发明名称 利用场效环提高崩溃电压之高压双载子电晶体
摘要 本发明提供了一种使用场效环来分散电场以提高元件溃崩电压之双载子电晶体。该双载子电晶体包含了位于半导体底材上之挤压层,且在挤压层及半导体底材上形成第二传导型半导体材料层。再分别形成第一传导型基极区于第二传导型半导体材料层内;第二传导型射极于第一传导型基极区内;第二传导型集极于第二传导型半导体材料层内。另外,形成第一传导型场效环于第一传导型基极区与第二传导型集极间之磊晶层中,且邻接于该基极区,以使位于第一传导型基极区与第二传导型集极间之电场均匀的分散。
申请公布号 TW444407 申请公布日期 2001.07.01
申请号 TW088115068 申请日期 1999.09.01
申请人 台湾积体电路制造股份有限公司 发明人 黄志丰;蔡俊琳;柳瑞兴;刘国洲
分类号 H01L29/73 主分类号 H01L29/73
代理机构 代理人 蔡坤财 台北巿松江路一四八号十二楼
主权项 1.一种双载子电晶体,该双载子电晶体至少包含:第一传导型挤压层,形成于一半导体底材上,用以挤压该挤压层表面上之电场,且提高该双载子电晶体之操作电压;第二传导型半导体材料层,形成于该挤压层及该半导体底材上;第一传导型基极区,形成于该第二传导型半导体材料层内;第二传导型射极,形成于该第一传导型基极区内;第二传导型集极,形成于该第二传导型半导体材料层内;且至少一第一传导型场效环,形成于该第二传导型半导体材料层中,且邻接于该第一传导型基极区侧边,以分散该第一传导型基极区侧边之电场。2.如申请专利范围第1项之双载子电晶体,其中上述至少一第一传导型场效环是使用离子掺杂程序对该第二传导型半导体材料进行掺杂而形成。3.如申请专利范围第1项之双载子电晶体,其中可藉着调整该第一传导型场效环之长度,而增加分散电场之效果。4.如申请专利范围第1项之双载子电晶体,其中上述之第一传导型为P型,且第二传导型为N型。5.如申请专利范围第1项之双载子电晶体,其中上述之第一传导型为N型,且第二传导型为P型。6.如申请专利范围第1项之双载子电晶体,其中至少一第一传导型场效环,用以平均分布位于该第一传导型基极区与该第二传导型集极间之电场。7.如申请专利范围第1项之双载子电晶体,其中更包括隔离结构,形成于该第二传导型半导体材料层上,且位于该第一传导型场效环上方,并分别邻接于该第一传导型基极区与该第二传导型集极。8.一种双载子电晶体,该双载子电晶体至少包含:挤压层,形成于一半导体底材上,用以挤压该挤压层表面上之电场,且提高该双载子电晶体之操作电压;第二传导型半导体材料层,形成于该挤压层及该半导体底材上;第一传导型基极区,形成于该第二传导型半导体材料层内;第二传导型射极,形成于该第一传导型基极区内;第二传导型集极,形成于该第二传导型半导体材料层内;且复数个第一传导型掺杂区域,分别形成于该第一传导型基极区与该第二传导型集极间之该第二传导型半导体材料层中,用以均匀分布位于该第一传导型基极区与该第二传导型集极间之电场。9.如申请专利范围第8项之双载子电晶体,其中可藉着调整该复数个第一传导型掺杂区域之宽度,而增加分散电场之效果。10.如申请专利范围第8项之双载子电晶体,其中上述之第一传导型为P型,且第二传导型为N型。11.如申请专利范围第8项之双载子电晶体,其中上述之第一传导型为N型,且第二传导型为P型。12.如申请专利范围第8项之双载子电晶体,其中当该第二传导型半导体材料之掺杂浓度约为2E12至3E12,该复数个第一传导型掺杂区域之掺杂浓度约为2E12至5E12。13.如申请专利范围第8项之双载子电晶体,其中更包括氧化隔离结构,形成于该第二传导型半导体材料层上,且位于该复数个第一传导型掺杂区域上方,并分别邻接于该第一传导型基极区与该第二传导型集极。14.一种双载子电晶体之制造方法,该双载子电晶体相对于传统双载子电晶体,具有较高操作电压,该制造方法至少包含下列步骤:形成挤压层于一半导体底材上,以挤压且分散该挤压层上表面之电场;形成第二传导型半导体材料层于该挤压层与该半导体底材之上;进行离子掺杂程序,形成至少一第一传导型场效环于该第二传导型半导体材料层中,用以平均分散该第二传导型半导体材料层中之电场;形成隔离结构于该第二传导型半导体材料层上,其中该隔离结构邻接于该至少第一传导型场效环之上表面;形成第一传导型基极区于该第二传导型半导体材料层内,且邻接于该第一传导型场效环;形成第二传导型集极于该第二传导型半导体材料层内,且邻接于该隔离结构;且形成第二传导型射极于该第一传导型基极区内。15.如申请专利范围第14项之制造方法,其中上述之至少一场效环,用以分散位于该第一传导型基极区与该第二传导型半导体材料层接面之电场。16.如申请专利范围第14项之制造方法,其中上述之隔离结构为场氧化隔离区(FOX)。17.如申请专利范围第14项之制造方法,其中上述之第一传导型为P型,且第二传导型为N型。18.如申请专利范围第14项之制造方法,其中上述之第一传导型为N型,且第二传导型为P型。19.如申请专利范围第14项之制造方法,其中可藉着控制离子掺杂程序,以调整该第一传导型场效环之长度,而增加分散电场之效果。20.如申请专利范围第14项之制造方法,其中上述之至少一第一传导型场效环,用以平均分布位于该第一传导型基极区与该第二传导型集极间之电场。图式简单说明:第一图为半导体晶片之截面图,显示根据先前技术所形成双载子电晶体之结构;第二图为半导体晶片之截面图,显示根据先前技术运用形成磊晶层于氧化层上(SOI)之方法所制造之双载子电晶体其结构;第三图为半导体晶片之截面图,显示根据先前技术形成具有挤压层之双载子电晶体其结构;第四图为半导体晶片之截面图,显示根据本发明形成具有场效环区域以及挤压层之双载子电晶体其结构;第五图为半导体晶片之截面图,显示根据本发明另一实施例,形成具有场效环区域以及挤压层之双载子电晶体其结构;及第六图为集极电流之数据图,显示根据先前技术所制造之双载子电晶体其集极电流与该双载子电晶体其射极/集极电压之关系;及第七图为集极电流之数据图,显示根据本发明所制造之双载子电晶体其集极电流与该双载子电晶体其射极/集极电压之关系。
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