[发明专利]双极晶体管

说明书

一种包括双极晶体管的半导体器件及其制造方法。一种包括双极晶体管的功率放大器。所述双极晶体管包括：包括横向延伸的漂移区的集电极。所述双极晶体管还包括：位于所述集电极上方的基极。所述双极晶体管还包括：位于所述基极上方的发射极。所述双极晶体管还包括具有与集电极的导电类型不同的导电类型的掺杂区域。掺杂区域在集电极下方横向延伸以在掺杂区域和集电极之间的接触区域处形成结。所述掺杂区域具有不均匀的横向掺杂分布。所述掺杂区域的掺杂级别在离所述双极晶体管的集电极‑基极结最近的那部分掺杂区域中最高。

技术领域

本发明涉及双极晶体管、制造双极晶体管的方法和包括双极晶体管的功率放大器。

背景技术

RF功率放大器是任意高频系统和应用中的关键组件。对于多媒体应用的更高带宽和更高速度的需要对于这些放大器提出了严格要求，例如高输出功率、线性度和效率。由于双极晶体管(诸如异质结双极晶体管(HBT))在高频下的优良性能，所以对于RF功率放大器来讲，包括双极晶体管的放大器优于基于CMOS器件使用。

对于硅基器件(例如SiGe HBT)的限制在于：与一些III-V材料相比硅的较小的带隙通常会引起较低的击穿电压(BV)，较低的击穿电压(BV)会限制这些器件在高电压的操作。

已经通过优化集电极分布(对击穿电压(BV)和截止频率(f_T) 的折中)来创建较高击穿SiGe HBT做出了努力。例如，参见：

D.R.Greenberg等人“Large-signal performance of high-BV_CEO graded epi-base SiGe HBTs at wireless frequencies”IEDM Proceedings， pp.32.3.1-32.3.4，1997；

E.J.Preisler等人的“Integration of a 5.5V BV_CEO SiGe HBT within a200GHz SiGe BiCMOS flow”，BCTM Proceedings，pp.202-205， 2007；

B.Geynet等人的“High-voltage HBTs compatible with high-speed SiGeBiCMOS technology”，SiRF Proceedings，pp.210-213，2008；以及

H.Mertens等人的“Extended high voltage HBTs in high-performance BiCMOSprocess”，BCTM Proceedings，2011。

其他工作包括使用降低表面电场(RESURF)效应(使用场板或 pn结)来改善关于BV×f_T的性能(参见，例如J.Melai等人“A new sub-micron 24V SiGe：C RESURF HBT”，ISPSDConference，2004)。

R.Sorge等人的“Concept of vertical bipolar transistor with lateraldrift region，applied to high voltage SiGe HBT”，SiRF，2012描述了具有在子集电极和集电极接触区域之间引入的附加横向漂移区的垂直双极晶体管。这被描述为使能针对RF功率应用的高电压双极晶体管的制造。长度为1.2μm的附加横向漂移区的引入使HBT的开路基极击穿电压BV_CEO从7V增加至18V。在R.Sorge等人“Integration of a 50 BV_CEOSiGe：CHBT into a 0.25μm SiGe：CBiCMOS platform”，SiRF， 2014中已经再次示出了同一器件概念，以能够具有高达35V的大得多的BV_CEO。然而，这些器件的主要瓶颈之一是高集电极阻抗。这能够导通器件的寄生PNP，并导致f_T的强烈减小。