[实用新型]一种提高了BVceo的双极型晶体管

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种提高了BVceo（集电极-发射极在基极断路时的击穿电压）的双极型晶体管，属于电子技术领域。

背景技术

高频（RF和微波）功率晶体管器件广泛应用于通信系统和雷达系统中，微波功率晶体管器件的应用设计要求能够提供高的输出功率和高的增益，工作频率范围从几百MHz到几个GHz。为达到这样的高输出功率、高增益和高频要求，除对芯片器件的布局、工艺参数的选择以及封装进行优化外，对晶体管芯片制造工艺的改进有时更为重要。

基于这个目的，申请公布号为CN103296072A，申请公布日为2013年9月11日，名称为一种提高了BVcbo的双极型晶体管及其生产工艺的实用新型专利申请给出了解决方案：通过将沟槽场氧化隔离技术与结终端技术结合起来，并且将沟槽的场氧化过程分成两步，结终端P-型离子注入安排在两步场氧化之间进行。

使用上述实用新型制造的平面型NPN硅双极型微波功率晶体管器件，主要是通过增加集电区-基区的冶金结边缘部分的曲率半径，而不是以增加晶体管集电区外延层电阻率的方式来提高器件的BVcbo，所以在上述实用新型中，晶体管集电区-基区冶金结平行部分的击穿电压并没有改变，取决于该击穿电压的BVceo击穿电压因而也没有得到提高。然而有些应用场合不但要求晶体管器件具有较高的BVcbo，同时要求具有较高的BVceo。虽然通过提高晶体管集电区外延电阻率，可以同时提高晶体管的BVcbo和BVceo，但是晶体管的输出功率却随之下降。

通常解决上述问题的方法是使用双层电阻率外延硅片：靠近基区的集电区外延电阻率较高以提高击穿电压，远离基区的集电区外延电阻率较低以增加输出功率。但双层电阻率外延硅片的生产成本较高。

实用新型内容

针对现有技术存在的不足，本实用新型目的是提供一种低成本的双极型晶体管，不仅提高了晶体管的BVceo，而且晶体管的输出功率性能基本上不变。

为了实现上述目的，本实用新型是通过如下的技术方案来实现：

本实用新型提高了BVceo的双极型晶体管，包括高浓度掺杂的N-型硅衬底，N-型硅衬底的顶部设置有N-型外延硅；N-型外延硅表面通过离子注入工艺预反掺杂有杂质P-型元素硼；N-型外延硅的两侧通过沟槽、两步氧化和平坦化工艺技术形成有平坦氧化层；两个平坦氧化层之间的N-型外延硅的上表面设有本征基区，本征基区的内侧设有两个非本征基区，两个非本征基区之间设置有发射区；本征基区的外侧通过热过程杂质激活工艺形成的第二冶金结；N-型外延硅的上面还淀积有介质材料，非本征基区和发射区处的介质材料上通过光刻和刻蚀形成基极B和发射极E的接触孔，接触孔中设有金属连接线条。

上述N-型硅衬底50的晶向可以是<111>或者<100>。

上述N-型硅衬底50的电阻率不大于0.003Ωcm；N-型外延硅52的电阻率为0.1Ωcm至3.5Ωcm，厚度为2微米至20微米。

本实用新型通过离子注入工艺将P-型元素硼离子首先预反掺杂到N-型外延硅的表面，然后在沟槽场氧化长时间高温热过程中，预反掺杂的硼被推进扩散到晶体管的有源区外延层集电区中，导致在靠近晶体管基区的集电区部分内，部分N-型杂质被P-型杂质补偿，净杂质浓度明显降低、电阻率得到提高，而在远离基区的集电区部分内，杂质补偿不明显、电阻率基本上不变，因此，不但提高了晶体管的BVceo，而且晶体管的输出功率性能基本上不变。本实用新型使用低成本的单层电阻率外延硅片，就能够达到较高成本双层电阻率外延硅片才能取得的效果，从而减低了生产成本。

附图说明

图1是本实用新型一种提高了BVceo的双极型晶体管的结构示意图；

图2是本实用新型一种提高了BVceo的双极型晶体管的生产工艺中与步骤（1）对应的晶体管结构示意图；

图3是本实用新型一种提高了BVceo的双极型晶体管的生产工艺中与步骤（2）对应的晶体管结构示意图；

图4是本实用新型一种提高了BVceo的双极型晶体管的生产工艺中与步骤（3）对应的晶体管结构示意图；

图5是本实用新型一种提高了BVceo的双极型晶体管的生产工艺中与步骤（4）对应的晶体管结构示意图；

图6是本实用新型一种提高了BVceo的双极型晶体管的生产工艺中与步骤（5）对应的晶体管结构示意图；

图7是无反掺杂的N-型外延硅和被硼反掺杂的N-型外延硅的净杂质浓度对比曲线图；