雙極晶體管是垂直形成的晶體管，從而使得所述集電極區(qū)在所述基極區(qū)之下延伸。
4.如權(quán)利要求3的裝置，其中連接區(qū)域從所述集電極區(qū)延伸至所述垂直晶體管的表面，從而能夠制得從所述垂直晶體管的所述表面至所述集電極區(qū)的電接觸。
5.如權(quán)利要求I的裝置，其中所述雙極晶體管形成于由絕緣體界定的阱中。
6.如權(quán)利要求5的裝置，其中所述絕緣體是二氧化硅。
7.如權(quán)利要求I的裝置，其中所述發(fā)射極區(qū)和集電極區(qū)被摻雜以形成具有第一導(dǎo)電類型的區(qū)域，且所述基極區(qū)和所述保護(hù)區(qū)被摻雜以形成具有與所述第一類型相反的第二導(dǎo)電類型的區(qū)域。
8.如權(quán)利要求7的裝置，其中具有所述第一類型的區(qū)域是P型半導(dǎo)體且具有所述第二類型的區(qū)域是N型半導(dǎo)體。
9.如權(quán)利要求7的裝置，其中所述第一類型是N型半導(dǎo)體且所述第二類型是P型半導(dǎo)體。
10.如權(quán)利要求I的裝置，進(jìn)一步包括在所述基極區(qū)和所述集電極區(qū)中間的另外的半導(dǎo)體材料區(qū)域，其中所述另外的區(qū)域的摻雜濃度的范圍是比所述集電極區(qū)的重?fù)诫s輕的重?fù)诫s。
11.如權(quán)利要求I的裝置，其中所述保護(hù)區(qū)的邊緣距所述基極區(qū)的邊緣4μ m至6 μ m之間。
12.如權(quán)利要求11的裝置，其中所述保護(hù)區(qū)實(shí)質(zhì)上為3μπι寬。
13.一種制備雙極晶體管的方法，包括 形成發(fā)射極區(qū)、基極區(qū)和集電極區(qū)；以及 形成環(huán)繞所述基極區(qū)的保護(hù)區(qū)。
14.如權(quán)利要求13的方法，進(jìn)一步包括建立場(chǎng)板，所述場(chǎng)板布置在所述保護(hù)區(qū)上并延伸越過(guò)所述保護(hù)區(qū)的邊緣。
15.如權(quán)利要求13的方法，其中形成所述發(fā)射極區(qū)、所述基極區(qū)和所述集電極區(qū)包括在所述基極區(qū)之下建立所述集電極區(qū)以限定垂直晶體管。
16.如權(quán)利要求13的方法，進(jìn)一步包括從所述集電極區(qū)至所述垂直晶體管的表面延伸連接區(qū)域，從而能夠制得從所述垂直晶體管的所述表面至所述集電極區(qū)的電接觸。
17.如權(quán)利要求13的方法，其中形成所述發(fā)射極區(qū)、所述基極區(qū)和所述集電極區(qū)包括在由絕緣體界定的阱中提供所述區(qū)域。
18.如權(quán)利要求13的方法，其中形成所述保護(hù)區(qū)包括通過(guò)一個(gè)掩模同時(shí)摻雜所述保護(hù)區(qū)和所述基極區(qū)。
全文摘要
一種雙極晶體管，其包括發(fā)射極區(qū)(50)、基極區(qū)(40)和集電極區(qū)(20)以及與該基極區(qū)(40)間隔開并環(huán)繞該基極區(qū)(40)的保護(hù)區(qū)(200)。可以通過(guò)使用同摻雜掩模來(lái)形成該基極區(qū)(40)和該保護(hù)區(qū)(200)，在晶體管工作時(shí)，該保護(hù)區(qū)(200)可以用于擴(kuò)展耗盡層。
文檔編號(hào)H01L29/40GK102668087SQ201080049791
公開日2012年9月12日 申請(qǐng)日期2010年11月1日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月2日
發(fā)明者A·D·貝因, A·M·德格納恩, B·P·斯坦森, D·F·鮑爾斯, M·T·鄧巴, P·M·達(dá)利, P·M·邁克古尼斯, W·A·拉尼 申請(qǐng)人:美國(guó)亞德諾半導(dǎo)體公司