具有宽安全工作范围的高速、高频半导体器件制造技术

一般高速、高频半导体器件受到过电压、过电流影响后，极易失效，通常采用多射极并联结构来改善，但为平衡多射极结构的电流，往往需要在各个射极上装设电阻，而使半导体尺寸变大，电容增大，导致该器件高频特性下降。为解决上述缺陷，本发明专利技术采用在基极或射极图形形成时，利用硅基片的刻蚀，形成该部位三种方向的杂质扩散及扩散端特性曲率，用以缓和该部位电流集中，并获得浅的扩散深度，进而得到宽安全工作范围的高速、高频半导体器件。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】高速、高频半导体器件要求浅射极结，同时也要求基极宽度小，按常规做法会产生如图一(1)所示的锐角，工作时该锐角部分的电流极易集中，而造成一般半导体器件失效；另外，因基极宽度小，从射极注入的电流不能被充分扩展，并在该电流到达集电极时，造成该集电极局部电力的损耗，而使高速、高频半导体器件的温度大幅提升，助长了热力点的形成，更限制了高速、高频半导体器件的安全工作范围。因此，如图一(2)，图一(3)所示，必须增加半导体晶粒的尺寸来满足要求，也就是满足高速、高频半导体器件工作原理的浅结窄基极要求，这样必然使半导体晶粒内部电容增大，进而造成该高速高频半导体器件的高频特性下降。因此，如何提供一种具有宽安全工作范围的高速、高频半导体器件，成为激发本专利技术人的专利技术动机。本专利技术人以其多年的相关行业经验，经过不断的思考研究，终使本专利技术得以诞生。其目的就是为提供一种具有宽安全工作范围的高速、高频半导体器件，以解决原有技术的缺陷。本专利技术采用基极(或射极)图形形成时，利用硅基片的刻蚀，通过形成该部位三种方向的杂质扩散，进而形成扩散端的特性曲率，用以缓和该部位的电流集中，且获得浅的扩散深度，进而得到宽安全工作范围的高速、高频的半导体器件。本专利技术可进一步缩小半导体晶粒的尺寸，使其用于工业生产时可降低成本。本专利技术不仅适用于半导体器件，也适用于集成电路。下面结合实例具体说明如下图例说明E射极B基极1扩散杂质的堆积2纵向杂质的堆积3横向堆积的杂质A横向扩散B向下扩散(深度的扩散)C向斜下方的扩散图一(1)为一般半导体器件的扩散端(浅扩散深度的场合)的示意图。图一(2)为一般半导体器件的扩散端(中扩散深度的场合)的示意图。图一(3)为一般半导体器件的扩散端(深扩散深度的场合)的示意图。图二(1)为本专利技术的扩散端(通过基极刻蚀的浅端扩散场合)的示意图。图二(2)为本专利技术的扩散端(通过射极刻蚀的浅端扩散场合)的示意图。图二(3)为本专利技术的扩散端(通过基极和射极两样刻蚀的浅端扩散场合)的示意图。图三(1)为本专利技术的“三种方向杂质扩散”，的放大说明图。图三(2)为本专利技术的杂质扩散方向图。图四为本专利技术的实例应用图。参阅图二(1)，图二(2)，图二(3)，本专利技术采用在基极(或射极)图形形成时，对扩散屏蔽膜的刻蚀及对硅基片的刻蚀，得到浅的扩散深度，有效控制扩散图形周边的特性曲率，用以缓和该部位的电流集中，获得浅的扩散深度，进而得到宽安全工作范围的高速、高频半导体器件。参阅图三(1)，图三(2)所示，本专利技术采用在基极(或射极)图形形成时，利用硅基片的刻蚀，通过(1，2，3)部分形成该部位的三种方向(A，B，C)的杂质扩散，形成扩散端的特性曲率，用以缓和该部位的电流集中，并获得浅的扩散深度，进而得到宽安全工作范围的高速、高频的半导体器件，要获得浅的扩散和较大的曲率半径，刻蚀深度应尽量深一些，以期获得较好的效果。图四所示，一典型5微米工作范围的晶体管，晶体尺寸为1.5mm×1.5mm，其中该晶粒实际有效面积为1.45mm×1.45mm＝2.1mm2，并采用如图四所示的“王”字形射极图形，经10V测试后工作范围为1A电流。若利用同样的5微米工作范围的晶体管，晶粒尺寸同样为1.5mm×1.5mm，并利用本专利技术在基极氧化膜刻蚀后，将硝酸和氢氟酸为主的混合酸溶液刻蚀掉2微米后，采用图四的“王”字形射极图形，经10V测试后该工作范围为1.7A电流。再参阅图四，该实际晶粒尺寸为2.45mm×2.45mm＝6.0mm2，采用图四的“王”字形射极图形，经20V测试后该工作范围为4A电流。若利用同样晶粒尺寸为2.45mm×2.45mm＝6.0mm2，并利用本专利技术在基极氧化膜刻蚀后，将硝酸和氢氟酸为主的混合酸溶液刻蚀掉2微米后，并采用图四的“王”字形射极图形，经20V测试后该工作范围为5.8A电流。由上述事实可知，在基极进行2微米左右的刻蚀后，其安全工作范围可扩大50％-70％。为进一步说明其实用性，特将其优点列举如下1.避免过电流产生。2.避免半导体元器件过热、损坏。3.实用性高。4.多用途。(不仅适用于半导体元件，还适用于集成电路)5.具有工业利用价值。上面所述，仅为本专利技术的较佳实例，凡利用本专利技术的上述技术及方法所做的变化，均应包含在专利技术之列。本文档来自技高网...

【技术保护点】
本专利技术是提供一种具有宽安全工作范围的高速、高频半导体器件，其特点在于：在基板（或射极）图形形成时，通过对扩散屏蔽膜及硅基片的刻蚀，得到浅的扩散深度，有效控制扩散图形周边的特性曲线，用以缓和该部位的电流集中，使局部热点分散，因浅的扩散深度，进而得到宽安全工作范围的高速、高频的半导体器件。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】本发明是提供一种具有宽安全工作范围的高速、高频半导体器件，其特点在于在基极(或射极)图形形成时，通过对扩散屏蔽膜及硅基片的刻蚀，得到浅的扩散深...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈庆丰，
申请(专利权)人：绍兴科强半导体有限公司，宁波普罗强生半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]