发明名称 半导体元件及其制造方法
摘要
申请公布号 TWI348217 申请公布日期 2011.09.01
申请号 TW093125243 申请日期 2004.08.20
申请人 飞思卡尔半导体公司 发明人 达瑞尔 希尔;马里安G 沙达卡;马可斯 雷
分类号 H01L29/739 主分类号 H01L29/739
代理机构 代理人 陈长文 台北市松山区敦化北路201号7楼
主权项 一种半导体组件,其包括:一半导体基板;一磊晶半导体层,其位于该半导体基板上方;一双极电晶体,其位于该磊晶半导体层内;以及一场效电晶体,其位于该磊晶半导体层内;其中:该场效电晶体的一开启电压小于该双极电晶体的射极-基极开启电压;该场效电晶体的一夹断电压大于0;该半导体基板具有一表面;一实质上平行于该半导体基板之该表面的方向系一水平方向;该磊晶半导体层之一第一部分形成该双极电晶体的一基极与该场效电晶体的一非金属闸极;以及该非金属闸极系为该场效电晶体之该唯一闸极;及该磊晶半导体层之该第一部分在该水平方向具有一实质上一致的掺杂浓度。如请求项1之半导体组件,其中:该磊晶半导体层之一第二部分形成该双极电晶体的一射极与该场效电晶体的一通道;以及该磊晶半导体层之该第二部分在该水平方向具有一实质上一致的掺杂浓度。如请求项1之半导体组件,其中:该磊晶半导体层包含一第一半导体层、一位于该第一半导体层上方的第二半导体层、一位于该第二半导体层上方的第三半导体层、一位于该第三半导体层上方的第四半导体层以及一位于该第四半导体层上方的第五半导体层;该第三半导体层形成该磊晶半导体层之该第一部分;该第一半导体层形成该双极电晶体的一次集极层;该第二半导体层形成该双极电晶体的一集极层;该第五半导体层之一部分形成该双极电晶体与该场效电晶体的一欧姆接点层;该第四半导体层包含:一下部半导体层,其系邻近该第三半导体层;一上部半导体层,其系邻近该第五半导体层;以及一中间半导体层,其系位于该下部半导体层与该上部半导体层之间;以及该下部半导体层、该中间半导体层及该上部半导体层之部分形成该双极电晶体的一作用区域,其中该下部半导体层、该中间半导体层及该上部半导体层之该等部分形成该场效电晶体的一通道。如请求项1之半导体组件,其中:该双极电晶体系一异质接面双极电晶体;以及该场效电晶体系一接面场效电晶体。一种半导体组件,其包括:一半导体基板;一磊晶半导体层,其位于该半导体基板上方;一异质接面双极电晶体,其至少部分形成于该磊晶半导体层内;以及一接面场效电晶体,其至少部分形成于该磊晶半导体层内;其中:该场效电晶体的一开启电压小于该双极电晶体的射极-基极开启电压;该场效电晶体的一夹断电压大于0;该磊晶半导体层包含:一第一半导体层,其位于该半导体基板上方;以及一第二半导体层,其位于该第一半导体层上方;该半导体基板具有一表面;一方向实质上平行于该半导体基板之该表面系一水平方向;该第一半导体层之一部分形成该异质接面双极电晶体的一基极与该接面场效电晶体的一非金属闸极;该非金属闸极系为该场效电晶体之该唯一闸极;及该第二半导体层之一部分形成该异质接面双极电晶体的一射极与该接面场效电晶体的一通道;该第一半导体层之该部分在该水平方向具有一实质上一致的掺杂浓度;以及该第二半导体层之该部分在该水平方向具有一实质上一致的掺杂浓度。如请求项5之半导体组件,其中:该磊晶半导体层进一步包含:一第三半导体层,其系位于该第一半导体层之下;一第四半导体层,其系位于该第三半导体层与该第一半导体层之间;以及一第五半导体层,其系位于该第二半导体层之上;该第三半导体层形成该异质接面双极电晶体的一次集极层;该第四半导体层形成该异质接面双极电晶体的一集极层;以及该第五半导体层之一部分形成该异质接面双极电晶体与该接面场效电晶体的一欧姆接点层,其中该第二半导体层包含:一下部半导体层,其系邻近该第一半导体层;一上部半导体层,其系位于该下部半导体层上方;以及一中间半导体层,其系位于该下部半导体层与该上部半导体层之间;该下部半导体层、该中间半导体层及该上部半导体层之部分形成该射极的一作用区域;以及该下部半导体层、该中间半导体层及该上部半导体层形成一异质接面结构,其中该下部半导体层、该中间半导体层及该上部半导体层之该等部分形成该接面场效电晶体的该通道,其中形成该作用区域的该下部半导体层之该等部分具有一掺杂浓度,该掺杂浓度在该水平方向系实质上类似于形成该通道的该下部半导体层之该等部分的该掺杂浓度;形成该作用区域的该中间半导体层之该等部分具有一掺杂浓度,该掺杂浓度在该水平方向系实质上类似于形成该通道的该中间半导体层之该等部分的该掺杂浓度;以及形成该作用区域的该上部半导体层之该等部分具有一掺杂浓度,该掺杂浓度在该水平方向系实质上类似于形成该通道的该上部半导体层之该等部分的该掺杂浓度。如请求项5之半导体组件,其中:该异质接面双极电晶体与该接面场效电晶体系一功率放大器偏压电路之部分。一种制造一半导体组件的方法,该方法包含:提供一半导体基板;于该半导体基板上方提供一磊晶半导体层;使用该磊晶半导体层之一第一部分形成一双极电晶体的一基极;以及使用该磊晶半导体层之该第一部分形成一场效电晶体的一闸极,其中:该磊晶半导体层之该第一部分在该水平方向具有一实质上一致的掺杂浓度;该场效电晶体的一开启电压小于该双极电晶体的射极-基极开启电压;该场效电晶体的一夹断电压大于0;以及该磊晶半导体层之一第一部分形成该双极电晶体的一基极与该场效电晶体的一非金属闸极;以及该非金属闸极系该场效电晶体之该唯一闸极。如请求项8之方法,其进一步包含:使用该磊晶半导体层之一第二部分形成该双极电晶体的一射极;以及使用该磊晶半导体层之该第二部分形成该场效电晶体的一通道。如请求项8之方法,其中:形成该双极电晶体包含形成一异质接面双极电晶体;以及形成该场效电晶体包含形成一接面场效电晶体。
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