DE112012005174T5

DE112012005174T5 - Bipolartransistorstruktur für reduzierte Stromverdichtung und Verfahren zu ihrer Herstellung

Info

Publication number: DE112012005174T5
Application number: DE112012005174.2T
Authority: DE
Inventors: Lin Cheng; Anant Kumar Agarwal; Sei-Hyung Ryu
Original assignee: Cree Inc
Current assignee: Wolfspeed Inc
Priority date: 2011-12-12
Filing date: 2012-12-11
Publication date: 2014-09-11
Anticipated expiration: 2032-12-12
Also published as: WO2013090250A1; DE112012005174B4; TWI536561B; US20130146894A1; TW201332103A; KR20140102674A; US9755018B2; CN103975439B; CN103975439A; KR101723277B1

Abstract

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Bipolartransistorstruktur (BJT-Struktur), die im Vergleich zu herkömmlichen BJTs die Stromverdichtung erheblich reduziert und gleichzeitig die Stromverstärkung verbessert. Der BJT enthält einen Kollektor, einen Basisbereich und einen Emitter. Der Basisbereich ist über dem Kollektor gebildet und enthält wenigstens einen extrinsischen Basisbereich und einen intrinsischen Basisbereich, der sich oberhalb des wenigstens einen extrinsischen Basisbereichs erstreckt, um eine Mesa bereitzustellen. Der Emitter ist über der Mesa gebildet. Der BJT kann aus verschiedenen Materialsystemen gebildet sein, wie z. B. dem Siliziumcarbid-Materialsystem (SiC-Materialsystem). In einer Ausführungsform ist der Emitter über der Mesa gebildet, so dass im Wesentlichen kein Anteil des Emitters über den extrinsischen Basisbereichen gebildet ist. Typischerweise, aber nicht notwendigerweise, ist der intrinsische Basisbereich dem wenigstens einen extrinsischen Basisbereich direkt lateral benachbart.

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Bipolartransistor (BJT) und insbesondere auf eine BJT-Struktur, die die Stromverdichtung reduziert.
Hintergrund
Ein Bipolartransistor (BJT) ist ein gängiger Transistortyp, der im Allgemeinen in Verstärkungs- oder Schaltungsanwendungen verwendet wird. BJTs sind typischerweise dreipolige Transistoren, die eine Basis, einen Kollektor und einen Emitter aufweisen. Eine beispielhafte Elementarzellenstruktur für einen vertikal geschichteten BJT 10 vom NPN-Typ ist in 1 dargestellt. Wie abgebildet ist, enthält der BJT 10 ein Substrat 12, das mit einem Dotanden vom N-Typ (N⁺) hoch dotiert ist und aus einem Abschnitt einer Halbleiterscheibe 14 gebildet ist. Ein Kollektor 16, der mit einem Dotanden vom N-Typ (N) mäßig dotiert ist, ist über dem Substrat 12 aus einer oder mehreren Kollektorschichten 18 gebildet. Ein Basisbereich 20, der mit einem Dotanden vom P-Typ (P) mäßig dotiert ist, ist über dem Kollektor 16 aus einer oder mehreren Basisschichten 22 gebildet. Ein Emitter 24, der mit einem Dotanden vom N-Typ (N⁺) hoch dotiert ist, ist über einem zentralen Abschnitt des Basisbereichs 20 aus einer oder mehreren Emitterschichten 26 gebildet.
Eine Emitterkappe 28, die mit einem Dotanden vom N-Typ (N⁺) höher als der Emitter 24 dotiert ist, ist über dem Emitter 24 aus einer oder mehreren Emitterkappenschichten 30 gebildet. Ein Emitterstromübergang bzw. -Ohmscher-Kontakt 32 ist auf der Emitterkappe 28 gebildet. Die Emitterkappe 28 und der Emitterstromübergang 32 bilden effektiv einen elektrischen Kontakt für den Emitter 24, wobei der Emitterstromübergang 32 externe elektrische Verbindungen zu der Emitterkappe ermöglicht und die Emitterkappe 28 eine Verbindung mit relativ niedrigem Widerstand zu dem Emitter 24 bereitstellt.
Die Kontakte für den Basisbereich 20 können durch selektiv hohes Dotieren von äußeren Abschnitten des Basisbereichs 20 mit einem Dotanden vom P-Typ (P⁺) gebildet werden, um Basiskappenbereiche 34 innerhalb des Basisbereichs 20 zu bilden. Basisstromübergänge bzw. -Ohmsche-Kontakte 36 können auf den Basiskappenbereichen 34 gebildet werden, um externe elektrische Verbindungen mit den Basiskappenbereichen 34 zu ermöglichen, wobei die Basiskappenbereiche 34 Verbindungen mit relativ niedrigem Widerstand zwischen dem Basisbereich 20 und den jeweiligen Basisstromübergängen 36 bereitstellen. Alternativ kann jeder Basiskappenbereich 34 aus einer getrennten Schicht, die sich auf einer Oberseite des Basisbereichs 20 befindet, gebildet sein, im Gegensatz dazu, dass sie, wie abgebildet, in dem Basisbereichs 20 bereitgestellt ist.
Ein Kollektorstromübergang bzw. -Ohmscher-Kontakt 38 kann auf der Unterseite des hoch dotierten (N⁺) Substrats 12 gebildet sein, um einen Kontakt für den Kollektor 16 bereitzustellen. Im Wesentlichen ermöglicht der Kollektorstromübergang 38 eine externe elektrische Verbindung zu dem Substrat 12, die eine Verbindung mit relativ niedrigem Widerstand zwischen dem Kollektor 16 und dem Kollektorstromübergang 38 bereitstellt. Alternativ kann der Kollektorstromübergang 38 auf einer Kollektorkappe (nicht gezeigt) gebildet sein, die auf der Oberseite des Kollektors 16 oder innerhalb des Kollektors 16 gebildet ist.
Im Betrieb ermöglicht der BJT 10, dass ein Kollektorstrom i_c von dem Kollektorstromübergang 38 zu dem Emitterstromübergang 32 durch den Basisbereich 20 Fließt, wenn er in Durchlassrichtung gepolt ist. In Durchlassrichtung gepolt zu sein bedeutet, dass eine positive Spannung von ausreichender Höhe über den Basisstromübergang 36 und den Emitterstromübergang 32 angelegt ist. Zusätzlich zu dem Kollektorstrom i_c, der von dem Kollektorstromübergang 38 zu dem Emitterstromübergang 32 fließt, fließt ein relativ kleiner Basisstrom i_b von den Basisstromübergängen 36 zu dem Emitterstromübergang 32, wie in 2A dargestellt ist. Der Basisstrom i_b fließt seitlich von jedem der entsprechenden Basiskappenbereiche 34 nach innen zu dem Abschnitt des Basisbereichs 20, der sich unterhalb des Emitters 24 befindet, hin und fließt dann vertikal nach oben durch den Emitter 24 und die Emitterkappe 28 zu dem Emitterstromübergang 32. Der Basisbereich weist einen gewissen Widerstand auf, und damit erzeugt der seitliche Fluss des Basisstroms i_b durch den Basisbereich 20 einen seitlichen Potentialunterschied oder Spannungsabfall, die sogenannte Eigenspannungsabnahme (”Self-Debiasing”), in dem Basisbereich 20. Mit anderen Worten variiert das Potential über den Basisbereich 20 und nimmt insbesondere allmählich von einem zentralen Bereich R_C, der sich unter dem Mittelabschnitt des Emitters 24 befindet, zu den jeweiligen äußeren Bereichen R_O zu.
Wie in 2B dargestellt ist, verursacht der seitliche Potentialunterschied in dem Basisbereich 20 eine erhebliche ungleichmäßige Verteilung des Kollektorstroms i_c durch den Emitter 24 und den Abschnitt des Basisbereichs 20, der sich unterhalb des Emitters 24 befindet, wenn der BJT in Durchlassrichtung gepolt ist. Als Ergebnis verursachen die relativ niedrigeren Potentiale in dem oder nahe dem zentralen Bereich R_C, dass eine relativ niedrigere Konzentration von Kollektorstrom i_c durch den zentralen Bereich R_C des Basisbereichs und den zentralen Abschnitt des Emitters 24 fließt. Umgekehrt verursachen die relativ höheren Potentiale in dem Basisbereich 20 unterhalb der äußeren Abschnitte des Emitters 24, dass relativ höhere Konzentrationen von Kollektorstrom i_c durch die äußeren Abschnitte des Basisbereichs 20 und des Emitters 24 fließt. Die Dichte des Kollektorstroms i_c erhöht sich weiter mit dem Annähern an die äußeren Ränder des Emitters 24. Die eingekreisten Abschnitte, die mit ”A” gekennzeichnet sind, heben die äußeren Gebiete des Basisbereichs 20 und des Emitters 24 hervor, wo die Kollektorstromdichte, i_c-Dichte, am höchsten ist. Das Phänomen einer erheblich höheren Dichte des Kollektorstroms i_c in der Nähe der äußeren Gebiete des Basisbereichs 20, die sich unterhalb des Emitters 24 befinden, und der äußeren Gebiete des Emitters 24 wird als ”Emitter-Stromverdichtung” bezeichnet.
Stromverdichtung ist in BJTs problematisch, weil die übermäßige Kollektorstromdichte, i_c-Dichte, in jenen Gebieten, die für Stromverdichtung anfällig sind, übermäßig viel Wärme erzeugt. Die übermäßige Wärmeerzeugung in jenen Gebieten, die für Stromverdichtung anfällig sind, führt zu schlechter Leistung der Vorrichtung und in vielen Fällen zu dauerhaftem Schaden. Daher gibt es einen Bedarf, die Stromverdichtung in BJTs zu reduzieren. Es gibt einen weiteren Bedarf, die Stromverdichtung in BJTs zu verringern, ohne die Gesamtleistung der Vorrichtung erheblich zu beeinflussen.
Zusammenfassung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Bipolartransistorstruktur (BJT-Struktur), die im Vergleich zu herkömmlichen BJTs die Stromverdichtung erheblich reduziert und gleichzeitig die Stromverstärkung verbessert. Der BJT enthält einen Kollektor, einen Basisbereich und einen Emitter. Der Basisbereich ist über dem Kollektor gebildet und enthält wenigstens einen extrinsischen Basisbereich und einen intrinsischen Basisbereich, der sich oberhalb des wenigstens einen extrinsischen Basisbereichs erstreckt, um eine Mesa bereitzustellen. Der Emitter ist über der Mesa gebildet. Der BJT kann aus verschiedenen Materialsystemen gebildet sein, wie z. B. dem Siliziumcarbid-Materialsystem (SiC-Materialsystem). In einer Ausführungsform ist der Emitter über der Mesa gebildet, so dass im Wesentlichen kein Anteil des Emitters über den extrinsischen Basisbereichen gebildet ist. Typischerweise, aber nicht notwendigerweise, ist der intrinsische Basisbereich dem wenigstens einen extrinsischen Basisbereich direkt lateral benachbart.
Die Mesa, die durch den intrinsischen Bereich bereitgestellt ist, erstreckt sich im Wesentlichen oberhalb der Oberseite der umgebenden extrinsischen Bereiche. Der intrinsische Basisbereich weist eine erste nominale Dicke auf, und der wenigstens eine extrinsische Basisbereich weist eine zweite nominale Dicke auf. Die Dicke der Mesa ist gleich dem Unterschied zwischen der ersten nominalen Dicke des intrinsischen Basisbereichs und der zweiten nominalen Dicke der extrinsischen Basisbereiche und ist im Allgemeinen wenigstens zehn Prozent der ersten nominalen Dicke des intrinsischen Basisbereichs.
In ausgewählten Ausführungsformen kann der intrinsische Basisbereich eine graduierte Dotierungskonzentration in der Nominalrichtung aufweisen. Alternativ kann er effektiv einen oberen Abschnitt und einen unteren Abschnitt, der sich unterhalb des oberen Abschnitts befindet, aufweisen. Der obere Abschnitt ist gewollt mit einem ersten Dotanden in einer ersten Konzentration dotiert, und der untere Abschnitt ist gewollt mit dem ersten Dotanden in einer zweiten Konzentration, die sich gewollt von der ersten Dotandenkonzentration unterscheidet, dotiert. Die erste Konzentration in dem oberen Abschnitt kann höher sein als die zweite Konzentration in dem unteren Abschnitt. Beispielsweise kann die erste Konzentration in dem oberen Abschnitt wenigstens zweimal höher sein als die zweite Konzentration in dem unteren Abschnitt. Um die Eigenspannungsabnahme des Vorwärtsabfalls der Basis-Emitter-Spannung durch Reduzieren des Widerstands des oberen Abschnitts des extrinsischen Basisbereichs zu reduzieren, sollte die Grenzfläche zwischen dem oberen Abschnitt und dem unteren Abschnitt des intrinsischen Basisbereichs niedriger sein als die Oberseite des extrinsischen Basisbereichs, was zu zwei unterschiedlichen Dotandenkonzentrationen in dem extrinsischen Basisbereich führt.
Bestimmte Ausführungsformen können eine Aussparung in einer Oberseite der Mesa einsetzen, wobei sich die Aussparung nach unten in die Mesa erstreckt. Die Seitenwände der Aussparung können in einigen Ausführungsformen im Wesentlichen vertikal sein und in anderen Ausführungsformen relativ zu der Epitaxieebene des BJT abgewinkelt sein.
Fachleute verstehen den Schutzbereich der Erfindung und erkennen zusätzliche Aspekte davon nach dem Lesen der folgenden genauen Beschreibung im Zusammenhang mit den begleitenden Zeichnungen.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
Die begleitenden Zeichnungen, die in der Patentbeschreibung enthalten sind und einen Teil davon bilden, stellen mehrere Aspekte der Erfindung dar und dienen zusammen mit der Beschreibung dazu, die Prinzipien der Erfindung zu erläutern.
1 ist ein Querschnitt eines herkömmlichen Bipolartransistors (BJT).
2A stellt seitlich fließende Basisströme in dem herkömmlichen BJT von 1 dar, wenn der Basis-Emitter in Durchlassrichtung gepolt ist.
2B stellt Stromverdichtung in dem herkömmlichen BJT von 1 dar, wenn der Basis-Emitter in Durchlassrichtung gepolt ist.
3 ist ein Querschnitt einer ersten Ausführungsform eines BJT gemäß der Erfindung.
4 ist ein Querschnitt einer zweiten Ausführungsform eines BJT gemäß der Erfindung.
5 ist ein Querschnitt einer dritten Ausführungsform eines BJT gemäß der Erfindung.
6 ist ein Querschnitt einer vierten Ausführungsform eines BJT gemäß der Erfindung.
7 ist ein Querschnitt einer fünften Ausführungsform eines BJT gemäß der Erfindung.
8A bis 8I stellen aufeinanderfolgende Schritte in einem beispielhaften Prozess zum Herstellen des BJT von 6 dar.
Ausführliche Beschreibung
Die Ausführungsformen, die nachstehend dargelegt sind, repräsentieren die notwendigen Informationen, um Fachleuten zu ermöglichen, die Erfindung praktisch auszuführen, und stellen die beste Art und Weise der praktischen Ausführung der Erfindung dar. Nach dem Lesen der folgenden Beschreibung vor dem Hintergrund der begleitenden Zeichnungen verstehen Fachleute die Konzepte der Erfindung und erkennen Anwendungen dieser Konzepte, die hier nicht besonders angesprochen sind. Es ist zu verstehen, dass diese Konzepte und Anwendungen in den Schutzbereich der Erfindung und der begleitenden Ansprüche fallen.
Es ist zu verstehen, dass dann, wenn ein Element wie z. B. eine Schicht, ein Bereich oder Substrat als ”auf” einem anderen Element oder als sich ”auf” ein anderes Element erstreckend bezeichnet wird, es direkt auf dem anderen Element sein kann oder sich direkt auf das andere Element erstrecken kann oder auch dazwischenliegende Elemente vorhanden sein können. Es ist außerdem zu verstehen, dass ”auf” nicht irgendeine bestimmte Orientierung nahelegen soll. Im Gegensatz dazu sind dann, wenn ein Element als ”direkt auf” einem anderen Element oder als sich ”direkt auf” ein anderes Element erstreckend bezeichnet wird, keine dazwischenliegenden Elemente vorhanden. Es ist außerdem zu verstehen, dass dann, wenn ein Element als ”verbunden” oder ”gekoppelt” mit einem anderen Element bezeichnet wird, es mit dem anderen Element direkt verbunden oder gekoppelt sein kann oder dazwischenliegende Elemente vorhanden sein können. Im Gegensatz dazu sind dann, wenn ein Element als ”direkt verbunden” oder ”direkt gekoppelt” mit einem anderen Element bezeichnet wird, keine dazwischenliegenden Elemente vorhanden. Beispielsweise können irgendwelche benachbarten Paare von Epitaxieschichten oder Vorrichtungsstrukturen dazwischenliegende Schichten oder Strukturen aufweisen, die sich zwischen ihnen befinden, sofern nicht spezifisch anders beschrieben.
Relative Begriffe wie z. B. ”oben”, ”unten”, ”unterhalb”, ”oberhalb”, ”obere”, ”untere” oder ”horizontal”, ”vertikal”, ”seitlich” und Ähnliches können hier verwendet werden, um eine Beziehung eines Elements, einer Schicht oder eines Bereichs zu einem anderen Element, einer anderen Schicht oder einem anderen Bereich zu beschreiben, wie es in den Figuren dargestellt ist. Es ist zu verstehen, dass diese Begriffe dazu dienen, unterschiedlich Orientierungen der Vorrichtung zusätzlich zu den in den Figuren abgebildeten Orientierungen einzuschließen.
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf eine Bipolartransistorstruktur (BJT-Struktur), die im Vergleich zu herkömmlichen BJTs die Stromverdichtung erheblich reduziert und gleichzeitig die Stromverstärkung verbessert. Die Stromverdichtung in den offenbarten BJTs kann im Vergleich mit herkömmlichen BJTs um 25%, 50% und sogar 75% und mehr reduziert werden, während die Stromverstärkung abhängig von der spezifischen Konfiguration um 2× oder mehr verbessert werden kann. Ferner wird eine Reduktion der Stromverdichtung ohne negativen Einfluss auf die Stromverstärkung der Vorrichtung erreicht.
Ein beispielhafter vertikal geschichteter BJT 40 vom NPN-Typ, der eine Struktur aufweist, die die Stromverdichtung gemäß einer ersten Konfiguration reduziert, ist in 3 dargestellt. Wie abgebildet enthält der BJT 40 ein Substrat 42, das mit einem Dotanden vom N-Typ (N⁺) hoch dotiert ist und aus einem Abschnitt einer Halbleiterscheibe 44 gebildet ist. Ein Kollektor 46, der mit einem Dotanden vom N-Typ (N) mäßig dotiert ist, ist über dem Substrat 42 aus einem oder mehreren Kollektorschichten 48 gebildet. Ein Basisbereich 46, der mit einem Dotanden vom P-Typ (P) mäßig dotiert ist, ist über dem Kollektor 46 aus einer oder mehreren Basisschichten 22 gebildet. Zum Zweck der Beschreibung und Übersichtlichkeit ist der Basisbereich so gezeigt, dass er einen intrinsischen Basisbereich 50I aufweist, der sich zwischen zwei extrinsischen Basisbereichen 50E befindet. Wenn auf den intrinsischen und den extrinsischen Basisbereich 50I und 50E gemeinsam Bezug genommen wird, wird der gesamte Basisbereich im Allgemeinen als Basisbereich 50 bezeichnet.
Ein Emitter 54, der mit einem Dotanden vom N-Typ (N⁺) hoch dotiert ist, ist über dem intrinsischen Basisbereich 50I aus einer oder mehreren Emitterschichten 56 gebildet. Eine Emitterkappe 58, die mit einem Dotanden vom N-Typ (N⁺) noch höher dotiert ist als der Emitter 54, ist über dem Emitter 54 aus einer oder mehreren Emitterkappenschichten 60 gebildet. Ein Emitterstromübergang 62 ist auf der Emitterkappe 58 gebildet. Die Emitterkappe 58 und der Emitterstromübergang 62 bilden effektiv einen Kontakt für den Emitter 54, wobei der Emitterstromübergang 62 externe elektrische Verbindungen zu der Emitterkappe ermöglicht und die Emitterkappe 58 eine Verbindung mit relativ niedrigem Widerstand zu dem Emitter 54 bereitstellt.
Die Kontakte für den Basisbereich 50 können durch selektiv hohes Dotieren von äußeren Abschnitten des intrinsischen Basisbereichs 50E mit einem Dotanden vom P-Typ (P⁺) gebildet werden, um Basiskappenbereiche 64 innerhalb des extrinsischen Basisbereichs 50E zu bilden. Basisstromübergänge 66 können auf den Basiskappenbereichen 64 gebildet werden, um externe elektrische Verbindungen mit den Basiskappenbereichen 64 zu ermöglichen, wobei die Basiskappenbereiche 64 Verbindungen mit relativ niedrigem Widerstand zwischen den extrinsischen Basisbereichen 50E und den jeweiligen Basisstromübergängen 66 bereitstellen. Alternativ können die Basiskappenbereiche 64 aus einer getrennten Schicht gebildet sein, die sich auf einer Oberseite der extrinsischen Basisbereiche 50E befindet, im Gegensatz dazu, dass sie, wie abgebildet, in den extrinsischen Basisbereichen 50E gebildet sind.
Ein Kollektorstromübergang 68 kann auf der Unterseite des hoch dotierten (N⁺) Substrats 42 gebildet sein, um einen Kontakt für den Kollektor 16 bereitzustellen. Im Wesentlichen ermöglicht der Kollektorstromübergang 68 eine externe elektrische Verbindung zu dem Substrat 12, die eine Verbindung mit relativ niedrigem Widerstand zwischen dem Kollektor 46 und dem Kollektorstromübergang 68 bereitstellt. Alternativ kann der Kollektorstromübergang 68 auf einer Kollektorkappe (nicht gezeigt) gebildet sein, die auf der Oberseite des Kollektors 46 oder innerhalb des Kollektors 46 gebildet ist.
Um die Stromverdichtung, die in dem BJT 10 von 2B vorherrschend war, signifikant zu reduzieren, wird der BJT 40 so hergestellt, dass der intrinsische Basisbereich 50I wesentlich dicker ist als die benachbarten extrinsischen Basisbereiche 50E. Faktisch bildet der obere Abschnitt des intrinsischen Basisbereichs 50I eine Mesa, die einen oberen Abschnitt aufweist, der sich im Wesentlichen oberhalb einer Oberseite der benachbarten extrinsischen Basisbereiche 50E erhebt. Der Emitter 54 und die Emitterkappe 58 sind auf der Mesa, die durch den intrinsischen Basisbereich 50I bereitgestellt ist, gebildet. Damit wird der Basis-Emitter-Übergang zwischen der Unterseite des Emitters 54 und der Oberseite des intrinsischen Basisbereichs 50I über die Ebene der Oberseite der extrinsischen Basisbereiche 50E erhöht. In der dargestellten Ausführungsform fallen die seitlichen Kanten (oder Seiten) des Emitters 54 und der Emitterkappe 58 im Wesentlichen mit den seitlichen Kanten der Mesa, die durch den intrinsischen Basisbereich 50I bereitgestellt ist, zusammen. Die relativen seitlichen Ausdehnungen des Emitters 54, der Emitterkappe 58 und der Mesa, die durch den intrinsischen Basisbereich 50I bereitgestellt ist, können jedoch von einer Ausführungsform zu einer anderen in Bezug aufeinander variieren.
Der intrinsische Basisbereich 50I weist eine gesamte nominale Dicke, t_I, auf, der extrinsische Basisbereich 50E weist eine gesamte nominale Dicke, t_E, auf und die Mesa weist eine gesamte nominale Dicke t_m auf, wobei t_m ≅ t_I – t_E ist. In den meisten Ausführungsformen ist die nominale Dicke der Mesa, t_m, größer als oder gleich 10% der nominalen Dicke des intrinsischen Basisbereichs 50I, t_I, wobei t_m ≥ 0,1·t_I ist. In einer ersten Struktur ist die nominale Dicke der Mesa, t_m, zwischen etwa 10% und 70% der nominalen Dicke des intrinsischen Basisbereichs 50I, t_I, wobei ungefähr 0,1·t_I ≤ t_m ≤ 0,7·t_I gilt. In einer zweiten Struktur ist die nominale Dicke der Mesa, t_m, zwischen etwa 20% und 70% der nominalen Dicke des intrinsischen Basisbereichs 50I, t_I, wobei ungefähr 0,2·t_I ≤ t_m ≤ 0,7·t_I gilt. In einer dritten Struktur ist die nominale Dicke der Mesa, t_m, zwischen etwa 30% und 70% der nominalen Dicke des intrinsischen Basisbereichs 50I, t_I, wobei ungefähr 0,3·t_I ≤ t_m ≤ 0,7·t_I gilt. In einer vierten Struktur ist die nominale Dicke der Mesa, t_m, zwischen etwa 10% und 70% der nominalen Dicke des intrinsischen Basisbereichs 50I, t_I, wobei ungefähr 0,2·t_I ≤ t_m ≤ 0,7·t_I gilt. In einer fünften Struktur ist die nominale Dicke der Mesa, t_m, zwischen etwa 30% und 70% der nominalen Dicke des intrinsischen Basisbereichs 50I, t_I, wobei ungefähr 0,3·t_I ≤ t_m ≤ 0,7·t_I gilt. In einer sechsten Struktur ist die nominale Dicke der Mesa, t_m, zwischen etwa 40% und 70% der nominalen Dicke des intrinsischen Basisbereichs 50I, t_I, wobei ungefähr 0,3·t_I ≤ t_m ≤ 0,7·t_I gilt. In einer siebten Struktur ist die nominale Dicke der Mesa, t_m, etwa 50% der nominalen Dicke des intrinsischen Basisbereichs 50I, t_I, wobei t_m ≅ 0,5·t_I gilt. In einer achten Struktur ist die nominale Dicke der Mesa, t_m, etwa 70% der nominalen Dicke des intrinsischen Basisbereichs 50I, t_I, wobei t_m ≅ 0,7·t_I gilt. In einer neunten Struktur ist die nominale Dicke der Mesa, t_m, zwischen etwa 35% und 60% der nominalen Dicke des intrinsischen Basisbereichs 50I, t_I, wobei ungefähr 0,35·t_I ≤ t_m ≤ 0,6·t_I gilt.
Der BJT 40 von 3 kann unter Verwendung verschiedener Materialsysteme, die Siliziumcarbid (SiC), Galliumnitrid (GaN), Galliumarsenid (GaAs), Siliziumgermanium (SiGe) Diamant, Silizium und Ähnliches enthalten, konstruiert sein. Für ein SiC-Materialsystem kann, muss jedoch nicht notwendigerweise, die Epitaxiestruktur des BJT 40 wie folgt konfiguriert sein. Das Substrat 42 kann auf einer 4H-SiC-Scheibe mit einer außeraxialen Ausrichtung zwischen ungefähr 0,1° und 8° gebildet und mit einem Dotanden von N-Typ (N⁺) bis zu Konzentrationen im Bereich von etwa 5 × 10¹⁸ cm^–3 bis 2 × 10¹⁹ cm^–3 hoch dotiert sein. Die Dicke des Substrats 42 ist im Allgemeinen im Bereich von etwa 10 bis 650 Mikrometer.
Der Kollektor ist ebenfalls SiC und kann mit einem Dotanden vom N-Typ (N) bis zu Konzentrationen im Bereich von etwa 2 × 10¹⁴ cm^–3 bis 5 × 10¹⁶ cm^–3 in einer ersten Ausführungsform und im Bereich von etwa 5 × 10¹⁵ cm^–3 bis 1 × 10¹⁶ cm^–3 in einer zweiten Ausführungsform mäßig dotiert sein. Abhängig von der erwünschten Durchbruchsspannung ist die Dicke des Kollektors 46 im Allgemeinen im Bereich von etwa 1 bis 200 Mikrometer in einer ersten Ausführungsform und im Bereich von etwa 5 bis 10 Mikrometer in einer zweiten Ausführungsform.
Der Basisbereich 50, der den intrinsischen und die extrinsischen Basisbereiche 50I und 50E und ebenfalls die Basiskappenbereiche 64 enthält, ist ebenfalls SiC. In der ersten Konfiguration von 3 können die intrinsischen und extrinsischen Basisbereiche 50I und 50E mit einem Dotanden vom P-Typ (P) bis zu Konzentrationen im Bereich von etwa 1 × 10¹⁷ cm^–3 bis 5 × 10¹⁸ cm^–3 in einer ersten Ausführungsform und im Bereich von etwa 5 × 10¹⁷ cm^–3 bis 5 × 10¹⁸ cm^–3 in einer zweiten Ausführungsform mäßig dotiert sein. Die Dicke des intrinsischen Basisbereichs 50I ist im Allgemeinen im Bereich von etwa 0,1 bis 5 Mikrometer in einer ersten Ausführungsform und im Bereich von etwa 0,2 bis 1 Mikrometer in einer zweiten Ausführungsform. Die Dicke des extrinsischen Basisbereichs 50E ist 90% oder weniger der Dicke des intrinsischen Basisbereichs 50I, wie vorstehend genauer vermerkt. Die Basiskontaktbereiche 64, die sich innerhalb der extrinsischen Basisbereiche 50E befinden, können im Bereich von 1 × 10¹⁸ cm^–3 bis 3 × 10²⁰ cm^–3 dotiert sein. Insbesondere können sich die Basiskappenbereiche 64 in den Kollektor 46 erstrecken oder nicht, wie in 3 dargestellt ist.
Der Emitter 54 ist ebenfalls SiC und kann mit einem Dotanden vom N-Typ (N) bis zu Konzentrationen im Bereich von etwa 1 × 10¹⁸ cm^–3 bis 3 × 10¹⁹ cm^–3 in einer ersten Ausführungsform und im Bereich von etwa 2 × 10¹⁸ cm^–3 bis 2 × 10¹⁹ cm^–3 in einer zweiten Ausführungsform hoch dotiert sein. Die Dicke des Emitters 54 ist im Allgemeinen im Bereich von etwa 0,5 bis 5 Mikrometer in einer ersten Ausführungsform und im Bereich von etwa 0,5 bis 2 Mikrometer in einer zweiten Ausführungsform. Die Emitterkappe 58 ist ebenfalls SiC und kann mit einem Dotanden vom N-Typ (N⁺) bis zu Konzentrationen im Bereich von etwa 5 × 10¹⁸ cm^–3 bis 5 × 10¹⁹ cm^–3 in einer ersten Ausführungsform und im Bereich von etwa 1 × 10¹⁹ cm^–3 bis 3 × 10¹⁹ cm^–3 in einer zweiten Ausführungsform hoch dotiert sein. Die Dicke der Emitterkappe 58 ist im Allgemeinen im Bereich von etwa 0,1 bis 1 Mikrometer in einer ersten Ausführungsform und im Bereich von etwa 0,25 bis 0,5 Mikrometer in einer zweiten Ausführungsform.
Der Emitterstromübergang 62, die Basisstromübergänge 66 und der Kollektorstromübergang 68 können aus jedem geeigneten Metall oder Metallzusammensetzung gebildet sein. Beispielsweise können der Emitterstromübergang 62 und der Kollektorstromübergang 68 aus Nickel (Ni) gebildet sein, und die Basisstromübergänge 66 können aus Aluminium (Al) oder Aluminiumnickel (AlNi) oder Nickel (Ni) oder Aluminiumtitan (AlTi) gebildet sein, wenn der BJT 40 primär aus dem SiC-Materialsystem gebildet ist.
Für die Konfiguration des BJT 40 von 3 ist der Basisbereich 50, der den intrinsischen Basisbereich 50I, der sich unterhalb des Emitters 54 befindet, und die extrinsischen Basisbereiche 50E, die sich außerhalb des Emitters 54 befinden, einschließt, gewollt mit einem Dotanden vom P-Typ dotiert. In dieser Konfiguration ist die Stromverdichtung in den und um die äußeren Abschnitte des Emitters 54 erheblich reduziert aufgrund der reduzierten Dicke t_E der extrinsischen Basisbereiche 50E relativ zu der größeren Dicke t_I des intrinsischen Basisbereichs 50I. 4 stellt eine Konfiguration des BJT 40 dar, die die Stromverdichtung durch gewolltes Variieren der Dotierung innerhalb der intrinsischen und extrinsischen Basisbereiche 50I und 50E sogar noch weiter reduziert.
Wie in 4 dargestellt ist, ist der intrinsische Basisbereich 50I in wenigstens zwei Bereiche unterteilt: einen oberen intrinsischen Basisbereich 50I _U und einen unteren intrinsischen Basisbereich 50I _L. Der obere intrinsische Basisbereich 50I _U und der untere intrinsische Basisbereich 50I _L sind im Allgemeinen, jedoch nicht notwendigerweise, aus derselben Basisschicht oder Basisschichten 52 wie die extrinsischen Basisbereiche 50E gebildet. Der Unterschied zwischen dem oberen intrinsische Basisbereich 50I _U und einem unteren intrinsischen Basisbereich 50I _L liegt in Dotierungskonzentrationen. Der obere intrinsische Basisbereich 50I _U ist gewollt anders dotiert als der untere intrinsische Basisbereich 50I _L. Insbesondere kann der obere intrinsische Basisbereich 50I _U so dotiert sein, dass er erheblich höhere Dotierungskonzentrationen aufweist als der untere intrinsische Basisbereich 50I _L. Der obere intrinsische Basisbereich 50I _U kann so dotiert sein, dass er Dotierungskonzentrationen aufweist, die im Bereich von etwa zwei(2)- bis zehn(10)-mal höher sind als die Dotierungskonzentrationen des unteren intrinsischen Basisbereichs 50I _L. In einer Ausführungsform weist der obere intrinsische Basisbereich 50I _U eine Dotierungskonzentration auf, die ungefähr fünf(5)-mal höher ist als die Dotierungskonzentration des unteren intrinsischen Basisbereichs 50I _L. Beispielsweise kann der oberer intrinsische Basisbereich 50I _U mit einem Dotanden vom P-Typ bis etwa 1 × 10¹⁸ cm^–3 dotiert sein, und der untere intrinsische Basisbereich 50I _L kann mit einem Dotanden vom P-Typ bis etwa 2 × 10¹⁷ cm^–3 dotiert sein.
Die jeweiligen Dicken t_U, t_L des oberen intrinsischen Basisbereichs 50I _U bzw. des unteren intrinsischen Basisbereichs 50I _L können annähernd gleich sein oder können sich voneinander unterscheiden. Ferner kann die Dicke t_L des unteren intrinsischen Basisbereichs 50I _L dieselbe sein wie oder sich erheblich unterscheiden von der Dicke t_E des extrinsischen Basisbereichs 50E und muss nicht eine Funktion der Dicke t_E des extrinsischen Basisbereichs 50E sein. Während die Ausführungsform von 4 zwei verschiedene Dotierungsbereiche bereitstellt, kann die Dotierung innerhalb des intrinsischen Basisbereichs 50I über den gesamten oder den größten Teil des intrinsischen Basisbereichs 50I graduiert sein. Beispielsweise kann sich die Dotierungskonzentration kontinuierlich von einer ersten Ebene in der Nähe des unteren Endes des intrinsischen Basisbereichs 50I zu einer zweiten Ebene in Richtung zum oberen Ende des intrinsischen Basisbereichs 50I wesentlich erhöhen.
5 stellt eine weitere Konfiguration des BJT 40 dar. In dieser Konfiguration weist der intrinsische Basisbereich 50I eine Aussparung 70 auf, die in der Oberseite des intrinsischen Basisbereichs 50I gebildet ist. Die Aussparung 70 weist eine Dicke t_R auf, die in bestimmten Ausführungsformen im Wesentlichen gleich der Mesadicke t_m sein kann, jedoch in anderen Ausführungsformen auch größer oder kleiner als die Mesadicke t_m sein kann. Beispielsweise kann die Dicke t_R der Aussparung wenigstens 25% der nominalen Dicke t_I des intrinsischen Basisbereichs sein. Die Aussparung stellt einen Rand 72, der um den Umfang des oberen Abschnitts des intrinsischen Basisbereichs 50I gebildet werden soll, zur Verfügung. Es hat sich gezeigt, dass das Implementieren einer Aussparung 70 in der Mesa, die durch den intrinsischen Basisbereich 50I bereitgestellt ist, die Stromverdichtung sogar noch stärker reduziert, was die Stromverstärkung außerordentlich verbessert. In dieser Konfiguration sind die Seitenwände der Aussparung im Wesentlichen vertikal; Fachleute werden jedoch erkennen, dass die meisten Ätzprozesse inhärent dazu führen, dass ”vertikale” Kanten ein wenig abgeschrägt sind.
In der Ausführungsform von 6 sind die Seitenwände der Aussparung gewollt abgeschrägt. Wie dargestellt ist, sind die Seitenwände um etwa 45° abgeschrägt, jedoch kann dieser Winkel irgendwo im Bereich von 20° bis 70° und im Allgemeinen im Bereich von etwa 30° bis 60° relativ zu den Epitaxieebenen variieren. In der Ausführungsform von 7 weist der Basisbereich 50 wieder den oberen intrinsischen Basisbereich 50I _U und den unteren intrinsischen Basisbereich 50I _L auf. Der obere intrinsische Basisbereich 50I _U enthält die Aussparung 70 in seiner Oberseite und ist gewollt anders dotiert als der untere intrinsische Basisbereich 50I _L.
In der dargestellten Ausführungsform erstreckt sich die Aussparung 70 nicht zu dem Übergang zwischen dem unteren intrinsischen Basisbereich 50I _L und dem oberen intrinsischen Basisbereich 50I _U. In anderen Ausführungsformen kann sich die Aussparung 70 zu dem Übergang zwischen dem unteren intrinsischen Basisbereich 50I _L und dem oberen intrinsischen Basisbereich 50I _U oder durch den Übergang in den unteren intrinsischen Basisbereich 50I _U hinein erstrecken.
Der obere intrinsische Basisbereich 50I _U kann so dotiert sein, dass er erheblich höhere Dotierungskonzentrationen aufweist als der untere intrinsische Basisbereich 50I _L. Der obere intrinsische Basisbereich 50I _U kann so dotiert sein, dass er Dotierungskonzentrationen aufweist, die im Bereich von etwa zwei(2)- bis zehn(10)-mal höher sind als die Dotierungskonzentrationen des unteren intrinsischen Basisbereichs 50I _L. In einer Ausführungsform weist der obere intrinsische Basisbereich 50I _U eine Dotierungskonzentration auf, die ungefähr fünf(5)-mal höher ist als die Dotierungskonzentrationen des unteren intrinsischen Basisbereichs 50I _U. Beispielsweise kann der obere intrinsische Basisbereich 50I _U mit einem Dotanden vom P-Typ dotiert sein bis etwa 1 × 10¹⁸ cm^–3, und der untere intrinsische Basisbereich 50I _L kann mit einem Dotanden vom P-Typ bis etwa 2 × 10¹⁷ cm^–3 dotiert sein.
Im Zusammenhang mit den 8A bis 8I ist ein beispielhafter Prozess zum Herstellen des in 6 dargestellten BJT 40 beschrieben. Jede der Epitaxieschichten in der Struktur des BJT 40 wird durch Folgen von bekannten Wachstums- oder Ablagerungsprozessen und der Verwendung von selektivem Ätzen gebildet. Anfangs wird das Substrat 42 in der Form der Scheibe 44 bereitgestellt und mit einem Dotanden vom N-Typ hoch dotiert (8A). Als nächstes werden eine oder mehrere Kollektorschichten 48 auf der Oberseite des Substrats 42 gebildet und dann mit einem Dotanden vom N-Typ mäßig dotiert, um den Kollektor 46 bereitzustellen (8B). Nachdem der Kollektor 46 gebildet ist, werden eine oder mehrere Basisschichten 53 auf der Oberseite des Kollektors 46 gebildet. Die eine oder die mehreren Basisschichten 52 werden mit einem Dotanden vom P-Typ mäßig dotiert, wobei die Bereiche, die effektiv die intrinsischen und extrinsischen Basisbereiche 50I und 50E sind, ähnlich dotiert werden (8C). Zu dieser Zeit können die Basiskappenbereiche 64, die sich in den extrinsischen Basisbereichen 50E befinden, durch selektives hohes Dotieren dieser Gebiete mit einem Dotanden vom P-Typ gebildet werden.
Da eine Aussparung 70 in dieser Ausführungsform eingesetzt wird, wird ein selektiver Ätzprozess verwendet, um ein Loch in die Oberseite des intrinsischen Basisbereichs 50I zu ätzen, um die Aussparung 70 zu bilden (8D). Der Ätzprozess kann gesteuert werden, um den erwünschten Winkel für die Seitenwände zu erreichen, unter der Annahme, dass die Seitenwände nicht im Wesentlichen vertikal sind. Als Nächstes werden die eine oder die mehreren Emitterschichten 56 über der Oberseite der Basisschichten 52 gebildet, die den Basisbereich 50 und die Aussparung 70 bilden (8E). Die eine oder die mehreren Emitterschichten werden mit einem Dotanden vom N-Typ mäßig dotiert. Die eine oder die mehreren Emitterkappenschichten 60 werden dann über der Oberseite der einen oder mehreren Emitterschichten 56 gebildet und werden mit einem Dotanden vom N-Typ hoch dotiert (8F).
Als Nächstes wird die grundlegende Emitterstruktur, die den Emitter 54 und die Emitterkappe 58 enthält, für den BJT 40 durch selektives Wegätzen jener Abschnitte der einen oder mehreren Emitter- und Emitterkappenschichten 56 und 60, die keinen Teil des Emitters 54 oder der Emitterkappe 58 bilden, gebildet (8G). In dieser Ausführungsform werden auch obere Abschnitte der extrinsischen Basisbereiche 50E weggeätzt, möglicherweise unter Verwendung desselben Ätzschritts, der verwendet wird, um Abschnitte der einen oder mehreren Emitter- und Emitterkappenschichten 56 und 60 zu entfernen, um die Emitterstruktur zu bilden. Durch Überätzen in die und damit Entfernen der oberen Abschnitte der extrinsischen Basisbereiche 50E im Zusammenhang mit dem Bilden der Emitterstruktur bleibt der intrinsische Basisbereich 50I intakt. Als Ergebnis ist der intrinsische Basisbereich 50I dicker als die benachbarten extrinsischen Basisbereiche 50E, wobei der intrinsische Basisbereich 50I die erhöhte Mesa bereitstellt, auf der die Emitterstruktur gebildet ist.
Sobald die Emitterstruktur gebildet ist, können der Emitterstromübergang 62 und die Basisstromübergänge 66 auf den jeweiligen Emitterkappen 58 und Basiskappenbereichen 64 gebildet werden (8H). Schließlich wird der Kollektorstromübergang 68 auf der Unterseite des Substrats 42 gebildet (8I). Während der vorstehende Herstellungsprozess nur eine Herangehensweise für das Bilden des BJT 40 repräsentiert, sind auch andere Herangehensweise verfügbar, wie Fachleute nach dem Lesen dieser Erfindung erkennen werden.
Während sich die vorstehende Beschreibung auf einen BJT 40 vom NPN-Typ konzentriert, sind die hier offenbarten Konzepte in gleicher Weise auf einen BJT vom PNP-Typ anwendbar. Für einen BJT von PNP-Typ wird die Polarität der Dotierung aus der eines BJT 40 vom NPN-Typ umgekehrt. Wo für den BJT 40 vom NPN-Typ ein Dotand vom N-Typ verwendet wird, wird für den BJT vom PNP-Typ ein Dotand vom P-Typ verwendet. Ähnlich wird dort, wo für den BJT 40 vom NPN-Typ ein Dotand vom P-Typ verwendet wird, für den BJT vom PNP-Typ ein Dotand vom N-Typ verwendet. Die offenbarte BJT-Struktur, die die Stromverdichtung in Bezug auf herkömmliche BJTs erheblich reduziert, stellt denselben Vorteil für sowohl BJTs vom NPN-Typ als auch BJTs vom PNP-Typ zur Verfügung.
Fachleute werden Verbesserungen und Modifikationen für die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung erkennen. Alle derartigen Verbesserungen und Modifikationen werden als innerhalb des Schutzbereichs der hier offenbarten Konzepte und der folgenden Ansprüche betrachtet.

Claims

Bipolartransistor, der enthält: • einen Kollektor; • einen Basisbereich, der über dem Kollektor gebildet ist und wenigstens einen extrinsischen Basisbereich und einen intrinsischen Basisbereich, der sich oberhalb des wenigstens einen extrinsischen Basisbereichs erstreckt, um eine Mesa bereitzustellen, enthält; und • einen Emitter, der über der Mesa gebildet ist.
Bipolartransistor nach Anspruch 1, wobei der Emitter im Wesentlichen nur über der Mesa gebildet ist, so dass im Wesentlichen kein Anteil des Emitters über dem wenigstens einen extrinsischen Basisbereich gebildet ist.
Bipolartransistor nach Anspruch 1, wobei der intrinsische Basisbereich dem wenigstens einen extrinsischen Basisbereich direkt seitlich benachbart ist.
Bipolartransistor nach Anspruch 1, wobei der intrinsische Basisbereich einen oberen Abschnitt und einen unteren Abschnitt, der sich unterhalb des oberen Abschnitts befindet, enthält, wobei der obere Abschnitt gewollt mit einem ersten Dotanden in einer ersten Konzentration dotiert ist, und der untere Abschnitt gewollt mit dem ersten Dotanden in einer zweiten Konzentration, die sich gewollt von der ersten Konzentration unterscheidet, dotiert ist.
Bipolartransistor nach Anspruch 4, wobei die erste Konzentration höher ist als die zweite Konzentration.
Bipolartransistor nach Anspruch 4, wobei die erste Konzentration wenigstens zweimal höher als die zweite Konzentration ist.
Bipolartransistor nach Anspruch 4, wobei die erste Konzentration im Bereich von ungefähr zweimal höher bis zehnmal höher als die zweite Konzentration ist.
Bipolartransistor nach Anspruch 4, wobei die erste Konzentration ungefähr fünfmal höher als die zweite Konzentration ist.
Bipolartransistor nach Anspruch 4, wobei eine Oberseite der Mesa eine Aussparung, die sich im Wesentlichen nach unten in die Mesa erstreckt, aufweist.
Bipolartransistor nach Anspruch 9, wobei die erste Konzentration höher ist als die zweite Konzentration.
Bipolartransistor nach Anspruch 9, wobei die Seitenwände der Aussparung im Wesentlichen vertikal sind.
Bipolartransistor nach Anspruch 9, wobei die Seitenwände der Aussparung im Wesentlichen relativ zu einer Epitaxieebene des Bipolartransistors abgewinkelt sind.
Bipolartransistor nach Anspruch 1, wobei eine Oberseite der Mesa eine Aussparung, die sich nach unten im Wesentlichen in die Mesa erstreckt, aufweist.
Bipolartransistor nach Anspruch 13, wobei die Seitenwände der Aussparung im Wesentlichen vertikal sind.
Bipolartransistor nach Anspruch 13, wobei die Seitenwände der Aussparung im Wesentlichen relativ zu einer Epitaxieebene des Bipolartransistors abgewinkelt sind.
Bipolartransistor nach Anspruch 1, wobei der Kollektor, der intrinsische Basisbereich, der wenigstens eine extrinsische Basisbereich und der Emitter Siliziumcarbid enthalten.
Bipolartransistor nach Anspruch 11, der ferner ein Siliziumcarbidsubstrat enthält, über dem der Kollektor gebildet ist.
Bipolartransistor nach Anspruch 1, das ferner wenigstens einen Basiskappenbereich, der auf oder in dem wenigstens einen extrinsischen Basisbereich gebildet ist, einen Basisstromübergang, der über dem wenigstens einen Basiskappenbereich gebildet ist, einen Emitterkappenbereich, der über dem Emitter gebildet ist, und einen Emitterstromübergang, der über dem Emitterkappenbereich gebildet ist, enthält.
Bipolartransistor nach Anspruch 1, wobei der intrinsische Basisbereich eine erste nominale Dicke aufweist, der wenigstens eine extrinsische Basisbereich eine zweite nominale Dicke aufweist, die Mesa eine Mesadicke, der gleich einer Differenz zwischen der ersten nominalen Dicke und der zweiten nominalen Dicke ist, aufweist und wobei die Mesadicke wenigstens zehn Prozent der ersten nominalen Dicke ist.
Bipolartransistor nach Anspruch 19, wobei die Mesadicke im Bereich von etwa zehn Prozent bis siebzig Prozent der ersten nominalen Dicke ist.
Bipolartransistor nach Anspruch 19, wobei die Mesadicke im Bereich von etwa zwanzig Prozent bis siebzig Prozent der ersten nominalen Dicke ist.
Bipolartransistor nach Anspruch 19, wobei die Mesadicke im Bereich von etwa dreißig Prozent bis siebzig Prozent der ersten nominalen Dicke ist.
Bipolartransistor nach Anspruch 19, wobei die Mesadicke im Bereich von etwa vierzig Prozent bis siebzig Prozent der ersten nominalen Dicke ist.
Bipolartransistor nach Anspruch 19, wobei die Mesadicke im Bereich von etwa fünfunddreißig Prozent bis sechzig Prozent der ersten nominalen Dicke ist.
Verfahren zum Bilden eines Bipolartransistors, das enthält: • Bereitstellen wenigstens einer Kollektorschicht für einen Kollektor; • Bilden wenigstens einer Basisschicht über der wenigstens einen Kollektorschicht, um einen intrinsischen Basisbereich und wenigstens einen extrinsischen Basisbereich zu schaffen; • Bilden wenigstens einer Emitterschicht über der wenigstens einen Basisschicht; • Ätzen durch einen Abschnitt der wenigstens einen Emitterschicht und im Wesentlichen in den wenigstens einen extrinsischen Basisbereich, wobei sich der intrinsische Basisbereich oberhalb des wenigstens einen extrinsischen Basisbereichs erstreckt, um eine Mesa zu bereitzustellen, auf der ein Emitter aus der wenigstens einen Emitterschicht gebildet wird.
Verfahren nach Anspruch 25, wobei der Emitter im Wesentlichen nur über der Mesa gebildet ist, so dass im Wesentlichen kein Anteil des Emitters über dem wenigstens einen extrinsischen Basisbereich gebildet ist.
Verfahren nach Anspruch 25, wobei der intrinsische Basisbereich dem wenigstens einen extrinsischen Basisbereich direkt seitlich benachbart ist.
Verfahren nach Anspruch 25, wobei der intrinsische Basisbereich einen oberen Abschnitt und einen unteren Abschnitt, der sich unterhalb des oberen Abschnitts befindet, enthält, wobei der obere Abschnitt gewollt mit einem ersten Dotanden in einer ersten Konzentration dotiert ist, und der untere Abschnitt gewollt mit dem ersten Dotanden in einer zweiten Konzentration, die sich gewollt von der ersten Konzentration unterscheidet, dotiert ist.
Verfahren nach Anspruch 28, wobei die erste Konzentration höher ist als die zweite Konzentration.
Verfahren nach Anspruch 28, wobei eine Oberseite der Mesa eine Aussparung aufweist, die sich nach unten in die Mesa erstreckt.
Verfahren nach Anspruch 25, wobei die erste Konzentration höher ist als die zweite Konzentration.
Verfahren nach Anspruch 25, wobei eine Oberseite der Mesa eine Aussparung aufweist, die sich nach unten in die Mesa erstreckt.
Verfahren nach Anspruch 25, wobei der Kollektor, der intrinsische Basisbereich, der wenigstens eine extrinsische Basisbereich und der Emitter Siliziumcarbid enthalten.
Verfahren nach Anspruch 25, wobei der intrinsische Basisbereich eine erste nominale Dicke aufweist, der wenigstens eine extrinsische Basisbereich eine zweite nominale Dicke aufweist, die Mesa eine Mesadicke aufweist, die gleich einer Differenz zwischen der ersten nominalen Dicke und der zweiten nominalen Dicke ist, und wobei die Mesadicke wenigstens zehn Prozent der ersten nominalen Dicke ist.
Bipolartransistor, der enthält: • einen Kollektor; • einen Basisbereich, der über dem Kollektor gebildet ist und wenigstens einen extrinsischen Basisbereich und einen intrinsischen Basisbereich, der eine Oberseite mit einer Aussparung aufweist, die sich im Wesentlichen nach unten in den intrinsischen Basisbereich erstreckt, enthält; und • einen Emitter, der über dem intrinsischen Basisbereich gebildet ist.
Bipolartransistor nach Anspruch 35, wobei der Emitter im Wesentlichen nur über dem intrinsischen Basisbereich gebildet ist, so dass im Wesentlichen kein Anteil des Emitters über dem wenigstens einen extrinsischen Basisbereich gebildet ist.
Bipolartransistor nach Anspruch 35, wobei der intrinsische Basisbereich dem wenigstens einen extrinsischen Basisbereich direkt seitlich benachbart ist.
Bipolartransistor nach Anspruch 35, wobei der intrinsische Basisbereich einen oberen Abschnitt und einen unteren Abschnitt, der sich unterhalb des oberen Abschnitts befindet, enthält, wobei der obere Abschnitt gewollt mit einem ersten Dotanden in einer ersten Konzentration dotiert ist, und der untere Abschnitt gewollt mit dem ersten Dotanden in einer zweiten Konzentration, die sich gewollt von der ersten Dotanden-Konzentration unterscheidet, dotiert ist.
Bipolartransistor nach Anspruch 38, wobei die erste Konzentration höher ist als die zweite Konzentration.
Bipolartransistor nach Anspruch 38, wobei die erste Konzentration wenigstens zweimal höher als die zweite Konzentration ist.
Bipolartransistor nach Anspruch 38, wobei die erste Konzentration im Bereich von ungefähr zweimal höher bis zehnmal höher als die zweite Konzentration ist.
Bipolartransistor nach Anspruch 38, wobei die erste Konzentration ungefähr fünfmal höher als die zweite Konzentration ist.
Bipolartransistor nach Anspruch 35, wobei die Seitenwände der Aussparung im Wesentlichen vertikal sind.
Bipolartransistor nach Anspruch 35, wobei die Seitenwände der Aussparung im Wesentlichen relativ zu einer Epitaxieebene des Bipolartransistors abgewinkelt sind.
Bipolartransistor nach Anspruch 35, wobei sich der intrinsische Bereich oberhalb des wenigstens einen extrinsischen Basisbereichs erstreckt, um eine Mesa bereitzustellen, in der eine Aussparung gebildet ist.
Bipolartransistor nach Anspruch 45, wobei der intrinsische Basisbereich eine erste nominale Dicke aufweist, der wenigstens eine extrinsische Basisbereich eine zweite nominale Dicke aufweist, die Mesa eine Mesadicke, die gleich einer Differenz zwischen der ersten nominalen Dicke und der zweiten nominalen Dicke ist, aufweist und wobei die Mesadicke wenigstens zehn Prozent der ersten nominalen Dicke ist.
Bipolartransistor nach Anspruch 46, wobei die Mesadicke im Bereich von etwa zehn Prozent bis siebzig Prozent der ersten nominalen Dicke ist.
Bipolartransistor nach Anspruch 46, wobei die Mesadicke im Bereich von etwa zwanzig Prozent bis siebzig Prozent der ersten nominalen Dicke ist.
Bipolartransistor nach Anspruch 46, wobei die Mesadicke im Bereich von etwa dreißig Prozent bis siebzig Prozent der ersten nominalen Dicke ist.
Bipolartransistor nach Anspruch 46, wobei die Mesadicke im Bereich von etwa vierzig Prozent bis siebzig Prozent der ersten nominalen Dicke ist.
Bipolartransistor nach Anspruch 46, wobei die Mesadicke im Bereich von etwa fünfunddreißig Prozent bis sechzig Prozent der ersten nominalen Dicke ist.