辐射增强的双极晶体管制造技术

本申请公开一种辐射增强的双极晶体管，所公开的示例包括集成电路和双极晶体管(100)，该双极晶体管(100)具有在衬底(102,104)中的第一导电类型的第一区(106)、设置在衬底(102,104)中的第二导电类型的集电极区(114)以及延伸到第一区(106)中的第一导电类型的基极区(108)。第二导电类型的第一发射极区(110)延伸到第一区(106)中，并且该第一发射极区(110)包括与基极区(108a)隔开并面向基极区(108a)的侧面。第二导电类型(N‑)的第二发射极区(112)向下延伸到第一区(106)中，紧邻第一发射极区(110)的顶表面(101)以及第一侧面的上部，以便减轻来自辐射的氢注射导致的表面效应以及增益衰减，从而提供辐射硬化的双极晶体管(100)。

【技术实现步骤摘要】
辐射增强的双极晶体管
技术介绍
对于系统和电路被暴露于辐射中的各种应用来说，需要辐射硬化的电子电路。示例应用包括卫星和其他航天器、飞行器、医疗设备(诸如X射线器件)以及核电站。在此类应用中，辐射可能减小双极晶体管的增益。电子电路的辐射硬化借助于“总电离剂量”或“总辐射剂量”(TID)来量化，TID是对施加于电路或系统的质子或重离子的数量的度量。电离辐射引起二氧化硅(SiO2)中的电子-空穴对。质子(重离子)在氧化物中被释放并且质子或空穴在存在偏置场时被朝向硅-氧界面传输，导致在界面处形成界面陷阱。在高剂量率下，存在电子-空穴对的高产量(电荷产量)。正电压将空穴推向界面同时将电子冲走。空穴在界面处的积累形成正电荷壁垒并且排斥生成的质子。这保持质子远离界面并且减缓界面状态的形成，同时促进在氧化物中的重组。低剂量率对应于减少的电子-空穴对生成。在这种情况下，以与高剂量率相同的方式，正电压将空穴推向界面，同时将电子冲走，但是俘获的空穴积累非常低。被俘获空穴的排斥力足够低以允许生成的质子移动到界面处形成界面状态。界面陷阱可以通过降低增益β或Hfe不利地影响双极晶体管的操作。此外，某些电路(诸如双极晶本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种双极晶体管，其包含：半导体衬底，其包括顶表面；第一导电类型的第一区，其从所述顶表面向下延伸到所述衬底中，所述第一区具有第一掺杂浓度；第二导电类型的集电极区，其被设置在所述衬底中；所述第一导电类型的基极区，其从所述顶表面向下延伸到所述第一区中并紧邻所述顶表面，所述基极区具有比所述第一掺杂浓度大的第二掺杂浓度；所述第二导电类型的第一发射极区，其向下延伸到所述第一区中并紧邻所述顶表面，所述第一发射极区具有第三掺杂浓度，所述第一发射极区包括与所述基极区隔开并面向所述基极区的第一侧面；以及所述第二导电类型的第二发射极区，其向下延伸到所述第一区中，所述第二发射极区紧邻所述顶表面并且紧邻所述第一发射极区...

【技术特征摘要】
2016.06.25 US 15/193,0151.一种双极晶体管，其包含：半导体衬底，其包括顶表面；第一导电类型的第一区，其从所述顶表面向下延伸到所述衬底中，所述第一区具有第一掺杂浓度；第二导电类型的集电极区，其被设置在所述衬底中；所述第一导电类型的基极区，其从所述顶表面向下延伸到所述第一区中并紧邻所述顶表面，所述基极区具有比所述第一掺杂浓度大的第二掺杂浓度；所述第二导电类型的第一发射极区，其向下延伸到所述第一区中并紧邻所述顶表面，所述第一发射极区具有第三掺杂浓度，所述第一发射极区包括与所述基极区隔开并面向所述基极区的第一侧面；以及所述第二导电类型的第二发射极区，其向下延伸到所述第一区中，所述第二发射极区紧邻所述顶表面并且紧邻所述第一发射极区的所述第一侧面的上部，所述第二发射极区具有小于所述第三掺杂浓度的第四掺杂浓度。2.根据权利要求1所述的双极晶体管，其进一步包含：所述第一导电类型的第二基极区，其从所述顶表面向下延伸到所述第一区中并紧邻所述顶表面，所述第二基极区具有所述第二掺杂浓度；其中所述第一发射极区包括与所述第二基极区隔开并面向所述第二基极区的第二侧面；并且其中所述第二发射极区紧邻所述第一发射极区的所述第二侧面的上部。3.根据权利要求2所述的双极晶体管，其中所述集电极区从所述顶表面向下延伸到所述衬底中，所述集电极区与所述第一区横向隔开；并且其中所述双极晶体管进一步包括：导电第一基极触点，其在所述顶表面上方紧邻所述基极区，导电第二基极触点，其在所述顶表面上方紧邻所述第二基极区，导电发射极触点，其在所述顶表面上方紧邻所述第一发射极区，以及导电集电极触点，其在所述顶表面上方紧邻所述集电极区。4.根据权利要求2所述的双极晶体管，其中所述第一发射极区从所述顶表面向下延伸进入所述第一区至第一深度，其中所述第二发射极区从所述顶表面向下延伸进入所述第一区至第二深度，并且其中所述第二深度小于所述第一深度。5.根据权利要求2所述的双极晶体管，其中所述第一导电类型是P型，并且所述第二导电类型是N型，并且其中所述双极晶体管是NPN晶体管。6.根据权利要求1所述的双极晶体管，其中所述第一发射极区从所述顶表面向下延伸进入所述第一区至第一深度，其中所述第二发射极区从所述顶表面向下延伸进入所述第一区至第二深度，并且其中所述第二深度小于所述第一深度。7.根据权利要求1所述的双极晶体管，其中所述第一导电类型是P型，并且所述第二导电类型是N型，并且其中所述双极晶体管是NPN晶体管。8.根据权利要求1所述的双极晶体管，进一步包含：导电基极触点，其在所述顶表面上方紧邻所述基极区，以及导电发射极触点，其在所述顶表面上方紧邻所述第一发射极区。9.一种集成电路即IC，其包含：半导体衬底，其包括顶表面；第一导电类型的第一区，其从所述顶表面向下延伸到所述衬底中，所述第一区具有第一掺杂浓度；第二导电类型的集电极区，其被设置在所述衬底中；所述第一导电类型的基极区，其从所述顶表面向下延伸到所述第一区中并紧邻所述顶表面，所述基极区具有大于所述第一掺杂浓度的第二掺杂浓度；导电基极触点，其在所述顶表面上方紧邻所述基极区；所述第二导电类型的第一发射极区，其向下延伸到所述第一区中并紧邻所述顶表面，所述第一发射极区具有第三掺杂浓度，所述第一发射极区包括第一侧面，所述第一侧面与所述基极区隔开并面向所述基极区；导电发射极触点，其在所述顶表面上方紧邻所述第一发射极区；以及所述第二导电类型的第二发射极区，其向下延伸到所述第一区中，所述第二发射极区紧邻所述顶表面并且紧邻所述第一发射极区的所述第一侧面的上部，所述第二发射极区具有小于所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·F·萨尔兹曼，R·W·卡恩，R·G·罗伊鲍尔，
申请(专利权)人：德克萨斯仪器股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US