CN109449201A - 一种hbt器件 - Google Patents

一种hbt器件 Download PDF

Info

Publication number
CN109449201A
CN109449201A CN201811623348.0A CN201811623348A CN109449201A CN 109449201 A CN109449201 A CN 109449201A CN 201811623348 A CN201811623348 A CN 201811623348A CN 109449201 A CN109449201 A CN 109449201A
Authority
CN
China
Prior art keywords
collecting zone
doping concentration
substrate
hbt device
hbt
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201811623348.0A
Other languages
English (en)
Inventor
高怀
常颖
毕谈
蔡士琦
丁杰
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SUZHOU INNOTION TECHNOLOGY CO Ltd
Original Assignee
SUZHOU INNOTION TECHNOLOGY CO Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by SUZHOU INNOTION TECHNOLOGY CO Ltd filed Critical SUZHOU INNOTION TECHNOLOGY CO Ltd
Priority to CN201811623348.0A priority Critical patent/CN109449201A/zh
Publication of CN109449201A publication Critical patent/CN109449201A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/68—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
    • H01L29/70—Bipolar devices
    • H01L29/72—Transistor-type devices, i.e. able to continuously respond to applied control signals
    • H01L29/73—Bipolar junction transistors
    • H01L29/737—Hetero-junction transistors
    • H01L29/7371—Vertical transistors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/02—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/06—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape; characterised by the shapes, relative sizes, or dispositions of the semiconductor regions ; characterised by the concentration or distribution of impurities within semiconductor regions
    • H01L29/08—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape; characterised by the shapes, relative sizes, or dispositions of the semiconductor regions ; characterised by the concentration or distribution of impurities within semiconductor regions with semiconductor regions connected to an electrode carrying current to be rectified, amplified or switched and such electrode being part of a semiconductor device which comprises three or more electrodes
    • H01L29/0821—Collector regions of bipolar transistors

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Bipolar Transistors (AREA)

Abstract

本发明公开了一种能够改善器件自热效应的HBT器件。该结构是在传统HBT器件结构的基础上，对次集电区采用浓度渐变的方式进行掺杂。具体包括：发射区、基区、集电区的工艺不变，从而保证基本的电特性不变，而重掺杂的次集电区其掺杂浓度采用渐变增加的方式实现，以集电区掺杂浓度为基准，从上往下依次增加至最大掺杂浓度。相比于现有技术，本发明提供的HBT器件在大电流偏置状态下，集电结耗尽区更容易向次集电区延伸，从而使得电场峰值更低，进而有效减小热源的产生，从根本上解决所有HBT射频电路热效应严重的问题，具有重要的现实意义。

Description

一种HBT器件
技术领域
本发明涉及半导体技术领域，特别是涉及一种HBT器件。
背景技术
异质结双极型晶体管(HBT)指的是晶体管中的一个结或两个结由不同的半导体材料构成，其主要优点是发射效率高。通常情况下，会选用宽带隙半导体材料作为发射区，窄带隙材料作为基区，从而在发射区与基区之间形成异质结。异质结的能带不连续性是形成HBT高性能的主要原因。其工作原理、电路应用与同质双极型晶体管(BJT)基本相同，但HBT电流增益更大，频率特性更好，目前广泛应用于高频及无线通信设备，尤其适用于集成的射频功率放大器(RF PA)中。
然而，由于RF PA本身即为大功率输出电路，HBT必须工作在大电流的驱动状态下，这就意味着将产生很多的直流功耗。以此同时，随着集成电路的发展，单位面积上集成的有源器件越来越多，功耗密度越来越大，再加上材料本身的散热性能较差导致射频电路工作时温度显著升高，热效应问题十分严重。热效应问题将导致器件的可靠性以及输出特性发生不同程度的变化，从而的导致功放的线性与效率恶化。因此，如何减少HBT器件中热量的生成是近年来本领域技术人员急需解决的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种HBT器件，该HBT器件在工作时产生的热量较低。
为解决上述技术问题，本发明提供一种HBT器件，包括：
衬底；
位于衬底表面的次集电区；其中，所述次集电区的掺杂浓度沿从所述次集电区背向所述衬底一侧指向所述次集电区朝向所述衬底一侧的厚度方向逐渐升高；
位于所述次集电区背向所述衬底一侧表面的集电区；
位于所述集电区背向所述衬底一侧表面的基区；
位于所述基区背向所述衬底一侧表面的发射区。
可选的，所述次集电区朝向所述集电区一侧的掺杂浓度与所述集电区的掺杂浓度相同。
可选的，所述次集电区朝向所述衬底一侧的掺杂浓度达到所述次集电区的最大掺杂容量。
可选的，所述次集电区为n型次集电区；所述集电区为n型集电区；所述基区为p型基区；所述发射区为n型发射区。
可选的，所述次集电区朝向所述集电区一侧表面具有朝向所述集电区的第一台阶面，所述第一台阶面设置有集电极；所述基区朝向所述发射区一侧表面具有朝向所述发射区的第二台阶面，所述第二台阶面设置有基极；所述发射区背向所述衬底一侧表面设置有发射极。
可选的，所述次集电区包括：
位于所述衬底表面的第一次集电区；
位于所述第一次集电区背向所述衬底一侧表面的第二次集电区；其中，所述第二次集电区的掺杂浓度小于所述第一次集电区的掺杂浓度；
位于所述第二次集电区背向所述衬底一侧表面的第三次集电区；其中，所述第三次集电区的掺杂浓度小于所述第二次集电区的掺杂浓度；所述第三次集电区背向所述衬底一侧表面与所述集电区接触。
可选的，所述第一次集电区的掺杂浓度为所述集电区的掺杂浓度的103至104倍，包括端点值。
本发明所提供的一种HBT器件，包括衬底；位于衬底表面的次集电区；其中，所述次集电区的掺杂浓度沿从所述次集电区背向所述衬底一侧指向所述次集电区朝向所述衬底一侧的厚度方向逐渐提高；位于所述次集电区背向所述衬底一侧表面的集电区；位于所述集电区背向所述衬底一侧表面的基区；位于所述基区背向所述衬底一侧表面的发射区。
HBT器件由于其优异的高频输出性能广泛应用于微波功率放大器设计中。当HBT作为有源器件应用在RF PA中时，需要将HBT偏置在大电流状态下。此时HBT器件中的耗尽区会从集电区逐渐向次集电区延伸，当电流足够大时，HBT器件耗尽区中的电场峰值将会从集电结处转移至集电区与次集电区之间的次集电结处。由此本发明提出在传统HBT结构的基础上，保证发射区、基区、集电区的工艺不变，对次集电区采用浓度渐变的方式进行掺杂。即次集电区掺杂浓度沿从次集电区背向衬底一侧指向次集电区朝向衬底一侧的厚度方向逐渐提高。与传统HBT结构相比，当工作电流逐渐增大时，上述HBT集电结的耗尽区更容易向次集电极区域延伸，从而使得HBT器件中电场分布更加平缓，电场峰值增加较小；即在相同电流情况下，相比于现有技术中的HBT器件，本发明提供的HBT器件中次集电结处电场的峰值较低，从而可以有效减少热源的产生，进而优化了器件的自热效应，使得该HBT器件在工作时产生的热量较低。
附图说明
为了更清楚的说明本发明实施例或现有技术的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例所提供的一种HBT器件的结构示意图；
图2为非工作状态时HBT器件内电场分布图；
图3为通过较小电流时HBT器件内电场分布图；
图4为通过较大电流时HBT器件内电场分布图；
图5为本发明实施例所提供的一种具体的HBT器件的结构示意图；
图6为本发明实施例所提供的另一种具体的HBT器件的结构示意图。
图中：1.衬底、2.次集电区、21.第一次集电区、22.第二次集电区、23.第三次集电区、3.集电区、4.基区、5.发射区、6.集电极、7.基极、8.发射极。
具体实施方式
本发明的核心是提供一种HBT器件，旨在从器件的角度根本改善HBT射频功放电路的热效应问题。HBT作为有源器件工作在射频放大电路中，对其各种热生成机制进行研究分析发现，热源的产生主要来自焦耳热的生成。焦耳热的大小取决于电流密度与电场的大小。满足热功率密度：
P＝J×E；
其中J为电流密度，E为HBT器件在工作时分布电场的大小，P为热功率密度。
功放正常偏置条件下，HBT器件发射结正偏，集电结反偏，因而，电场峰值位于集电结处，加在晶体管上的电压主要存在于反偏集电结上。由此，集电结处的耗尽区为整个晶体管的主要热生成区域。本发明即旨在通过对次集电区的修改达到重新调整HBT晶体管主要热生成区域分布的方式达到降低晶体管热功耗从而降低射频功放电路热效应的目的。
对于常用HBT(NPN)型器件，器件的电场分布取决于泊松方程理论：
其中E为电场强度，x表示沿器件竖直方向的位置坐标，q表示载流子所带电荷，εs为半导体材料的介电常数，Jc为电流密度，Vsat为电子饱和速度，Ncollector为集电区带电载流子浓度及电离杂质浓度的代数和，q×Ncollector为集电区的空间电荷密度。
由于HBT相较于BJT特别之处在于其BE结的异质结结构，因而其基区掺杂浓度可以在很高的情况下保持高的发射率，基区浓度约在19～20次方左右，相对基区集电区的掺杂浓度较小，因而大部分耗尽区位于集电极一侧。当作为功率放大器应用时，需将HBT偏置于大电流状态下，根据泊松方程，此时电场的分布不仅受掺杂浓度的影响，电流密度同时影响其分布，因而，随着电流密度的增加，集电结的峰值电场逐渐减小，而耗尽区逐渐向次集电极区域靠近。
在现有技术中，由于次集电区的掺杂浓度相比于集电区会突然升高，使得次集电区掺杂浓度远大于集电区掺杂浓度，因此耗尽区基本不会延伸至次集电区，而是在集电区与次集电区之间的次集电结处逐渐增加，从而使得在次集电结处电场强度过大，进而使得在次集电结处产生的热源会释放过多的热量。
现在的工艺技术中，HBT的集电区和次集电区通常采用分别在同样的条件下进行杂质的扩散或离子注入。相比于集电区的掺杂浓度，次集电区的掺杂浓度会突然升高2～3个数量级。由于掺杂浓度的阶跃变化且次集电区掺杂浓度远大于集电区掺杂浓度，因此当耗尽区延伸到次集电区后基本不再延伸，且在集电区与次集电区之间的次集电结处的电场逐渐增加。随着电流密度的增大，集电结处峰值电场逐渐减小直至消失，而次集电结处峰值电场则逐渐增加，因而，主要热生成区域逐渐转移至接近次集电区的区域。次集电结处的峰值电场不断增加，进而释放过多的热量。
而本发明所提供的一种HBT器件，包括衬底；位于衬底表面的次集电区；其中，所述次集电区的掺杂浓度沿从所述次集电区背向所述衬底一侧指向所述次集电区朝向所述衬底一侧的厚度方向逐渐提高；位于所述次集电区背向所述衬底一侧表面的集电区；位于所述集电区背向所述衬底一侧表面的基区；位于所述基区背向所述衬底一侧表面的发射区。
相较于浓度突变的集电极-次集电极区域情况，由于本发明所提供的HBT器件中，次集电极掺杂浓度沿从次集电区背向衬底一侧指向次集电区朝向衬底一侧的厚度方向逐渐提高，即次集电区中掺杂浓度是沿从集电区指向衬底的方向逐渐增加，当集电极区域耗尽区逐渐向次集电极区域延伸时，由于其浓度变化缓慢，因此耗尽区更容易向次集电极区域延伸，从而使得HBT器件中电场的峰值在次集电结处增加不明显；即在相同电流情况下，相比于现有技术中的HBT器件，本发明提供的HBT器件中次集电结处电场的峰值较低，电场变化平缓。从而可以有效减少热源的产生，进而优化了自热效应，使得该HBT器件在工作时产生的热量较低。
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参考图1，图2，图3以及图4，图1为本发明实施例所提供的一种HBT器件的结构示意图；图2为非工作状态时HBT器件内电场分布图；图3为通过较小电流时HBT器件内电场分布图；图4为通过较大电流时HBT器件内电场分布图。
参见图1，在本发明实施例中，所述HBT器件包括衬底1；位于衬底1表面的次集电区2；其中，所述次集电区2的掺杂浓度沿从所述次集电区2背向所述衬底1一侧指向所述次集电区2朝向所述衬底1一侧的厚度方向逐渐提高；位于所述次集电区2背向所述衬底1一侧表面的集电区3；位于所述集电区3背向所述衬底1一侧表面的基区4；位于所述基区4背向所述衬底1一侧表面的发射区5。
上述衬底1主要起支撑作用，上述次集电区2、集电区3、基区4以及发射区5等结构均需要在衬底1表面按照一定的先后顺序依次设置。有关在衬底1表面设置上述次集电区2、集电区3、基区4以及发射区5的具体工艺可以参考现有技术，在此不再进行赘述。需要说明的是，在本发明实施例中衬底1自身的掺杂浓度很低，其掺杂浓度通常在1×1013左右，即在本发明实施例中衬底1通常为半绝缘体。有关衬底1的具体材质可以参考现有技术，在此同样不再进行赘述。
上述次集电区2位于衬底1的某一个表面。次集电区2的主要作用是提供大量载流子，所以次集电区2的掺杂浓度通常较大，其载流子的平均浓度通常在6×1018左右。有关次集电区2的具体材质可以参考现有技术，在此不再进行赘述。有关次集电区2的具体内容将在下述段落中做详细介绍。
上述集电区3位于次集电区2背向衬底1一侧表面。为了保证集电区3与基区4之间具有良好的接触以及连接，集电区3的掺杂浓度通常不能太大。在现阶段，通常情况下集电区3的掺杂浓度通常小于次集电区2掺杂浓度2个数量级左右，即集电区3的掺杂浓度通常在1×1016左右。有关集电区3的具体材质以及厚度等相关参数可以参考现有技术，在此不再进行赘述。需要说明的是，由于上述集电区3与次集电区2的掺杂浓度不同，上述次集电区2与集电区3之间会形成名为次集电结的空间势垒。
上述基区4位于集电区3背向衬底1一侧表面。为了使得本发明实施例所提供的HBT器件具有较高的发射效率，上述基区4通常具有较高的掺杂浓度。通常情况下，在本发明实施例中基区4的掺杂浓度通常在2×1019左右。需要说明的是，上述次集电区2与集电区3的掺杂类型相同，即次集电区2与集电区3同为n型掺杂或p型掺杂；而基区4的掺杂类型与次集电区2和集电区3的掺杂类型不同，即若次集电区2与集电区3为n型掺杂，则基区4为p型掺杂。反之亦然。在本发明实施例中，基区4的厚度通常较薄。有关基区4的具体材质以及厚度等相关参数可以参考现有技术，在此不再进行赘述。还要说明的是，由于上述集电区3与基区4的掺杂类型不同，上述基区4与集电区3之间会形成名为集电结的pn结结构。
上述发射区5位于基区4背向衬底1一侧表面。为了使得在基区4具有较大掺杂浓度，即具有较高发射效率的前提下，使得发射结的注射效率接近1。在本发明实施例中上述发射区5的材质具体为宽带隙半导体材料，使得在基区4与发射区5之间形成名为发射结的异质结结构，该异质结也将使基区4与发射区5构成二维电子气结构。具体的，上述发射区5的掺杂浓度通常在4×1017左右。
需要说明的是，上述发射区5的掺杂类型与基区4的掺杂类型不同，即若基区4为p型掺杂，则发射区5为n型掺杂，反之亦然。在本发明实施例中，有关发射区5的具体材质以及厚度等相关参数可以参考现有技术，在此不再进行赘述。通常情况下，在本发明实施例中，HBT器件通常为npn型器件，即次集电区2为n型次集电区2、集电区3为n型集电区3、基区4为p型基区4、发射区5为n型发射区5；当然，在本发明实施例中HBT器件通常可以为pnp型器件，即次集电区2为p型次集电区2、集电区3为p型集电区3、基区4为p型基区4、发射区5为p型发射区5。有关HBT器件中各层结构的具体掺杂类型可以参考现有技术，在此不再进行赘述。
在本发明实施例中，所述次集电区2的掺杂浓度沿从所述次集电区2背向所述衬底1一侧指向所述次集电区2朝向所述衬底1一侧的厚度方向逐渐提高，即在本发明实施例中次集电区2中沿朝向集电区3一侧指向朝向衬底1一侧的方向，其掺杂浓度逐渐升高；同样可以理解为，在沿次集电区2的厚度方向上，从朝向集电区3一侧指向朝向衬底1一侧，次集电区2的掺杂浓度逐渐提高。需要说明的是，在本发明实施例中，次集电区2掺杂浓度的提高为宏观层面上掺杂浓度的提高。有关次集电区2的具体结构将在下述发明实施例中做详细介绍，在此不再进行赘述。
参见图2至图4，当HBT器件为非工作状态时，HBT器件中电场的峰值集中于集电结处；当HBT器件中通过较小的电流时，与现有技术相比，其在集电结处电场大小基本相同，但是由于在本发明实施例中耗尽区更容易延伸至次集电区2，使得在次集电结处本发明实施例所提供的HBT器件中在次集电结处电场强度明显小于现有技术中所提供的HBT器件中的电场强度；当HBT器件中通过较大电流时，HBT器件的耗尽区整体移动至次集电结附近，此时本发明实施例所提供的HBT器件相比于现有技术，其电场峰值更低，相应的热源更小，放热更少。
作为优选的，在本发明实施例中，为了保证在工作状态下HBT器件中的耗尽区可以顺利的延伸至次集电区2，上述次集电区2朝向所述集电区3一侧的掺杂浓度可以与所述集电区3的掺杂浓度相同。当次集电区2朝向集电区3一侧的掺杂浓度与集电区3的掺杂浓度相同时，耗尽区更容易延伸至次集电区2。
作为优选的，在本发明实施例中，为了保证次集电区2具有足够的掺杂浓度以提供载流子，上述次集电区2朝向所述衬底1一侧的掺杂浓度达到所述次集电区2的最大掺杂容量。所谓最大掺杂容量即对应次集电区2材质的最大掺杂浓度，当在次集电区2朝向衬底1一侧的掺杂浓度大于该最大掺杂容量时，掺杂的杂质将不会发生电离而产生对应的载流子。
本发明实施例所提供的一种HBT器件，作为功率放大器使用时，需要将HBT器件偏置于大电流状态下，此时HBT器件中的耗尽区会从集电区3逐渐延伸至次集电区2，相应的HBT器件中电场的峰值会从集电结处转移至集电区3与次集电区2之间的次集电结处。由于本发明所提供的HBT器件中，次集电区2掺杂浓度沿从次集电区2背向衬底1一侧指向次集电区2朝向衬底1一侧的厚度方向逐渐提高，即次集电区2中掺杂浓度是沿从集电区3指向衬底1的方向逐渐增加，上述HBT器件的耗尽区更容易向次集电区延伸，从而使得HBT器件中电场的峰值在次集电结处提升的较小；即在相同电流情况下，相比于现有技术中的HBT器件，本发明提供的HBT器件中次集电结处电场的峰值较低，从而可以有效减少热源的产生，进而优化了自热效应，使得该HBT器件在工作时产生的热量较低。
有关本发明所提供的一种HBT器件的具体结构将在下述发明实施例中做详细介绍。
请参考图5以及图6，图5为本发明实施例所提供的一种具体的HBT器件的结构示意图；图6为本发明实施例所提供的另一种具体的HBT器件的结构示意图。
区别于上述发明实施例，本发明实施例是在上述发明实施例的基础上，进一步的对HBT器件的结构进行具体限定。其余内容已在上述发明实施例中进行了详细介绍，在此不再进行赘述。
参见图5，在本发明实施例中，所述次集电区2可以包括位于所述衬底1表面的第一次集电区21；位于所述第一次集电区21背向所述衬底1一侧表面的第二次集电区22；其中，所述第二次集电区22的掺杂浓度小于所述第一次集电区21的掺杂浓度；位于所述第二次集电区22背向所述衬底1一侧表面的第三次集电区23；其中，所述第三次集电区23的掺杂浓度小于所述第二次集电区22的掺杂浓度；所述第三次集电区23背向所述衬底1一侧表面与所述集电区3接触。
在本发明实施例中，上述次集电区2由三层构成，分别为第一次集电区21，第二次集电区22以及第三次集电区23。其中第一次集电区21位于衬底1表面，其掺杂浓度最大；第三次集电区23与集电区3相接触，其中第三次集电区23的掺杂浓度相比于第一次集电区21以及第二次集电区22较小，但第三次集电区23的掺杂浓度通常不小于集电区3的掺杂浓度；第二次集电区22位于第一次集电区21以及第三次集电区23中间，同时第二次集电区22的掺杂浓度同样位于第一次集电区21的掺杂浓度与第三次集电区23的掺杂浓度之间。
在本发明实施例中，具体将次集电区2沿厚度方向划分成了三层，其中与集电区3相接触的第三次集电区23的掺杂浓度最低，与衬底1相接触的第一次集电区21的掺杂浓度最高。通过将次集电区2中的第一次集电区21，第二次集电区22以及第三次集电区23的掺杂浓度依次降低设置，从而实现了次集电区2整体的掺杂浓度沿从次集电区2背向衬底1一侧指向次集电区2朝向衬底1一侧的厚度方向逐渐升高。
具体的，在本发明实施例中，为了使得HBT器件在工作状态下耗尽区可以尽可能的延伸至次集电区2，上述第三次集电区23的掺杂浓度通常与集电区3的掺杂浓度相同。
由于现阶段工艺的限制，次集电区2中最大的掺杂浓度通常可以比集电区3的掺杂浓度大3至4个数量级，即次集电区2中最大的掺杂浓度通常可以为集电区3的掺杂浓度103至104倍。相应的在本发明实施例中，为了尽可能的提高次集电区2的平均掺杂浓度，上述第一次集电区21的掺杂浓度可以为所述集电区3的掺杂浓度的103至104倍，包括端点值。
具体的，在本发明实施例中，为了使得次集电区2整体的掺杂浓度呈均匀变化，上述第二次集电区22的掺杂浓度通常位于第一次集电区21的掺杂浓度与第二次集电区22掺杂浓度的中点，即上述第二次集电区22的掺杂浓度可以为所述集电区3的掺杂浓度的5×102至5×103倍，包括端点值。
当然，需要说明的是，在本发明实施例中可以将次集电区2沿次集电区2厚度方向划分为更多层，例如5层，8层等等均可。为了尽可能提高HBT器件的性能，只要保证次集电区2中与集电区3接触的膜层的掺杂浓度与集电区3掺杂浓度相同，次集电区2中与衬底1接触的膜层的掺杂浓度达到最大掺杂容量，同时次集电区2各个膜层之间掺杂浓度呈线性均匀变化即可。
参见图6，作为优选的，在本发明实施例中，所述次集电区2朝向所述集电区3一侧表面具有朝向所述集电区3的第一台阶面，所述第一台阶面设置有集电极6；所述基区4朝向所述发射区5一侧表面具有朝向所述发射区5的第二台阶面，所述第二台阶面设置有基极7；所述发射区5背向所述衬底1一侧表面设置有发射极8。
为了便于本发明实施例所提供的HBT器件中的次集电区2、基区4以及发射区5与外界其他部件相互电连接，在本发明实施例中HBT器件整体呈梯形，其中次集电区2朝向集电区3一侧表面具有朝向集电区3的第一台阶面，在该第一台阶面处设置有HBT器件与外界连接的集电极6，该集电极6在第一台阶面处与次集电区2电连接；而基区4朝向发射区5一侧表面具有朝向发射区5的第二台阶面，在该第二台阶面处设置有HBT器件与外界连接的基极7，该基极7在第二台阶面处与基区4电连接；在发射区5背向衬底1一侧表面设置有发射极8，该发射极8在发射区5表面与发射区5电连接。有关上述集电极6、基极7以及发射极8的具体材质等相关内容可以参考现有技术，在此不再进行赘述。
本发明实施例所提供的一种HBT器件，通过将次集电区2分为第一次集电区21、第二次集电区22、第三次集电区23，并且具体通过使第一次集电区21，第二次集电区22以及第三次集电区23的掺杂浓度依次降低设置，从而实现了次集电区2整体的掺杂浓度沿从次集电区2背向衬底1一侧指向次集电区2朝向衬底1一侧的厚度方向逐渐升高；同时通过上述集电极6，基极7以及发射极8的设置便于HBT器件与外界其余部件电连接。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同或相似部分互相参见即可。
最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上对本发明所提供的一种HBT器件进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (7)

1.一种HBT器件，其特征在于，包括：
衬底；
位于衬底表面的次集电区；其中，所述次集电区的掺杂浓度沿从所述次集电区背向所述衬底一侧指向所述次集电区朝向所述衬底一侧的厚度方向逐渐升高；
位于所述次集电区背向所述衬底一侧表面的集电区；
位于所述集电区背向所述衬底一侧表面的基区；
位于所述基区背向所述衬底一侧表面的发射区。
2.根据权利要求1所述的HBT器件，其特征在于，所述次集电区朝向所述集电区一侧的掺杂浓度与所述集电区的掺杂浓度相同。
3.根据权利要求2所述的HBT器件，其特征在于，所述次集电区朝向所述衬底一侧的掺杂浓度达到所述次集电区的最大掺杂容量。
4.根据权利要求1所述的HBT器件，其特征在于，所述次集电区为n型次集电区；所述集电区为n型集电区；所述基区为p型基区；所述发射区为n型发射区。
5.根据权利要求1所述的HBT器件，其特征在于，所述次集电区朝向所述集电区一侧表面具有朝向所述集电区的第一台阶面，所述第一台阶面设置有集电极；所述基区朝向所述发射区一侧表面具有朝向所述发射区的第二台阶面，所述第二台阶面设置有基极；所述发射区背向所述衬底一侧表面设置有发射极。
6.根据权利要求1至5任一项权利要求所述的HBT器件，其特征在于，所述次集电区包括：
位于所述衬底表面的第一次集电区；
位于所述第一次集电区背向所述衬底一侧表面的第二次集电区；其中，所述第二次集电区的掺杂浓度小于所述第一次集电区的掺杂浓度；
位于所述第二次集电区背向所述衬底一侧表面的第三次集电区；其中，所述第三次集电区的掺杂浓度小于所述第二次集电区的掺杂浓度；所述第三次集电区背向所述衬底一侧表面与所述集电区接触。
7.根据权利要求6所述的HBT器件，其特征在于，所述第一次集电区的掺杂浓度为所述集电区的掺杂浓度的103至104倍，包括端点值。
CN201811623348.0A 2018-12-28 2018-12-28 一种hbt器件 Pending CN109449201A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811623348.0A CN109449201A (zh) 2018-12-28 2018-12-28 一种hbt器件

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811623348.0A CN109449201A (zh) 2018-12-28 2018-12-28 一种hbt器件

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN109449201A true CN109449201A (zh) 2019-03-08

Family

ID=65540405

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201811623348.0A Pending CN109449201A (zh) 2018-12-28 2018-12-28 一种hbt器件

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN109449201A (zh)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2543736A1 (fr) * 1983-03-31 1984-10-05 Thomson Csf Procede de fabrication d'un transistor de puissance a tenue en tension elevee a l'ouverture
CN1628383A (zh) * 2001-12-27 2005-06-15 空间工程股份有限公司 异质结双极晶体管的结构及方法
US20050145884A1 (en) * 2004-01-07 2005-07-07 Masanobu Nogome Semiconductor device
CN209169150U (zh) * 2018-12-28 2019-07-26 苏州英诺迅科技股份有限公司 一种hbt器件

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2543736A1 (fr) * 1983-03-31 1984-10-05 Thomson Csf Procede de fabrication d'un transistor de puissance a tenue en tension elevee a l'ouverture
EP0127488A2 (fr) * 1983-03-31 1984-12-05 Thomson-Csf Procédé de fabrication d'un transistor de puissance à tenue en tension élevée à l'ouverture
CN1628383A (zh) * 2001-12-27 2005-06-15 空间工程股份有限公司 异质结双极晶体管的结构及方法
US20050145884A1 (en) * 2004-01-07 2005-07-07 Masanobu Nogome Semiconductor device
CN1638142A (zh) * 2004-01-07 2005-07-13 松下电器产业株式会社 半导体器件
CN209169150U (zh) * 2018-12-28 2019-07-26 苏州英诺迅科技股份有限公司 一种hbt器件

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8853827B2 (en) Silicon carbide bipolar junction transistor (BJT) having a surface electrode disposed on a surface passivation layer formed at a region between emitter contact and base contact
CN104779303B (zh) 一种垂直型恒流二极管及其制造方法
EP2438618A1 (en) Power switching devices having controllable surge current capabilities
CN114188396B (zh) 一种绝缘栅双极晶体管及其制造方法、电子设备
KR100514398B1 (ko) 실리콘 카바이드 전계제어 바이폴라 스위치
CN114551601B (zh) 高抗浪涌电流能力的集成栅控二极管的碳化硅mosfet
CN101599508A (zh) 半导体装置
CN108155225A (zh) 恒流器件及其制造方法
CN209169150U (zh) 一种hbt器件
CN105609548A (zh) 一种半导体器件及其制造方法
JP2000058819A (ja) 電力用半導体装置
Rathman Optimization of the doping profile in Si permeable base transistors for high-frequency, high-frequency, high-voltage operation
CN109449201A (zh) 一种hbt器件
Shen et al. Optimized P-emitter doping for switching-off loss of superjunction 4H-SiC IGBTs
CN109346515B (zh) 一种碳化硅绝缘栅双极型晶体管
GB2612636A (en) Semiconductor device
Phung et al. Modelling of a symmetrical bipolar monolithic bidirectional switch
Gaul et al. Pulsed high-power operation of p/sup+/pnn/sup+/-avalanche diodes near avalanche resonance for mm-wave oscillators
Jiang et al. Design and optimization of linearly graded-doping junction termination extension for 3.3-kV-class IGBTs
JP2008053752A (ja) 電力用半導体装置
JP2008085359A (ja) 電力用半導体装置
CN205428937U (zh) 非穿通型igbt
JP2004022818A (ja) ダブルへテロ接合バイポーラトランジスタ
CN218039217U (zh) 一种晶体管双台面结构
CN110854208B (zh) 一种含埋层结构的碳化硅PiN二极管

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination