CN220652018U - 一种高增益复合bjt结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及半导体器件技术领域，公开了一种高增益复合BJT结构，由横向pnp和横向npn组成，所述复合BJT结构包括：浅槽隔离层；N型注入：第一N型注入、第二N型注入和第三N型注入；多晶硅栅：第一多晶硅栅和第二多晶硅栅；P型注入；P型区；N型区：第一N型区和第二N型区；横向pnp由P型注入作横向npn的发射极，P型区作集电极，第一N型区和第三N型注入作基极；横向npn由第二N型注入作集电极，第一N型注入作横向npn的发射极，P型区作横向npn的基极。本实用新型通过复合pnp和npn器件，实现了更高的增益和更好的性能，克服了传统单一BJT结构的一些限制，提供了适用于高频和低功耗应用的解决方案，可用于改进和优化集成电路的设计和制备过程。
Description
技术领域
本实用新型涉及半导体器件技术领域，特别涉及一种高增益复合BJT结构。
背景技术
双极结型晶体管“BJT”在BCD工艺的许多应用中都很重要，与MOSFET相比，BJT通常表现出更高的增益、更好的频率性能和更低的噪声。BJT的增益(β)定义为集电极电流IC与基极电流IB的比值，BJT在普通BCD工艺中集成时，受工艺限制其增益通常较低。
更进一步来说，在BCD工艺中集成pnp器件，一般按结构分为纵向pnp和横向pnp。其中纵向pnp以P型衬底作集电区，由于其集电极与衬底相通，在电路中总是接在最低电位处，这使它的使用场合受到了限制。而一般的横向pnp器件发射极和集电极之间有较长的距离，会导致较大的基区电阻，所以一般的横向pnp器件增益较低且受工艺限制。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种高增益复合BJT结构，通过复合pnp和npn器件，实现了更高的增益和更好的性能，该结构克服了传统单一BJT结构的一些限制，提供了适用于高频和低功耗应用的解决方案，可用于改进和优化集成电路的设计和制备过程。
为达到上述实用新型目的，本实用新型采用的技术方案为一种高增益复合BJT结构，由横向pnp和横向npn组成，所述复合BJT结构包括：浅槽隔离层；
N型注入：第一N型注入、第二N型注入和第三N型注入；
多晶硅栅：第一多晶硅栅和第二多晶硅栅；
P型注入；
P型区；
N型区：第一N型区和第二N型区；
横向pnp由P型注入作横向npn的发射极，P型区作集电极，第一N型区和第三N型注入作基极；
横向npn由第二N型注入作集电极，第一N型注入作横向npn的发射极，P型区作横向npn的基极。
进一步的，其中横向pnp的增益乘以横向npn的增益，作为复合BJT的总增益。
进一步的，其中浅槽隔离层用于隔离不同功能区域。
进一步的，其中N型注入用于形成横向pnp和横向npn的集电极。
进一步的，其中多晶硅栅用于控制横向pnp和横向npn的基区距离。
进一步的，其中多晶硅栅阻挡了离子注入到栅极下结构的区域，实现了基区距离的可控性。
本实用新型与现有技术相比的优点在于：本实用新型的复合BJT结构由横向pnp和横向npn组成，复合BJT器件的增益是横向pnp增益与横向npn增益的乘积。
提高了晶体管的增益和性能稳定性，适用于高频和低功耗应用，具备较好的集成性和可靠性。
通过复合结构的设计和参数调节，可以达到更高的增益，并且可以根据具体应用需求进行灵活的优化设计。该结构可以应用于各种集成电路领域，如放大器、开关电路和逻辑电路等。
附图说明
附图1为本实用新型中复合BJT器件的剖面示意图；
附图2为本实用新型横向pnp和横向npn组成的复合BJT示意图一；
附图3为本实用新型横向pnp和横向npn组成的复合BJT示意图二；
如图所示：1、浅槽隔离层；2、第一N型注入；3、第一多晶硅栅；4、第二N型注入；5、第二多晶硅栅；6、P型注入；7、第三N型注入；8、P型区；9、第一N型区；10、第二N型区。
具体实施方式
为了使本实用新型的内容更容易被清楚地理解，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
结合附图1至附图3所示的一种高增益复合BJT结构，由横向pnp和横向npn组成，所述复合BJT结构包括：浅槽隔离层(STI)1；
N型注入(N+)：第一N型注入2、第二N型注入4和第三N型注入7；
多晶硅栅：第一多晶硅栅3和第二多晶硅栅5；
P型注入(P+)6；
P型区8；
N型区：第一N型区9和第二N型区10；
横向pnp由P型注入6作横向npn的发射极，P型区8作集电极，第一N型区9和第三N型注入7作基极；
横向npn由第二N型注入4作集电极，第一N型注入2作横向npn的发射极，P型区8作横向npn的基极。
复合BJT器件相对于一般的横向pnp器件来说，首先其增益大大提高，具体可以理解为横向pnp的基极电流(IB)乘上横向pnp的增益(β1)得到横向pnp的集电极电流,横向pnp的集电极电流再作为横向npn的基极电流经横向npn的增益(β2)放大，得到复合BJT的IC。最终复合BJT的增益(β)可以等效为横向pnp增益与横向npn增益的乘积。
其次多晶硅栅挡住离子向栅极下结构(氧化层和半导体)的注入，使离子对半导体的注入正好发生在它的两侧，保证横向pnp和横向npn的发射极与集电极之间的距离可控，从而实现基区距离可控(取决于工艺栅长)且增益不再与阱深相关，让器件性能更加稳定。
其中横向pnp的增益乘以横向npn的增益，作为复合BJT的总增益，中浅槽隔离层1用于隔离不同功能区域，其中N型注入用于形成横向pnp和横向npn的集电极，其中多晶硅栅用于控制横向pnp和横向npn的基区距离，其中多晶硅栅阻挡了离子注入到栅极下结构的区域，实现了基区距离的可控性。
以上所述仅为本实用新型专利的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型专利，凡在本实用新型专利的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型专利的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种高增益复合BJT结构，其特征在于，由横向pnp和横向npn组成，所述复合BJT结构包括：浅槽隔离层(1)；
N型注入：第一N型注入(2)、第二N型注入(4)和第三N型注入(7)；
多晶硅栅：第一多晶硅栅(3)和第二多晶硅栅(5)；
P型注入(6)；
P型区(8)；
N型区：第一N型区(9)和第二N型区(10)；
横向pnp由P型注入(6)作横向npn的发射极，P型区(8)作集电极，第一N型区(9)和第三N型注入(7)作基极；
横向npn由第二N型注入(4)作集电极，第一N型注入(2)作横向npn的发射极，P型区(8)作横向npn的基极。
2.根据权利要求1所述的一种高增益复合BJT结构，其特征在于：其中横向pnp的增益乘以横向npn的增益，作为复合BJT的总增益。
3.根据权利要求1所述的一种高增益复合BJT结构，其特征在于：其中浅槽隔离层(1)用于隔离不同功能区域。
4.根据权利要求1所述的一种高增益复合BJT结构，其特征在于：其中N型注入用于形成横向pnp和横向npn的集电极。
5.根据权利要求1所述的一种高增益复合BJT结构，其特征在于：其中多晶硅栅用于控制横向pnp和横向npn的基区距离。
6.根据权利要求1所述的一种高增益复合BJT结构，其特征在于：其中多晶硅栅阻挡了离子注入到栅极下结构的区域，实现了基区距离的可控性。
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