雙極晶體管的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明設及雙極晶體管、制造雙極晶體管的方法和包括雙極晶體管的功率放大 器。
【背景技術】
[0002] RF功率放大器是任意高頻系統(tǒng)和應用中的關鍵組件。對于多媒體應用的更高帶寬 和更高速度的需要對于運些放大器提出了嚴格要求，例如高輸出功率、線性度和效率。由于 雙極晶體管（諸如異質結雙極晶體管（皿T))在高頻下的優(yōu)良性能，所W對于RF功率放大 器來講，包括雙極晶體管的放大器優(yōu)于基于CMOS器件使用。
[0003] 對于娃基器件（例如SiGe皿T)的限制在于：與一些III-V材料相比娃的較小的 帶隙通常會引起較低的擊穿電壓度V)，較低的擊穿電壓度V)會限制運些器件在高電壓的 操作。
[0004] 已經通過優(yōu)化集電極分布（對擊穿電壓度V)和截止頻率也）的折中）來創(chuàng)建較 高擊穿SiGe皿T做出了努力。例如，參見：
[0005]D.R.Greenberg等人"Large-signalperformanceofhigh-BVcEcgraded epi-baseSiGeHBTsatwirelessfrequencies"IEDMProceedings，pp. 32. 3. 1-32. 3. 4， 1997 ；
[0006] E.J.Preisler等人的"Integrationofa5. 5VBVceoSiGe皿Twithina200細Z SiGeBiCMOSflow^BCTMProceedings,pp.202-205,2007 ；
[0007] B.Geynet等人的"Hi曲-voltage皿Tscompatiblewithhi曲-speedSiGe BiCMOStechnology",SiRFProceedings,卵.210-213,2008;W及
[0008]H.Mertens等人的"Extendedhi曲voltage皿Tsinhi曲-performanceBiCMOS process",BCTMProceedings,2011。
[0009] 其他工作包括使用降低表面電場（RESUR巧效應（使用場板或pn結）來改善關于 BVXfV的性能（參見，例如J.Melai等人"Anewsub-micron24VSiGe:CRESURF皿T，，， ISPSDConference,2004)O
[0010] R.Sorge等人的"Cone巧tofve;rticalbipolartransistorwithlateral 化iftregion,appliedtohi曲voltageSiGe皿T"，SiRF, 2012 描述了具有在子集電極 和集電極接觸區(qū)域之間引入的附加橫向漂移區(qū)的垂直雙極晶體管。運被描述為使能針對RF 功率應用的高電壓雙極晶體管的制造。長度為1.2ym的附加橫向漂移區(qū)的引入使皿T的開 路基極擊穿電壓BVced從 7V增加至 18V。在R.Sorge等人"IntegrationOfa50BVcEnSiGe: C皿Tintoa0. 25ymSiGe:CBiCM0Splatform",SiRF, 2014 中已經再次不出了同一器件 概念，W能夠具有高達35V的大得多的BVee。。然而，運些器件的主要瓶頸之一是高集電極阻 抗。運能夠導通器件的寄生PNP，并導致片的強烈減小。
[0011] 不經受集電極阻抗增加的具有橫向漂移區(qū)的器件對于功率放大器應用將尤其有 前途。

【發(fā)明內容】

[0012] 在所附的獨立和從屬權利要求中闡述了本發(fā)明的方案。來自從屬權利要求的特征 可W視情況與獨立權利要求的特征組合，并不僅如權利要求中明確闡述的那樣。
[0013] 根據發(fā)明的第一方面，提供了一種包括雙極晶體管的半導體器件。所述雙極晶體 管包括：包括橫向延伸的漂移區(qū)的集電極。所述雙極晶體管還包括位于所述集電極上方的 基極。所述雙極晶體管還包括位于所述基極上方的發(fā)射極。所述雙極晶體管還包括具有與 所述集電極的導電類型不同的導電類型的滲雜區(qū)域。所述滲雜區(qū)域在所述集電極下方橫向 延伸W在所述滲雜區(qū)域和所述集電極之間的接觸區(qū)域處形成結。所述滲雜區(qū)域具有不均勻 的橫向滲雜分布。所述滲雜區(qū)域的滲雜級別在離所述雙極晶體管的集電極-基極結最近的 那部分滲雜區(qū)域中最高。
[0014] 根據發(fā)明的第二方面，提供了一種制造包括雙極晶體管的半導體器件的方法。所 述方法包括：形成包括橫向延伸的漂移區(qū)的集電極。所述方法還包括形成位于所述集電極 上方的基極。所述方法還包括形成位于所述基極上方的發(fā)射極。所述方法還包括形成具有 與所述集電極的導電類型不同的導電類型的滲雜區(qū)域。所述滲雜區(qū)域在集電極下方橫向延 伸W在滲雜區(qū)域和集電極之間的接觸區(qū)域處形成結。所述滲雜區(qū)域具有不均勻的橫向滲雜 分布。所述滲雜區(qū)域的滲雜級別在離所述雙極晶體管的集電極-基極結最近的那部分滲雜 區(qū)域中最高。
[0015] 在集電極下設置橫向延伸的滲雜區(qū)域可W允許在集電極內的電場整形，W提高器 件內的擊穿電壓。滲雜區(qū)域具有不均勻的橫向滲雜分布。不均勻的滲雜分布可W允許集電 極內的電場整形裁切為器件的布置和滲雜分布（例如裁切為集電極的配置和布置）。滲雜 級別在靠近集電極-基極結處最高。用運種方式，會在接近集電極-基極結處發(fā)生相對強 的電場整形，其中電場通常最高并且對于擊穿電壓很嚴苛，而不會不利地影響器件的其他 部分（例如，如W下更詳細描述地通過減小在器件的集電極觸點處或附近的擊穿電壓和/ 或增加集電極電阻Re)。
[0016] 滲雜區(qū)域和集電極之間的接觸區(qū)域處的結可W是p-n結，分別地，其中所述集電 極是n型或P型并且滲雜區(qū)域是P型或n型。
[0017] 可W使用離子注入來形成滲雜區(qū)域。例如在制造期間，可W使用第一注入步驟來 形成具有第一滲雜級別的那部分滲雜區(qū)域，并且可W使用第二注入步驟來形成具有第二滲 雜級別的、離所述集電極-基極結最近的那部分滲雜區(qū)域，其中第二滲雜級別高于第一滲 雜級別。注入步驟之后接著可W是退火步驟W激活滲雜劑。
[0018] 在一個實施例中，離所述集電極-基極結最近的那部分滲雜區(qū)域的可W垂直地位 于集電極-基極結下方。
[0019] 滲雜區(qū)域的垂直尺寸可能在離集電極-基極結最近且具有最高滲雜級別的那部 分滲雜區(qū)域中最高。用運種方式，可W朝向集電極-基極結來延伸滲雜區(qū)域，W不需要影響 在集電極的其他區(qū)域中（例如，遠離集電極-基極結，在集電極觸點處）施加的場成形強度 的方式來增強場強的成形。在一個實施例中，離所述集電極-基極結最近的那部分滲雜區(qū) 域是向外擴散到比滲雜區(qū)域的殘余物的更大的空間范圍的那部分滲雜區(qū)域?？蒞在上述提 到的用于激活滲雜劑退火步驟期間，發(fā)生離集電極-基極結最近的滲雜區(qū)域的外擴散。
[0020] 隔離區(qū)域可W位于集電極的橫向延伸的漂移區(qū)上方。該隔離區(qū)域可W允許器件的 其他特征，例如基極多晶娃層和基極觸點垂直地位于集電極上方?？蒞用例如用二氧化娃 和/或氮化娃的電介質來形成隔離區(qū)域。
[0021] 可W在隔離區(qū)域中形成一個或更多個開口，W允許接入下層的集電極。在一個實 施例中，所述集電極-基極結可W位于所述隔離區(qū)域中的開口處。集電極的垂直尺寸可W 在離所述開口最近的那部分集電極的中最大，例如集電極垂直地通過開口延伸，W與基極 接觸來形成集電極-基極結。
[0022] 所述設備還可W包括：集電極觸點，所述集電極觸點用于與遠離集電極-基極結 的集電極的橫向延伸的漂移區(qū)的末端電接觸；W及下沉物，所述下沉物從集電極觸點向下 延伸到集電極中。下沉物可W從集電極觸點向下延伸到集電極中，W完成連接。在運種示 例中，集電極在下沉物和集電極-基極結之間橫向延伸。如W上提及的，下沉物體可W通過 隔離區(qū)域中的開口。
[0023] 在一個示例中，所述下沉物還沿朝向集電極-基極結的方向在隔離區(qū)域下方橫向 延伸。該下沉物沿朝向集電極-基極結方向上的橫向延伸可W減小集電極的有效漂移長度 (例如，通過減小漂移區(qū)的有效橫向尺寸）?？蒞使用離子注入步驟來形成下沉物的橫向延 伸，例如使用專用掩模來通過上層的隔離區(qū)域注入。下沉物的橫向延伸可W允許調整（例 如能夠顯著減小）集電極的有效漂移長度，而不妨礙器件的其他部分的布置或需要器件布 置的改變。例如，一個或更多個基極觸點可W垂直地位于集電極的橫向延伸的漂移區(qū)上方。 下沉物的橫向延伸可W縮短集電極的有效漂移長度，而仍為運種基極觸點留出空間。
[0024] 在一些實施例中，另一個滲雜區(qū)域可W位于所述滲雜區(qū)域下方，另一個滲雜區(qū)域 具有與所述滲雜區(qū)域相同的導電類型。另一個滲雜區(qū)域可W具有比滲雜區(qū)域的任何部分更 低的滲雜級別?？蒞通過附加的滲雜區(qū)域來向滲雜區(qū)域施加電勢。所述器件還可W包括用 于向滲雜區(qū)域施加電勢的觸點，W用于對所述集電極漂移區(qū)中的電場整形。所述觸點可W 是器件的襯底觸點。
[0025] 所述雙極晶體管可W是噸n雙極晶體管，在所述噸n雙極晶體管中集電極和發(fā)射 極的導電類型是n型并且基極的導電類型是P型。還提議的是所述雙極晶體管可W是pnp 雙極晶體管，其中集電極和發(fā)射極的導電類型是P型，且基極的導電類型是n型。
[00%] 根據本發(fā)明的另一方面，提供了包括上述類型半導體器件的功率放大器