双极性结晶体管及其操作方法与制造方法技术

本发明专利技术公开了一种双极性结晶体管及其操作方法与制造方法。双极性结晶体管包括一第一掺杂区、一第二掺杂区与一第三掺杂区；第一掺杂区具有一第一导电型；第二掺杂区包括形成于第一掺杂区中的多个阱区；阱区具有相反于第一导电型的一第二导电型；阱区通过第一掺杂区互相分开；第三掺杂区具有第一导电型；第三掺杂区形成在阱区中，或形成在阱区之间的第一掺杂区中。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是有关于半导体装置及其操作方法与制造方法，特别是有关于。
技术介绍
半导体双极性结晶体管(bipolar junct1n transistor,BJT)装置能通过控制施加至基极端与集极端的电压而操作成顺向主动模式(forward-active mode)。举例来说，NPN型双极结晶体管装置具有P型基极区及N型集极区与射极区，于操作时，可分别于基极端与集极端施加正电压Vbe与比Vbe更高的正电压VCE。射极-基极结可因而为顺向偏压，基极-集极结可因而为逆向偏压，并可降低基极电流Ib与集极电流L集极电流L被定义为基极电流Ib的β倍。因此双极结晶体管装置可作为具有电流增益或β增益(beta gain)β的电流放大器。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供的是有关于，其具有良好的装置特性。 根据一实施例，提供一种双极性结晶体管，包括一第一掺杂区、一第二掺杂区与一第三掺杂区；第一掺杂区具有一第一导电型；第二掺杂区包括形成于第一掺杂区中的多个阱区；阱区具有相反于第一导电型的一第二导电型；阱区通过第一掺杂区互相分开；第三掺杂区具有第一导电型；第三掺杂区形成在阱区中，或形成在阱区之间的第一掺杂区中。 根据一实施例，提供一种双极性结晶体管的操作方法，双极性结晶体管包括一第一掺杂区、一第二掺杂区与一第三掺杂区；第一掺杂区具有一第一导电型；第二掺杂区包括形成于第一掺杂区中的多个阱区；阱区具有相反于第一导电型的一第二导电型；阱区通过第一掺杂区互相分开；第三掺杂区具有第一导电型；第三掺杂区形成在阱区中，或形成在阱区之间的第一掺杂区中；操作方法包括以下步骤:提供一集极电压至第一掺杂区；提供一基极电压至第二掺杂区；提供一射极电压至第三掺杂区。 根据一实施例，提供一种双极性结晶体管的制造方法，包括以下步骤:于一第一掺杂区中形成一第二掺杂区的多个阱区；第一掺杂区具有一第一导电型；阱区具有相反于第一导电型的一第二导电型；阱区通过第一掺杂区互相分开；于阱区中或于阱区之间的第一掺杂区中形成一第三掺杂区；第三掺杂区具有第一导电型。 为了对本专利技术的上述及其他方面有更佳的了解，下文特举较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下: 【附图说明】 图1A绘示根据一实施例的双极性结晶体管的俯视图。 图1B为图1A的双极性结晶体管沿BB线的剖面图。 图1C为图1A的双极性结晶体管沿CC线的剖面图。 图2A绘示根据一实施例的双极性结晶体管的俯视图。 图2B为图2A的双极性结晶体管沿BB线的剖面图。 图2C为图2A的双极性结晶体管沿CC线的剖面图。 图3A绘示根据一实施例的双极性结晶体管的俯视图。 图3B为图3A的双极性结晶体管沿BB线的剖面图。 图3C为图3A的双极性结晶体管沿CC线的剖面图。 图4A绘示根据一实施例的双极性结晶体管的俯视图。 图4B为图4A的双极性结晶体管沿BB线的剖面图。 图4C为图4A的双极性结晶体管沿CC线的剖面图。 图5A绘示根据一实施例的双极性结晶体管的俯视图。 图5B为图5A的双极性结晶体管沿BB线的剖面图。 图5C为图5A的双极性结晶体管沿CC线的剖面图。 图6A绘示根据一实施例的双极性结晶体管的剖面图。 图6B绘示根据一实施例的双极性结晶体管的剖面图。 图7为根据一实施例的双极性结晶体管的电性曲线。 图8为根据一实施例的双极性结晶体管的电性曲线。 【符号说明】 102~第一掺杂区； 104、112、114、116 ~阱区； 106、118、122、222A、222B ~接触区； 108 ~衬底； 110~第二掺杂区； 120,220~第三掺杂区； 124~第一顶掺杂层； 126~第二顶掺杂层； 128~介电结构； 130~导电结构； 132、232、240 ~连接区； 134~集极电压； 136~基极电压； 138~射极电压。 【具体实施方式】 图1A绘示根据一实施例的双极性结晶体管的俯视图。图1B为双极性结晶体管沿BB线的剖面图。图1C为双极性结晶体管沿CC线的剖面图。 请参照图1B，第一掺杂区102包括阱区104与接触区106。阱区104与接触区106具有第一导电型例如N导电型。讲区104位在衬底108上。衬底108具有相反于第一导电型的第二导电型例如P导电型。于一实施例中，阱区104可通过掺杂衬底108的方式形成。于其他实施例中，阱区104可以成长或沉积等的方式形成在衬底108上。阱区104可为高压(HV)阱区。阱区104与衬底108可包括半导体材料例如硅，或其他合适的材料。衬底108可包括绝缘体上硅(SOI)。接触区106可以掺杂阱区104的方式形成。于实施例中，接触区106是为重掺杂的。 请参照图1B，第二掺杂区110包括多个阱区112、114、116。阱区112、114、116具有第二导电型例如P导电型。阱区112、114、116可通过掺杂第一掺杂区102的阱区104形成。阱区112、114、116可以外延的方式形成。第二掺杂区110的阱区112、114、116可通过第一掺杂区102的阱区104互相分开。第二掺杂区110包括接触区118，具有第二导电型例如P导电型。接触区118可以掺杂阱区112的方式形成，并可为重掺杂的。 请参照图1B，第三掺杂区120包括接触区122。接触区122具有第一导电型例如N导电型。接触区122的形成方法可包括掺杂第二掺杂区110的阱区114、116，并掺杂阱区114与阱区116之间的第一掺杂区102的阱区104。接触区122可为重掺杂的。 请参照图1B，具有第二导电型的第一顶掺杂层124位于具有第一导电型的第一掺杂区102的阱区104上。第一顶掺杂层124可通过掺杂阱区104形成。具有第一导电型的第二顶掺杂层126位于第一顶掺杂层124上。第二顶掺杂层126可通过掺杂第一顶掺杂层124形成。介电结构128形成于第二顶掺杂层126上。介电结构128并不限于如图1B与图1C所示的场氧化物，而可包括其他合适的介电结构，例如浅沟道隔离等。导电结构130形成于介电结构128上。于一实施例中，导电结构130包括多晶娃,例如以单一多晶娃(singlepoly)或双多晶娃(double poly)工艺形成。 图1C与图1B所示的双极性结晶体管的剖面图差异在于，图1C省略了图1B中的第一顶掺杂层124与第二顶掺杂层126。图1A仅绘示双极性结晶体管部分元件的俯视图，包括第一掺杂区102的接触区106 ;第二掺杂区110的阱区112、114、116与接触区118 ;第三掺杂区120的接触区122 ；以及第二顶掺杂层126。双极性结晶体管并不限于如图1A的圆形(circle)配置,而也能设计成正方形(square)、长方形(rectangle)、六边形(hexagonal)、八边形(octagonal),或其他形状的结构。 图2A至图2C分别绘示图1A至图1C的双极性结晶体管，其第二掺杂区110的阱区112、114、116在被扩散之后的示意图。此扩散阱区112、114、116的步骤是用以形成第二掺杂区110的连接区132。位在第三掺杂区120的接触区122下本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种双极性结晶体管，包括：一第一掺杂区，具有一第一导电型；一第二掺杂区，包括形成于该第一掺杂区中的多个阱区，其中这些阱区具有相反于该第一导电型的一第二导电型，这些阱区通过该第一掺杂区互相分开；以及一第三掺杂区，具有该第一导电型，其中该第三掺杂区形成在这些阱区中，或形成在这些阱区之间的该第一掺杂区中。

【技术特征摘要】
1.一种双极性结晶体管，包括: 一第一掺杂区，具有一第一导电型； 一第二掺杂区，包括形成于该第一掺杂区中的多个阱区，其中这些阱区具有相反于该第一导电型的一第二导电型，这些阱区通过该第一掺杂区互相分开；以及 一第三掺杂区，具有该第一导电型，其中该第三掺杂区形成在这些阱区中，或形成在这些阱区之间的该第一掺杂区中。2.根据权利要求1所述的双极性结晶体管，其中该第二掺杂区更包括一连接区，邻接在这些阱区之间，并具有该第二导电型，这些阱区的底表面是低于该连接区的底表面。3.根据权利要求2所述的双极性结晶体管，其中该第三掺杂区包括一接触区，具有该第一导电型，并位于这些阱区与该连接区之间，该接触区位于该连接区上。4.根据权利要求1所述的双极性结晶体管，其中该第三掺杂区包括一接触区，具有该第一导电型，并形成在该第二掺杂区中。5.一种双极性结晶体管的操作方法，其中该双极性结晶体管包括: 一第一掺杂区，具有一第一导电型； 一第二掺杂区，包括形成于该第一掺杂区中的多个阱区，其中这些阱区具有相反于该第一导电型的一第二导电型，这些阱区通过该第一掺杂区互相分开；以及 一第三掺杂区，具有该第一导电型，其中该第三掺杂区形成在这些阱区中，或形成在这些阱区之间的该第一掺杂区中， 该操作方法包括: 提供一集极电压至该第一掺杂区； 提供一基极电压至该第二掺杂区；以及 提供一射极电压至该第三掺杂区。6.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈立凡，陈永初，龚正，
申请(专利权)人：旺宏电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71