发明名称 半导体装置及其制造方法
摘要 一种根据本发明时半导体装置,系包含具有第一导电型式且含有呈规则配置结构的规则结构层。该规则结构层系形成于具有第一导电型式而连接到各集极电极上的集极接触层之上。具有第一导电型式的补偿层系形成于该规则结构层上。具有第一导电型式的集极层系形成于该补偿层上。基极层系形成于该集极层上且系连接到各基极电极之上。射极层系形成于该基极电极上且系连接到某一射极电极之上。该半导体装置会减小其集极电阻且因此改良其可靠度。
申请公布号 TW529076 申请公布日期 2003.04.21
申请号 TW091103558 申请日期 2002.02.27
申请人 NEC化合物元件股份有限公司 发明人 东晃司;三好阳介;播磨史生;田能村昌宏;秀德
分类号 H01L21/00 主分类号 H01L21/00
代理机构 代理人 何金涂 台北市大安区敦化南路二段七十七号八楼;何秋远 台北市大安区敦化南路二段七十七号八楼
主权项 1.一种半导体装置,系包括:规则结构层,系具有第一导电型式且含有呈规则配置结构,该规则结构层系形成于具有第一导电型式而连接到各集极电极上的集极接触层之上;补偿层,系具有第一导电型式而形成于该规则结构层上;集极层,系具有第一导电型式而形成于该补偿层上;基极层,系形成于该集极层上且系连接到各基极电极之上;射极层,系形成于该基极电极上且系连接到某一射极电极之上。2.如申请专利范围第1项之半导体装置,其中该缓冲层具有31018cm-3或更高的载子浓度。3.如申请专利范围第2项之半导体装置,其中该缓冲层具有10奈米或更小的厚度。4.如申请专利范围第3项之半导体装置,其中该规则结构层系包括一磷化镓铟层。5.如申请专利范围第4项之半导体装置,其中假定系将该规则结构层表为InxGa1-xP,然后使x落在0.47≦x≦0.52的范围内。6.如申请专利范围第5项之半导体装置,其中该规则结构层具有从1.83eV到1.88eV的能带缝隙。7.如申请专利范围第2项之半导体装置,其中该规则结构层系包括一磷化镓铟层。8.如申请专利范围第7项之半导体装置,其中假定系将该规则结构层表为InxGa1-xP,然后使x落在0.47≦x≦0.52的范围内。9.如申请专利范围第8项之半导体装置,其中该规则结构层具有从1.83 eV到1.88eV的能带缝隙。10.如申请专利范围第1项之半导体装置,其中系将各集极电极连接到该规则结构层以及该集极接触层上。11.如申请专利范围第10项之牛导体装置,其中该规则结构层系包括一磷化镓铟层。12.如申请专利范围第11项之半导体装置,其中假定系将该规则结构层表为InxGa1-xP,然后使x落在0.47≦x≦0.52的范围内。13.如申请专利范围第12项之半导体装置,其中该规则结构层具有从1.83 eV到1.88eV的能带缝隙。14.如申请专利范围第1项之半导体装置,其中该规则结构层系包括一磷化镓铟层。15.如申请专利范围第14项之半导体装置,其中假定系将该规则结构层表为InxGa1-xP,然后使x落在0.47≦x≦0.52的范围内。16.如申请专利范围第15项之半导体装置,其中该规则结构层具有从1.83 eV到1.88eV的能带缝隙。17.一种半导体装置,系包括:补偿层,系具有第一导电型式而形成于具有第一导电型式而连接到各集极电极上的集极接触层上;规则结构层,系具有第一导电型式而形成于该补偿层内且含有呈规则配置结构;集极层,系具有第一导电型式而形成于该补偿层上;基极层,系形成于该集极层上且系连接到各基极电极之上;射极层,系形成于该基极电极上且系连接到某一射极电极之上。18.如申请专利范围第17项之半导体装置,其中该缓冲层具有10奈米或更小的厚度。19.如申请专利范围第18项之半导体装置,其中该规则结构层系包括一磷化镓铟层。20.如申请专利范围第19项之半导体装置,其中假定系将该规则结构层表为InxGa1-xP,然后使x落在0.47≦x≦0.52的范围内。21.如申请专利范围第20项之半导体装置,其中该规则结构层具有从1.83 eV到1.88eV的能带缝隙。22.如申请专利范围第17项之半导体装置,其中该缓冲层具有21018cm-3 ,或更高的载子浓度。23.如申请专利范围第22项之半导体装置,其中该规则结构层系包括一磷化镓铟层。24.如申请专利范围第23项之半导体装置,其中假定系将该规则结构层表为InxGa1-xP,然后使x落在0.47≦x≦0.52的范围内。25.如申请专利范围第24项之半导体装置,其中该规则结构层具有从1.83 eV到1.88eV的能带缝隙。26.如申请专利范围第17项之半导体装置,其中系将各集极电极连接到该规则结构层以及该集极接触层上。27.如申请专利范围第26项之半导体装置,其中该规则结构层系包括一磷化镓铟层。28.如申请专利范围第27项之半导体装置,其中假定系将该规则结构层表为InxGa1-xP,然后使x落在0.47≦x≦0.52的范围内。29.如申请专利范围第28项之半导体装置,其中该规则结构层具有从1.83eV到1.88eV的能带缝隙。30.如申请专利范围第17项之半导体装置,其中该规则结构层系包括一磷化镓铟层。31.如申请专利范围第30项之半导体装置,其中假定系将该规则结构层表为InxGa1-xP,然后使x落在0.47≦x≦0.52的范围内。32.如申请专利范围第31项之半导体装置,其中该规则结构层具有从1.83eV到1.88eV的能带缝隙。33.一种半导体装置的制造方法,系包括下列步骤:(a)将具有第一导电型式且含有呈规则配置结构的规则结构层形成于具有第一导电型式的集极接触层之上;(b)将具有第一导电型式的补偿层形成于该规则结构层上;(c)将具有第一导电型式的集极层形成于该补偿层上;以及(d)形成连接到该集极接触层上的各集极电极。34.如申请专利范围第33项之方法,其中该步骤(d)系包括下列步骤:(e)将部分集极层及部分补偿层蚀刻掉且因此露出该规则结构层;(f)将已露出的规则结构层蚀刻掉且因此露出该集极接触层;以及(g)将各集极电极形成于所露出的集极接触层上。35.如申请专利范围第34项之方法,其中该规则结构层系扮演着蚀刻停驻层的角色。36.如申请专利范围第35项之方法,也包括下列步骤:(k)将具有第二导电型式的基极层形成于该集极层上;(l)将具有第一导电型式的射极层形成于该基极层上;(m)将具有第一导电型式的射极顶盖层形成于该射极层上;以及(n)形成连接到该射极顶盖层上的射极电极。37.如申请专利范围第36项之方法,也包括形成连接到该基极层上之各基极电极的步骤(o)。38.如申请专利范围第37项之方法,其中该步骤(o)也包括下列步骤:(p)形成从该射极层表面延伸到该基极层表面的各孔洞;以及(q)形成落在各孔洞内的基极电极。39.如申请专利范围第34项之方法,也包括下列步骤:(k)将具有第二导电型式的基极层形成于该集极层上;(l)将具有第一导电型式的射极层形成于该基极层上;(m)将具有第一导电型式的射极顶盖层形成于该射极层上;以及(n)形成连接到该射极顶盖层上的射极电极。40.如申请专利范围第39项之方法,也包括形成连接到该基极层上之各基极电极的步骤(o)。41.如申请专利范围第40项之方法,其中该步骤(o)也包括下列步骤:(p)形成从该射极层表面延伸到该基极层表面的各孔洞;以及(q)形成落在各孔洞内的基极电极。42.如申请专利范围第33项之方法,其中该步骤(d)系包括下列步骤:(h)将部分集极层及部分补偿层蚀刻掉且因此露出该规则结构层;(i)将各集极部分形成于所露出的该规则结构层上;以及(j)对各集极部分进行烧结,使得各集极部分到达该集极接触层且形成各集极电极。43.如申请专利范围第42项之方法,其中该规则结构层系扮演着蚀刻停驻层的角色。44.如申请专利范围第43项之方法,也包括下列步骤:(k)将具有第二导电型式的基极层形成于该集极层上;(l)将具有第一导电型式的射极层形成于该基极层上;(m)将具有第一导电型式的射极顶盖层形成于该射极层上;以及(n)形成连接到该射极顶盖层上的射极电极。45.如申请专利范围第44项之方法,也包括形成连接到该基极层上之各基极电极的步骤(o)。46.如申请专利范围第42项之方法,其中该步骤(o)也包括下列步骤:(p)形成从该射极层表面延伸到该基极层表面的各孔洞;以及(q)形成落在各孔洞内的基极电极。47.如申请专利范围第46项之方法,也包括下列步骤:(k)将具有第二导电型式的基极层形成于该集极层上;(l)将具有第一导电型式的射极层形成于该基极层上;(m)将具有第一导电型式的射极顶盖层形成于该射极层上;以及(n)形成连接到该射极顶盖层上的射极电极。48.如申请专利范围第47项之方法,也包括形成连接到该基极层上之各基极电极的步骤(o)。49.如申请专利范围第48项之方法,其中该步骤(o)也包括下列步骤:(p)形成从该射极层表面延伸到该基极层表面的各孔洞;以及(q)形成落在各孔洞内的基极电极。50.如申请专利范围第33项之方法,也包括下列步骤:(k)将具有第二导电型式的基极层形成于该集极层上;(l)将具有第一导电型式的射极层形成于该基极层上;(m)将具有第一导电型式的射极顶盖层形成于该射极层上;以及(n)形成连接到该射极顶盖层上的射极电极。51.如申请专利范围第50项之方法,也包括形成连接到该基极层上之各基极电极的步骤(o)。52.如申请专利范围第51项之方法,其中该步骤(o)也包括下列步骤:(p)形成从该射极层表面延伸到该基极层表面的各孔洞;以及(q)形成落在各孔洞内的基极电极。53.一种半导体装置的制造方法,系包括:(a)将具有第一导电型式的补偿层形成于具有第一导电型式之集极接触层上;(b)将具有第一导电型式且含有呈规则配置结构的规则结构层形成于该补偿层内;(c)将具有第一导电型式的集极层形成于该补偿层上;以及(d)形成连接到该集极接触层上的各集极电极。54.如申请专利范围第53项之方法,也包括下列步骤:(e)将具有第二导电型式的基极层形成于该集极层上;(f)将具有第一导电型式的射极层形成于该基极层上;(g)将具有第一导电型式的射极顶盖层形成于该射极层上;以及(h)形成连接到该射极顶盖层上的射极电极。55.如申请专利范围第54项之方法,也包括形成连接到该基极层上之各基极电极的步骤(i)。56.如申请专利范围第55项之方法,其中该步骤(i)也包括下列步骤:(j)形成从该射极层表面延伸到该基极层表面的各孔洞;以及(k)形成落在各孔洞内的基极电极。57.如申请专利范围第56项之方法,其中该补偿层系包括形成于该集极接触层上的第一补偿层以及其上形成有该集极层的第二补偿层,且该步骤(b)也包括下列步骤:(l)将该规则结构层形成于该第一补偿层上;以及(m)将该第二补偿层形成于该规则结构层上。58.如申请专利范围第57项之方法,其中该步骤(d)也包括下列步骤:(n)将部分集极层蚀刻掉且因此露出该第二补偿层;(o)依垂直向下的方式将所露出的该第二补偿层、该规则结构层及该第一补偿层蚀刻掉且因此露出该集极接触层;以及(p)将各集极电极形成于所露出的该集极接触层上。59.如申请专利范围第58项之方法,其中该第二补偿层系扮演着蚀刻停驻层的角色。60.如申请专利范围第55项之方法,其中该补偿层系包括形成于该集极接触层上的第一补偿层以及其上形成有该集极层的第二补偿层,且该步骤(b)也包括下列步骤:(l)将该规则结构层形成于该第一补偿层上;以及(m)将该第二补偿层形成于该规则结构层上。61.如申请专利范围第60项之方法,其中该步骤(d)也包括下列步骤:(n)将部分集极层蚀刻掉且因此露出该第二补偿层;(o)依垂直向下的方式将所露出的该第二补偿层、该规则结构层及该第一补偿层蚀刻掉且因此露出该集极接触层;以及(p)将各集极电极形成于所露出的该集极接触层上。62.如申请专利范围第61项之方法,其中该第二补偿层系扮演着蚀刻停驻层的角色。63.如申请专利范围第53项之方法,其中该补偿层系包括形成于该集极接触层上的第一补偿层以及其上形成有该集极层的第二补偿层,且该步骤(b)也包括下列步骤:(l)将该规则结构层形成于该第一补偿层上;以及(m)将该第二补偿层形成于该规则结构层上。64.如申请专利范围第63项之方法,其中该步骤(d)也包括下列步骤:(n)将部分集极层蚀刻掉且因此露出该第二补偿层;(o)依垂直向下的方式将所露出的该第二补偿层、该规则结构层及该第一补偿层蚀刻掉且因此露出该集极接触层;以及(p)将各集极电极形成于所露出的该集极接触层上。65.如申请专利范围第64项之方法,其中该第二补偿层系扮演着蚀刻停驻层的角色。图式简单说明:第1图系用以显示一种习知半导体装置的截面图示。第2图系用以显示一种具体表达本发明之半导体装置的截面图示。第3到5图系用以显示一种用于制造如第2图所示之半导体装置之特定制程的截面图示。第6图系用以显示一种根据本发明替代实施例之半导体装置的截面图示。第7到9图系用以显示一种用于制造该替代实施例之半导体装置之特定制程的截面图示。第10图系用以显示另一种根据本发明替代实施例之半导体装置的截面图示。第11到13图系用以显示一种用于制造如第10图所示之半导体装置之特定制程的截面图示。
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