本公开内容涉及相对于常规BJT在改善电流增益的同时显著降低电流拥挤的双极性结型晶体管（BJT）结构。BJT包括：集电极、基极区、和发射极。所述基极区被形成在所述集电极上方并包括至少一个外基区并包括内基区，所述内基区在所述至少一个外基区之上延伸以提供台式晶体管。所述发射极被形成在所述台式晶体管上方。BJT可以由各种材料体系形成，诸如碳化硅（SiC）材料体系。在一个实施例中，发射极在台式晶体管上方形成，使得实质上没有发射极在外基区上方形成。通常，但不必须，内基区直接横向邻接至少一个外基区。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】本公开内容涉及相对于常规BJT在改善电流增益的同时显著降低电流拥挤的双极性结型晶体管（BJT）结构。BJT包括：集电极、基极区、和发射极。所述基极区被形成在所述集电极上方并包括至少一个外基区并包括内基区，所述内基区在所述至少一个外基区之上延伸以提供台式晶体管。所述发射极被形成在所述台式晶体管上方。BJT可以由各种材料体系形成，诸如碳化硅（SiC）材料体系。在一个实施例中，发射极在台式晶体管上方形成，使得实质上没有发射极在外基区上方形成。通常，但不必须，内基区直接横向邻接至少一个外基区。【专利说明】
本公开内容涉及双极性结型晶体管(BJT)，并且特别是涉及降低电流拥挤的BJT结构。
技术介绍
双极性结型晶体管(BJT)是一般用在放大或开关应用中的普通类型的晶体管。BJT通常是三端子晶体管，其具有基极、集电极和发射极。图1中图示了用于垂直堆叠的NPN类型的BJT 10的示范晶胞结构。如描绘的，BJT 10包括衬底12，其用N型掺杂剂(N+)重掺杂，并且由半导体晶片14的一部分形成。用N型掺杂剂(N)中掺杂的集电极16由一个或多个集电极层18在衬底12上方形成。用P型掺杂剂(P)中掺杂的基极区20由一个或多个基极层22在集电极16上方形成。用N型掺杂剂(N)重掺杂的发射极24由一个或多个发射极层26在基极区20的中央部分的上方形成。用N型掺杂剂(N+)比发射极24更重掺杂的发射极帽28由一个或多个发射极帽层30在发射极24上方形成。在发射极帽28上形成发射极欧姆接触32。发射极帽28和发射极欧姆接触32有效地形成用于发射极24的电接触，其中发射极欧姆接触32促进到发射极帽28的外部电连接，并且发射极帽28提供到发射极24的相对低的电阻连接。用于基极区20的接触可以通过以下步骤来形成:用P型掺杂剂(P+)选择性地重掺杂基极区20的外围部分以形成基极区20内的基极帽区34。可以在基极帽区34上形成基极欧姆接触36以促进与基极帽区34的外部电连接，其中基极帽区34提供了在基极区20与各自的基极欧姆接触36之间的相对低的电阻连接。可替换地，与如描绘的被提供在基极区20中相反，每一个基极帽区34可以由存在于基极区20的上表面上的单独的层形成。可以在重掺杂(N+)的衬底12的底侧上形成集电极欧姆接触38以提供用于集电极16的接触。实质上，集电极欧姆接触38促进到衬底12的外部电连接，所述衬底12提供了在集电极16与集电极欧姆接触38之间的相对低的电阻连接。可替换地，可以在集电极帽(未示出)上形成集电极欧姆接触38，所述集电极帽在集电极16的上表面上或在集电极16内形成。在操作中，当正向偏置时，BJT 10允许集电极电流i。通过基极区20从集电极欧姆接触38流向发射极欧姆接触32。被正向偏置意味着在基极欧姆接触36和发射极欧姆接触32两端施加充分大小的正电压。如图2A所示，除了从集电极欧姆接触38流向发射极欧姆接触32的集电极电流i。电流以外，相对小的基极电流ib从基极欧姆接触36流向发射极欧姆接触32。基极电流ib从各自基极帽区34中的每一个基极帽区向内朝着存在于发射极24之下的基极区20的部分横向流动，并接着垂直向上流动通过发射极24和发射极帽28到发射极欧姆接触32。基极区20稍微有电阻，并且因此，基极电流ib通过基极区20的横向流动在基极区20中生成了横向电势差或电压降(所谓的自除偏)。换句话说，遍及基极区20的电势变化了，并且特别是，从中央区& (其存在于发射极24的中间部分的下面)到各自的外围区Ro逐步增加。如图2B所示，当BJT被正向偏置时，基极区20中的横向电势差引起通过发射极24和存在于发射极下方的基极区20的部分的集电极电流i。的显著不平均分布。结果，在中央区Rc处或在中央区Rc附近的相对较低的电势引起流动通过基极区20的中央区Rc和发射极24的中央部分的集电极电流i。的相对较低的集中。相反地，在发射极24的外围部分之下的基极区20中的相对较高的电势引起流动通过基极区20和发射极24的外围部分的集电极电流i。的相对较高的集中。集电极电流i。的密度随着接近发射极24的外围边缘而继续增加。标注为“A”的圈出部分突出了集电极电流i。密度最高的基极区20和发射极24的外围区域。在存在于发射极24之下的基极区20的外围区域和发射极24的外围区域附近具有显著较高的集电极电流i。密度的现象被称作“发射极电流拥挤”。电流拥挤在BJT中是有问题的，因为在倾向于电流拥挤的那些区域中的过多的集电极电流i。密度生成过多的热量。在倾向于电流拥挤的那些区域中的过多热量生成导致差的装置性能，以及在许多实例中导致永久损害。因此，需要降低BJT中的电流拥挤。进一步需要在不显著影响装置的整体性能的情况下降低BJT中的电流拥挤。
技术实现思路
本公开内容涉及在改善电流增益的同时相对于常规BJT显著降低电流拥挤的双极性结型晶体管(BJT)结构。BJT包括集电极、基极区和发射极。基极区在集电极上方形成，并且包括至少一个外基区并包括内基区，所述内基区在至少一个外基区之上延伸以提供台式晶体管。发射极在台式晶体管上方形成。BJT可以由各种材料体系形成，诸如碳化硅(SiC)材料体系。在一个实施例中，发射极在台式晶体管上方形成，使得实质上没有发射极在外基区上方形成。通常，但不必须，内基区直接横向邻接至少一个外基区。由内在区提供的台式晶体管基本上在周围外在区的顶部表面之上延伸。内基区具有第一标称厚度，并且至少一个外基区具有第二标称厚度。台式晶体管的厚度等于内基区的第一标称厚度与外基区的第二标称厚度之间的差值，并且一般是内基区的第一标称厚度的至少百分之十。在选择实施例中，内基区在标称方向上可以具有渐次变化的掺杂浓度。可替换地，它可以有效地具有上部和下部，所述下部存在于上部的下方。上部有意以第一浓度用第一掺杂剂进行掺杂，并且下部有意以第二浓度用第一掺杂剂进行掺杂，所述第二浓度有意不同于第一掺杂剂浓度。在上部中的第一浓度可以高于在下部中的第二浓度。例如，在上部中的第一浓度可以是在下部中的第二浓度的至少两倍。为了通过降低外基区的上部的电阻率来降低基极-发射极电压的正向下降的自除偏，在内基区的上部与下部之间的界面应当低于外基区的顶部表面，从而导致在外基区中的两个不同的掺杂剂浓度。特定实施例可以采用在台式晶体管的顶部表面中的凹槽，其中凹槽向下延伸到台式晶体管中。凹槽的侧壁在一些实施例中可以是基本上垂直的且在其它实施例中可以相对于BJT的外延平面成一角度。本领域技术人员将理解本公开内容的范围，并且在阅读下面的与附图相关联的详细描述之后将实现其附加的方面。【专利附图】【附图说明】并入该说明书中并形成该说明书的一部分的附图图示了本公开内容的若干方面，并且与描述一起用来解释本公开内容的原理。图1是常规双极性结型晶体管(BJT)的横截面。图2A图示了当基极-发射极被正向偏置时图1的常规BJT中的横向流动的基极电流。图2B图示了当基极-发射极被正向偏置时图1的常规BJT中的电流拥挤。图3是根据本公开内容的BJT的第一实施例的横截面。图4是根据本公开内容的BJT的第二实施例的横截面。图5是根据本公开内容的BJT的第三实施例的横截面。图6是本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种双极性结型晶体管，包括：·集电极；·基极区，被形成在所述集电极上方并包括至少一个外基区并包括内基区，所述内基区在所述至少一个外基区之上延伸以提供台式晶体管；以及·发射极，被形成在所述台式晶体管上方。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：L程，AK阿加瓦尔，SH刘，
申请(专利权)人：科锐，
类型：发明
国别省市：美国;US
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