[发明专利]双向穿通半导体器件及其制造方法

权利要求书

1.一种双向穿通半导体器件，包括：

彼此并联连接的第一晶体管和第二晶体管；

其中，第一晶体管与第二晶体管分别位于第一导电类型的半导体衬底的第一区域和第二区域，

第一晶体管包括位于半导体衬底中的第二导电类型的半导体掩埋层、以及外延半导体层的位于半导体掩埋层上的第一外延区域，所述半导体掩埋层作为第一晶体管的基区，以及

第二晶体管包括外延半导体层的位于半导体衬底上的第二外延区域、以及位于第二外延区域中的第二导电类型的第一掺杂区，所述第一掺杂区作为第二晶体管的基区，

其中，所述外延半导体层的第一外延区域和第二外延区域为不同的导电类型。

2.根据权利要求1所述的双向穿通半导体器件，其中所述外延半导体层分别由半导体掩埋层和半导体衬底自掺杂形成所述第一外延区域和所述第二外延区域。

3.根据权利要求1所述的双向穿通半导体器件，其中，所述第一外延区域是第二导电类型。

4.根据权利要求1所述的双向穿通半导体器件，其中，第二外延区域为选自本征特性或第一导电类型中的一种。

5.根据权利要求1所述的双向穿通半导体器件，其中，所述第一晶体管还包括位于第一外延区域中的第一导电类型的第二掺杂区，所述第二晶体管还包括位于第一掺杂区中的第一导电类型的第三掺杂区。

6.根据权利要求5所述的双向穿通半导体器件，其中，

所述半导体掩埋层和所述半导体衬底之间形成第一PN结；

所述第一外延区域和所述第二掺杂区之间形成第二PN结；

其中，所述第一掺杂区和所述第三掺杂区之间形成第三PN结；以及

所述第一掺杂区和所述第二外延区域之间的第四PN结。

7.根据权利要求1所述的双向穿通半导体器件，还包括用于限定第一晶体管和第二晶体管各自的有源区的隔离结构。

8.根据权利要求7所述的双向穿通半导体器件，其中所述隔离结构包括相对的第一侧和第二侧，第一侧与半导体掩埋层和第一外延区域邻接，第二侧与第二外延区域邻接，使得半导体掩埋层和第二外延区域之间隔开而不至于发生穿通。

9.根据权利要求8所述的双向穿通半导体器件，其中所述隔离结构选自沟槽隔离和第一导电类型的掺杂扩散区之一。

10.根据权利要求9所述的双向穿通半导体器件，其中所述掺杂扩散区从所述外延半导体层的表面延伸至所述半导体衬底。

11.根据权利要求5所述的双向穿通半导体器件，还包括：

与所述第二掺杂区和第三掺杂区相接触的第一电极；

与所述半导体衬底相接触的第二电极。

12.根据权利要求6所述的双向穿通半导体器件，其中所述第一PN结和第三PN结在承受超过击穿电压的反向电压时，发生穿通击穿而非雪崩击穿。

13.根据权利要求12所述的双向穿通半导体器件，其中通过调节半导体掩埋层和外延半导体层的掺杂浓度，使得第一PN结发生穿通击穿。

14.根据权利要求13所述的双向穿通半导体器件，其中所述半导体掩埋层的掺杂浓度为1e16～1e18atoms/cm³。

15.根据权利要求12所述的双向穿通半导体器件，其中通过调节第一掺杂区和外延半导体层的掺杂浓度，使得第三PN结发生穿通击穿。

16.根据权利要求15所述的双向穿通半导体器件，其中所述第一掺杂区的掺杂浓度为1e15-5e18atoms/cm³。

17.根据权利要求1所述的双向穿通半导体器件，其中所述外延半导体层的厚度为3～10微米。

18.根据权利要求1至17中任一项所述的双向穿通半导体器件，其中所述第一导电类型为N型和P型之一，所述第二导电类型为N型和P型中的另一个。