[发明专利]具有击穿保护功能的栅绝缘隧穿凹槽基区双极晶体管

摘要

本发明涉及一种具有击穿保护功能的栅绝缘隧穿凹槽基区双极晶体管，对比同尺寸MOSFETs或隧穿场效应晶体管，通过在集电结和发射结中引入低杂质浓度的击穿保护区以显著提升器件在深纳米尺度下的正向耐压及反向耐压能力；利用隧穿绝缘层阻抗与其内部场强间极为敏感的相互关系实现更优秀的开关特性；利用栅绝缘隧穿电流作为引发发射集电流的驱动电流，实现了更高的正向导通特性；有效抑制了半导体带间隧穿效应所引起的反向泄漏电流并通过采用凹槽结构减小单个晶体管所占芯片面积。另外本发明还提出了该晶体管的具体制造方法，因此适于推广应用。

主权项

1.具有击穿保护功能的栅绝缘隧穿凹槽基区双极晶体管，其特征在于：采用只包含单晶硅衬底（1）的体硅晶圆作为生成器件衬底，或采用同时包含单晶硅衬底（1）和晶圆绝缘层（2）的SOI晶圆作为生成器件的衬底；基区（4）位于体硅晶圆的单晶硅衬底（1）或SOI晶圆的晶圆绝缘层（2）的上方，并具有凹槽；击穿保护区（6）位于基区（4）外侧壁两侧；发射区（3）和集电区（5）分别位于基区（4）两侧的击穿保护区（6）的上方；发射极（10）位于发射区（3）的上方；集电极（11）位于集电区（5）的上方；导电层（7）位于基区（4）所形成的凹槽内壁，被基区（4）三面包围；隧穿绝缘层（8）位于导电层（7）的内壁，并被导电层（7）三面包围；栅电极（9）位于隧穿绝缘层（8）内壁底部的上方；阻挡绝缘层（12）位于具有击穿保护功能的栅绝缘隧穿凹槽基区双极晶体管单元之间和单个具有击穿保护功能的栅绝缘隧穿凹槽基区双极晶体管的上方。