[發(fā)明專利]利用改進(jìn)的NPN雙極晶體管基極接入電阻的方法和器件

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200680019342.1
• 申請日: 2006-06-01
• 公開（公告）號: CN101189728A
• 公開（公告）日: 2008-05-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 譚博成;彼得·戴克勒;西塞羅·西爾韋拉·沃謝
• 申請（專利權(quán)）人: NXP股份有限公司
• 主分類號: H01L29/737
• 分類號: H01L29/737;H01L29/08
• 代理公司: 北京天昊聯(lián)合知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 陳源;張?zhí)焓?/td>

本申請要求共同未決的于2005年6月1日提出的序列號是60/686502、題目為“METHOD?TO?IMPROVE?BASE?ASCCESS?RESISTANCEFOR?NPN?BIPOLAR?TRANSISTOR”的美國臨時專利申請的優(yōu)先權(quán)，在此其內(nèi)容以引用方式并入本文。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明通常涉及半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)，尤其是用于高速RF設(shè)計具有垂直NPN晶體管的半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)。NPN晶體管出現(xiàn)在很多類型的收發(fā)器里，包括手機(jī)，車用雷達(dá)，超寬頻帶無線電，無線局域網(wǎng)絡(luò)(LAN)，衛(wèi)星接收器和任何對噪聲敏感的產(chǎn)品。垂直NPN是用于高速RF設(shè)計的重要部件。其高速和低噪聲特性大大依賴于基極電阻。

背景技術(shù)

當(dāng)前，垂直NPN晶體管100以雙側(cè)基極接觸的形式形成，如圖1所示。在現(xiàn)有技術(shù)中，NPN晶體管采用單個長發(fā)射極條101。圖2示出NPN晶體管100的截面圖A-A。在包含N掩埋層204的P型基片203上形成所述NPN晶體管。深槽隔離(DTI)區(qū)211處在N掩埋層204的每側(cè)。淺槽隔離區(qū)205限定了n+集電極區(qū)206和發(fā)射極區(qū)207。集電極區(qū)206位于N摻雜區(qū)208上面。發(fā)射極電極209覆蓋了氮化物/氧化物隔離層210，此隔離層部分覆蓋了P+基極接觸區(qū)201。單SiGe層處于發(fā)射極區(qū)207和發(fā)射極電極209之間。單個長發(fā)射極條101具有相對高的基極電阻，這是由于基極電流被限制在指向所述器件的每個長側(cè)邊上的基極接觸區(qū)202的僅兩個側(cè)面方向流動。這種包括單個長發(fā)射極條101的布局限制了垂直NPN的特性。

因此，需要一種能提高晶體管RF和噪聲特性的垂直NPN晶體管的改進(jìn)布局。

一種解決辦法采用了短發(fā)射極長度NPN。然而，此種解決辦法不能產(chǎn)生足夠的驅(qū)動電流用來給晶體管供電。此種辦法需要并聯(lián)連接多個短發(fā)射極NPN晶體管。從而可以使短發(fā)射極長度的NPN產(chǎn)生同單個長發(fā)射極條結(jié)構(gòu)一樣的驅(qū)動電流。所述方法的主要缺點是寄生電容的大幅度增加，這會大大降低晶體管的性能。

發(fā)明內(nèi)容

把現(xiàn)有技術(shù)的單個長發(fā)射極條沿其長度方向劃分為多個短發(fā)射極長度的布局克服了現(xiàn)有技術(shù)的局限性。本發(fā)明涉及一種結(jié)構(gòu)，此結(jié)構(gòu)包括依然共用共同DTI區(qū)和單個大片基極多晶硅的多個短發(fā)射極。這種結(jié)構(gòu)允許基極電流向4個方向(即2維)而不是2個方向上流動。因而大大減小了基極電阻，這對于使NPN晶體管獲得更好的RF特性和高頻噪聲特性是至關(guān)重要的。而且這種結(jié)構(gòu)不需要額外的會降低晶體管性能的驅(qū)動電流。因此改進(jìn)了RF特性和噪聲特性。

通過下面關(guān)于本發(fā)明各個方面的詳細(xì)描述，采取同附圖結(jié)合的方式，本發(fā)明的這些以及其它特點將更容易理解。

附圖說明

圖1描述了具有單個長發(fā)射極條的NPN晶體管；

圖2描述了圖1的NPN晶體管的截面圖；

圖3描述了具有多個短發(fā)射極條的NPN晶體管；

圖4描述了圖3的NPN晶體管的截面圖；

圖5描述了最小噪聲和頻率的關(guān)系示圖；

圖6描述了噪聲阻值和頻率的關(guān)系示圖；

圖7描述了頻率衰減和單個長發(fā)射極條結(jié)構(gòu)的電流的關(guān)系示圖；

圖8描述了頻率衰減和多個短發(fā)射極條結(jié)構(gòu)的電流的關(guān)系示圖；

具體實施方式

本文所述的實施例提供了一種新的具有晶體管的半導(dǎo)體器件。

特定的設(shè)計和加工工藝大大增加了使用雙極或BiCMOS工藝形成的垂直NPN或PNP晶體管的基極電流。所述器件提供了一種有效的用于應(yīng)用在諸如移動電話、無線LAN、超寬頻帶、或任何收發(fā)器產(chǎn)品的收發(fā)器。