[發明專利]雙極晶體管以及制造雙極晶體管的方法

在審

• 申請號: 201811038503.2
• 申請日: 2014-07-11
• 公開（公告）號: CN109659359A
• 公開（公告）日: 2019-04-19
• 發明（設計）人: J·康拉斯;H-J·舒爾策
• 申請（專利權）人: 英飛凌科技股份有限公司
• 主分類號: H01L29/732
• 分類號: H01L29/732;H01L29/08;H01L21/04
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所 11256
• 代理人: 王茂華

本文涉及一種雙極晶體管及其制造方法。雙極晶體管包括半導體結構，該半導體結構包括發射極區、基極區和集電極區。發射極區電連接至雙極晶體管的發射極接觸。另外，發射極區具有第一導電類型。基極區電連接至雙極晶體管的基極接觸。此外，基極區至少主要地具有第二導電類型。集電極區電連接至雙極晶體管的集電極接觸并且至少主要地具有第一導電類型。另外，集電極區包括具有第二導電類型的多個封閉的子區，或者基極區包括具有第一導電類型的多個封閉的子區。

本申請是申請日為2014年7月11日、申請號為201410331664.6、發明名稱為“雙極晶體管以及制造雙極晶體管的方法”的中國發明專利申請的分案申請。

技術領域

實施例涉及雙極結型器件，并且更具體地涉及一種雙極晶體管和制造該雙極晶體管的方法。

背景技術

當今，許多種類的電子裝置用于許多不同的功率和電壓范圍。這類電子裝置通常使用半導體器件以便于實施各種電子電路。這類半導體器件可以僅承受數伏的電壓或者也承受高達數千伏的電壓。具有高阻斷電壓(例如數千伏)的器件通常使用雙極功率晶體管以切換這類大電壓。雙極功率晶體管通常包括對集電極區的低摻雜，以便實現它們的阻斷能力。例如，可以通過沿正向方向的對電流密度的強限制(例如對于具有4.5kV阻斷電壓的功率雙極結型晶體管而言約為30A/m²)而避免二次擊穿。當前正需要增加電子器件的阻斷電壓和/或最大電流密度。

發明內容

一個實施例涉及一種包括半導體結構的雙極晶體管。半導體結構包括發射極區，基極區和集電極區。發射極區電連接至雙極晶體管的發射極接觸。此外，發射極區包括第一導電類型。基極區電連接至雙極晶體管的基極接觸。此外，基極區至少主要地包括第二導電類型。集電極區電連接至雙極晶體管的集電極區。此外，集電極區至少主要地包括第一導電類型。此外，集電極區包括多個封閉的子區，該集電極區的多個封閉的子區包括第二導電類型；或者基極區包括多個封閉的子區，該基極區的多個封閉的子區包括第一導電類型。

通過在集電極區或基極區內實施相反的導電類型的子區，在集電極區或基極區中實施了耗盡區，這在雙極晶體管阻斷狀態下減小了一部分電場。因此，雙極晶體管的最大阻斷電壓可以增大，并且/或者集電極區的厚度可以減小，并且/或者集電極區的摻雜劑濃度可以增大，以便于減小在導通狀態下的雙極晶體管的電阻。

在一些實施例中，在集電極區或基極區的封閉了多個封閉的子區的區域內的第一導電類型的摻雜劑的平均密度、與在集電極區或基極區的封閉了多個封閉的子區的區域內的第二導電類型摻雜劑的平均密度之間，相差小于10％。如此方式，電子與空穴的自由帶電載流子的量幾乎相同，并且在雙極晶體管的阻斷狀態下幾乎可以相互補償。因此，可以進一步增大阻斷電壓。

一些實施例涉及一種用于制造雙極晶體管的方法。方法包括制造半導體結構，該半導體結構包括電連接至雙極晶體管的發射極接觸的發射極區、電連接至雙極晶體管基極接觸的基極區、以及電連接至雙極晶體管的集電極接觸的集電極區。發射極區包括第一導電類型，基極區至少主要地包括第二導電類型，并且集電極區至少主要地包括第一導電類型。此外，集電極區包括多個封閉的子區，該集電極區的多個封閉的子區包括第二導電類型；或者基極區包括多個封閉的子區，該基極區的多個封閉的子區包括第一導電類型。此外，方法包括制造雙極晶體管的發射極接觸、基極接觸和集電極接觸。

如此方式，可以以低成本制造所描述雙極晶體管。

附圖說明

以下僅出于示例的目的并且參照附圖而描述設備和/或方法的一些實施例，其中：

圖1示出了雙極晶體管的示意性剖視圖；

圖2a、圖2b、圖2c示出了可能的集電極區的示意性剖視圖；

圖3示出了雙極晶體管的示意性剖視圖；以及

圖4示出了用于制造雙極晶體管的方法的流程圖。