专利名称：高频切换晶体管的制作方法
技术领域：
本发明系一般而言相关于一高频切换晶体管，以及特别地是，相关于一种已知较根据习知技术之高频晶体管之一闸极电压为低的高频晶体管。
背景技术：
高频开关的目的系在于递送或阻挡高频信号，在递送的例子中，其特征系应该为尽可能小的一欧姆电阻，以及在阻挡的例子中，其特征则应该为尽可能小的一固定容量，而它们系可以藉由不同型态的电路组件而加以实现，在集成电路技术中，高频开关系通常藉由利用一硅基板而加以实现，藉此，一般而言，即可以形成两种型态的晶体管，双极晶体管、或MOS晶体管，其中，在一系双极晶体管的例子中，该递送例子系可以简单地加以实现，若是其系利用在特征曲线之三极管区域中、远低于集极电流饱和的一足够大射极基极电流而进行操作时，而在一正确的晶体管维度，此控制电流则是可以维持在小于1mA，不过，该阻挡的例子就会造成更多的困难，因为在与待阻挡之高频振幅一样高的关闭状态，其系分别地会需要一基极以及基板偏压电压，换言之，其系可以注意的是，一基极射极偏压电压系必须以一至少是该高频信号之该振幅的量，而被施加于该阻挡方向，因此，该集极基极二极管即无法在流动方向上受到控制，藉此，该可切换功率系会受到该可获得偏压电压的限制。
而在电池操作之移动无线系统中，举例而言，此所会导致的问题即是，一大约20伏特之所需偏压电压将会比该移动无线系统的一操作电压，举例而言，2.8伏特，高上许多。
用于较高功率的高频开关系会以可以与较低以及无偏压电压一起操作之PIN二极管、或GaAs晶体管开关的形式，而实现于该RF-ICs(RF-IC＝radio froquency intogratod circuits，射频集成电路)之外，然而，一个缺点是，由于额外的构件所可能发生的较高成本。
另一个以PIN二极管作为高频开关的缺点是，PIN二极管系需要一部份较高的切换时间，而此则会使得其于高以及最高频率技术中的使用产生问题。
发明内容
从此习知技术开始，本发明的一目的系在于提供具有一低偏压电压、一低切换时间、以及高功率之切换可能性的一高频切换晶体管。
此目的系藉由根据权利要求1的一高频切换晶体管而加以达成。
本发明系提供一种高频切换晶体管，包括一集极区域，其系具有一第一传导型态；于该集极区域上形成边界的一第一阻障区域，其系具有不同于该第一导电型态的一第二导电型态；于该第一阻障区域上形成边界的一半导体区域，其系具有较该第一阻障区域之一掺质浓度为低、或是等于零的一掺质浓度；于该半导体区域上形成边界的一第二阻障区域，其系具有该第一传导型态；于该第二阻障区域上形成边界的一基极区域，其系具有该第二导电型态；于该半导体区域上形成边界的一第三阻障区域，其系具有该第二导电型态，以及一较该半导体区域为高的掺质浓度；以及于该第三阻障区域上形成边界的一射极区域，其系具有该第一导电型态。
本发明作为基础之认知系为，藉由将一预先定义之阻挡电压施加于该射极区域以及该基极区域之间、或是该基极区域以及该集极区域之间，该半导体区域系可以变得几乎没有电荷载体，特别地是，该第一以及第三阻障区域对此的贡献，其系会在该阻挡电压被施加的时候，避免进入该半导体区域之电荷载体的一“流入”，而藉由在该射极以及该基极之间之该阻挡电压的如此的应用，一阻挡电位系可在该半导体区域中被建立起来，接着，为了能够克服此阻挡电位，一电压系必须加以使用于该集极以及该射极之间，而其系会显著地高于被施加于射极以及基极之间的该切换电压，以用于阻挡该切换晶体管，藉由如此的设计，一可以藉由一低切换电压(亦即，阻挡电压)而进行阻挡的高频开关即可以加以实现，其中，被施加于该射极以及该集极之间的高频信号系可以利用一高电压振幅而加以阻挡，因此，其优点系为，该高频切换晶体管仅需要一低偏压电压(亦即，切换、或阻挡电压)，以用于该切换操作，以及藉此，在射极以及集极之间的高功率即为可切换。
再者，藉由在该基极区域上形成边界的该第二阻障区域，其系可以避免电荷载体会不管该所施加的阻挡电压而流回在该射极以及该基极之间的该半导体区域，藉此，其系可以确保，该阻挡电压在处于射极以及基极之间所施加之阻挡电压时，独立于射极以及集极之间所施加的一电压之外，而能维持为未改变。
再者，该基极区域以及在该基极区域上形成边界的该第二阻障区域系可以加以配置为与该射极区域以及该第三阻障区域相距一预先决定的距离，因此，藉由形成该空间电荷区域，该阻挡电位系可以在处于小的递送电压时，已为几乎完全地被降低，而此所具有的另一优点是，该切换电压系可以藉由该距离的一任意选择而以一定义的方式进行设定，以及在本发明之方法中的开启程序系具有一比习知技术方法显著为低的开启延迟。
本发明的一较佳实施例将以所附图式作为参考而于之后进行讨论，其中图1其系显示根据本发明之高频切换晶体管之一实施例的剖面图；图2a至图2c其系显示在图1中所举例说明之根据本发明之高频切换晶体管中，一射极区域剖面之数个仿真图表的一图例说明；图3a至图3c其系显示在图1中所举例说明之高频切换晶体管中，一基极接触区域剖面之数个仿真图表的一图例说明；图4其系显示相关于在图1中所举例说明之高频切换晶体管之射极以及基极之间的一区域之数个仿真图表的一图例说明；以及图5a至图5b其系显示根据本发明之高频切换晶体管之一另一实施例的剖面图。
具体实施例方式
图1系显示根据本发明之高频切换晶体管的一实施例，而该高频切换晶体管100系包括一半绝缘基板102，以及嵌入该基板之中的一集极区域104，其中，该集极区域104系具有，举例而言，一具有相较于该半绝缘基板102而为高之一n+掺质浓度的n掺杂半导体材质(亦即，其系为一所谓的埋藏层n阴极)，而较佳地是，在该集极区域104中之该半导体区域的该掺质浓度系会于每立方厘米中包括多于1019个掺质原子，再者，该集极区域104系会形成该高频切换晶体管100的该集极，而更进一步地，一第一阻障区域108系会加以配置于该集极区域104的一表面106之上，且其系较佳地包括一p掺杂半导体材质，另外，在该高频切换晶体管100的一中心区域110之中，一半导体区域114系会被配置于该第一阻障区域108的一表面112之上，且其系较佳地包括一p掺杂半导体材质，然而，该半导体区域114的该掺质浓度却会藉此而低于该第一阻障层108的该掺质浓度，较佳地是，该第一阻障区域108的该掺质浓度系介于每立方厘米1016至1017个掺质原子之间，然而，该第一阻障区域108的该掺质浓度系亦可以落在一介于每立方厘米1015至1018个掺质原子的数值范围之间，而另一方面，该半导体区域的该掺质浓度系较佳地少于每立方厘米1014个掺质原子。
更进一步地，该第一阻障区域108系较佳地具有一介于该集极区域104之该表面106以及该第一阻障区域108之该表面112之间的厚度，且其系会落在一介于0.2μm以及1μm的数值范围之中，然而，可选择地，该第一阻障区域的该厚度系亦可以落在一介于0.1μm以及2μm的数值范围之中。
更进一步地，一第二阻障区域120系会被配置于该半导体区域114之一表面118的一部份116之中，较佳地是，该第二阻障区域120系包括一n掺杂半导体材质，再者，一基极区域122系会被嵌入该第二阻障区域120之中，而关于位在该半导体区域之该表面118以及该基极区域122之间之该第二阻障区域120的该掺质浓度以及该厚度，则对于该第一阻障区域108的陈述系亦类似地可适用，另外，该基极区域122系会被嵌入该第二阻障区域120之中，因而使得一第二阻障区域120的涌流终止(flush termination)会产生于该表面124之上。
再者，一第三阻障区域128系会被配置于该半导体区域114之该表面118的一部份126之中，而再次地，该第三阻障区域126系会较佳地包括一p掺杂半导体材质，此外，一射极区域130系会被配置于一第三阻障区域128之中，因而使得在该第三阻障区域128以及该射极区域130之间的一涌流终止会产生该表面124，之上，另外，关于该第三阻障区域128之该掺杂浓度，以及该第三阻障区域128在该半导体区域114之该表面118以及该射极区域130之间的厚度，该等相关于第一阻障区域108的陈述系亦类似地可适用。
较佳地是，在该第一阻障区域108之该表面112以及该半导体区域114之该表面118之间之该半导体区域114的该厚度系落在一介于5μm以及8μm的数值范围之中，另外可选择地是，该半导体区域114之该厚度系亦可以落在一介于4μm以及10μm的数值范围之中，自此，一8μm的距离132系可以产生在该集极区域104以及该射极区域130之间。
再者，一绝缘覆盖层134系加以配置于该表面124之上，该绝缘覆盖层134系具有一用于透过一射极接触结构136而接触该射极区域130的开口，一用于在一基极接触结构138的帮助之下接触该基极区域122的开口，以及一用于经由一集极接触结构140而接触该一集极区104的开口，更进一步地，该高频切换晶体管100系具有一边界结构142，而其系会在左边限制该半导体区域114以及该第三阻障区域128，以及在右边限制该半导体区域114以及该第二阻障区域120，较佳地是，该边界结构142系包括一绝缘材质，以及系会利用一涌流之方式、而与该第二阻障区域120以及该第三阻障区域128一起终止于该表面124之上，另外，该边界结构142系会投射进入该第一阻障区域108以及该集极区域104之中，因此，该半导体区域114，该第二阻障区域120，以及该第三阻障区域128的一侧向延伸144系是藉由该边界结构142而加以定义，较佳地是，该侧向延伸144系落在一介于20μm以及200μm的数值范围之中，此外，该高频切换晶体管100系亦可以二维地加以形成，藉此，该边界结构系会定义出一体积，而其系实质上具有平行于该第一阻障区域108之一主要区域而加以配置的一方形基极，以及具有最大为该侧向延伸144的一基极区域侧缘，且该基极区域将会更进一步地垂直于图1的绘图水平。
再者，一接触结构146系加以配置于藉由该边界结构142所定义的该侧向延伸144之外，而该接触结构146则是会具有传导区域148以及绝缘区域150，其中，该接触结构146的该等传导区域148系会更进一步地使得该集极接触区域140的一电性传导连接到达该集极区域104，藉此，其系有可能经由该集极接触区域140而传导地接触该集极区域104，其中，该集极接触区域140系会加以配置而覆盖高于该集极区域104，以作为，举例而言，在该第二阻障区域120以及该基极区域122之间的一边界区域。
另外，该第二阻障区域120系可以加以配置为距离该第三阻障区域128一预先定义的距离152，在图1中，在该第二阻障区域120以及该第三阻障区域128之间的该预先定义的距离152系具有一数值为零，然而，该预先定义之距离152系可以多至20μm。
因此，图1系显示为了电路应用而最佳化之一可结合npn双极晶体管之一结构的该剖面，其中，系使用具有沟渠沉体(trench sinker)(接触结构146)的一埋藏层(集极区域104)，而藉此，该集极区域104系可以藉由利用该集极接触区域140而受到来自该表面124的接触，再者，该高频切换晶体管100系会被一沟渠(边界结构142)所环绕，而此则是会避免藉由少数的载体注入而到达高频切换晶体管之一可能边缘的一耦接，此外一射极基极集极掺杂变量曲线系包括一低n-(或p-)掺杂、几乎内部的基极I范围(半导体区域114)，而在该射极区域130以及在该集极区域104处，(第一阻障区域108以及一第三阻障区域128)，会形成抵抗源自该分别之边缘集极区域104以及该射极区域130之电子发散的一较高p掺杂，系会直接地被导入该半导体区域114，藉此，该高频切换晶体管100的该阻挡能力系会受到影响，再者，一基极接触系会加以形成在该内部基极区域之中(亦即，在该半导体区域114之中)，藉此，即会产生该第二阻障区域120以及嵌入于该第二阻障区域120之中的该基极区域122，其中，该基极区域122系会包括一p掺杂半导体材质，并系会更进一步地受到一n掺杂范围(亦即，该第二阻障区域120)的围绕，而此则是会形成抵抗电洞发散的一阻障。
因此，根据本发明之在图1中所举例说明之高频切换晶体管的一实施例，一n掺杂半导体材质系会形成该第一传导型态，以及一p掺杂半导体材质系会形成该第二传导型态，藉此，该基极区域122即会获得可以在抵抗该射极、或集极的一负电压接收电洞，但是仅在到达一临界电压时，将它们以正极性送回，而此临界电压则是取决于在该射极区域130以及该基极区域122之间(，以及在该第三阻障区域128以及该第二阻障区域120之间，分别地，)的一空间电荷区域的形成(射极注入临界电压)，除此之外，此空间电荷区域系取决于在该第二阻障区域120以及该第三阻障区域130之间的该预先决定的距离152，再者，在该基极区域122以及该集极区域104之间的一注入临界电压系必须要加以考虑，而再次地，其系藉由在该第一阻障区域108以及该第二阻障区域120之间的一空间电荷区域而加以形成，尤其是，一集极发散临界电压系必须加以考虑，而其系受到形成于该第一阻障区域108以及该第三阻障区域128之间之一空间电荷区域的影响，因此，藉由选择在该第一阻障区域108、该第二阻障区域120以及该第三阻障区域128之间的该等分别的距离(亦即，藉由图1所举例说明之该高频切换晶体管100的一适当结构)，其系可以达成该射极注入临界电压为小(例如，2.5伏特)，且同时，该集极发散临界电压为高(例如，20伏特)的状况，而在该等分别的发散临界电压之下，由于该激活程序系因为形成在该阻障区域中之空间电荷区域而受到非常多的延迟，因而使得没有值得注意之电流会在短期控制时流入流动方向之中。
再者，该高频切换晶体管100系可以建立于一高频电路之中，但在此并未加以举例说明。该高频电路系可以包括一控制电路，其系加以形成以根据一控制信号而打开、或关闭具有该高频切换晶体管的开关，其中，该控制装置系加以形成，以在该阻障区域以及该射极区域之间供给一负切换电压，进而关闭该开关，藉此，该开关系可以具有一切换输入(例如，该高频切换晶体管的该集极区域)，其系可以被耦接至一高频来源，而一电压信号则是可以供给自具有一高频电压振幅的该高频来源，以及其中，该切换电压系会小于、或是等于该高频电压振幅的一半，因此，在该阻挡的例子中，该晶体管系会承受在该集极区域104以及该射极区域130之间之，举例而言，多至20伏特的高频电压振幅，但是亦可以藉由具有一大于2.5伏特之基极射极电压的该控制电路，而被切换至该激活状态。
为了切换回该关闭状态，该高频切换晶体管系会需要一负的基极射极电压，而此电压则是会高到几乎所有的电荷载体(例如，电子、或电洞)皆可以自该基极区域中被移除(亦即，特别是，自该半导体区域114)，特别地是，该基极射极电压系取决于在该第一阻障区域108，该第二阻障区域120，以及该第三阻障区域128之中的掺杂，并且，系可以加以设定为使得其为大约2.5伏特，因此，可以利用大约稍微大于2.5伏特之供给电压(切换电压)而切换该高频切换晶体管之开与关的电路(特别是一高频切换晶体管100)系可以加以实现，尽管如此，一待切换之高频信号的该高频振幅系仍然可以显著地高于该切换电压(例如，20伏特)。
图2系显示在图1中所举例说明之该高频切换晶体管结构中，该集极区域之一剖面的一示范性掺质变量曲线200。在图2a中所举例说明之图表的横坐标上，系标示以在图1中所举例说明之该高频切换晶体管100之该表面124的位置，而在图2a中所举例说明之图表的纵坐标上，则是标示以对数形式呈现的该掺质浓度，因此，其系可以由图2a中看出，具有一高(例如，一大于每立方厘米1019个掺质原子之)掺质浓度的一半导体区域系被配置在一左半部202，而藉此，在图1中所举例说明之该射极区域130系会加以形成，接着，一第二部分204亦形成边界于其上，藉此，即形成在图1中所举例说明的该第三阻障区域128。
再者，根据图2a，其系可以看出在该半导体区域114中低于该第三阻障区域的该掺质浓度，而系可以藉由在图2a中所举例说明之该掺质变量曲线200的一第三部分206而看出，再次地，在图1中所举例说明之该高频切换晶体管100的该第一阻障区域108系会具有比该半导体区域114更高的掺质浓度，而此则是藉由所举例说明之该掺质变量曲线200的一部分208而看出，再者，该集极区域104系可以藉由在图2a中之该掺质变量曲线200的一部分210而看出。
若是一足够大的负基极射极电压系被供给至该基极接触(例如，-3伏特)时，则几乎整个基极区域(例如，在图1中所举例说明的该半导体区域114)皆会变为无电荷载体，所以，现在，在该半导体区域114中的结果电位乃是藉由在该等p-以及n-阻障区域中的该空间电荷而加以决定。
图2b系显示在阻挡的例子中，于不施加一电压在图1中所举例说明之该集极区域104以及该射极区域130之间的情况下(亦即，VCB＝0伏特)，一特殊集极射极掺质变量曲线，正如在图2a中所示，的电位曲线，(亦即，当将该阻挡电压施加于该基极区域以及该射极区域之中的时候)，因此，该两个高度p掺杂扩散的变量曲线(亦即，该第一阻障区域108，以及该第三阻障区域128)系会每一个皆在该电位曲线中产生抵抗电子发散进入该基极区域(特别是，进入该半导体区域114)的一阻抗，且其系相关于处于一0伏特之集极射极电压的该射极区域130而具有一1.5伏特的阻挡电位，另外，处于高的正集极射极电压时，其系在左边降低(亦即，在该射极区域130处)，以及处于负的集极射极电压时，在右边降低(亦即，在该集极区域104附近)。
在图2c中，一15伏特的集极射极电压(亦即，VCB＝15伏特)系加以设定，藉此，其系可以看出，该阻挡电位系已经几乎完全被降低，但是一大约0.5V的剩余电位仍然存在该部分214之中，然而，藉此，该阻挡电位仍然可以相当有效力的使得没有任何值得注意的电流会流经该集极区域104以及该射极区域130之间。
图3a系显示在图1中所举例说明之该高频切换晶体管100中，该基极区域122之该区域之一剖面的一示范性掺质变量曲线300，再次地，藉此，该基极区域122系可以藉由该掺质变量曲线300的一部份302而加以看出，该第二阻障区域系可以藉由一第二部份304而加以看出，该半导体区域114系可以藉由一第三部份306而加以看出，该第一阻障区域108系可以藉由一第四部份308而加以看出，以及该集极区域104系可以藉由该掺质变量曲线300的一第五部份310而加以看出。当为了阻挡该高频切换晶体管而施加该负的基极射极电压时，一电位曲线，正如在图3b中所举例说明，系会产生于该基极区域之中，而藉此，再次地，一-3伏特的负电压系会被施加于该基极区域122以及该射极区域130之间，因此，在该集极区域104以及该射极区域130之间的一电压系为0伏特时，电子系可以离开该基极区域(亦即，特别地是，该半导体区域114)而到达右边，以及电洞到达左边，而此对所有正的集极射极电压而言系亦可适用，因此，当在该集极区域104处施加一负的电压时(请参阅图3c)，一电位阻障系会剩余在该基极区域122的前方，以避免进入该基极(亦即，该第二阻障区域120以及该半导体区域114)之一电洞的回流。
图4系显示一示范性掺质变量曲线400的一图表，以及具有在该射极区域130以及该基极区域122之间之电位曲线的两个图表。在图4a中，一掺质浓度的一曲线系藉由该掺质变量曲线而加以举例说明，藉此，该射极区域130的一位置系可以从该掺质变量曲线400的一第一部份402而加以看出，该第三阻障区域128的一位置系可以从一第二部份404而加以看出，该第二区域的一位置系可以从一第三部份406而加以看出，以及该基极区域122的一位置系可以从该掺质变量曲线400的一第四部份408而加以看出，藉此，一阴极-阳极距离410系会加以选择为非常的短，大约1.5μm，因而使得一电位阻障(亦即，在该第三阻障区域128以及该第二阻障区域120之间的一阻挡电位)系可以在该基极区域122以及该射极区域130之间，几乎完全地被降低至很小的正电压，而如此的一电位曲线则是可以由图4c看出。
具有在该基极区域以及该射极区域之间之，举例而言，-3伏特之一已施加阻挡电压的一电位曲线系举例说明图4b之中，而藉由对于在该基极区域以及该射极区域之间、已经为很小之该电位阻障(例如，+2.5V)的一如此的降低，即会产生具有仅少于，举例而言，1ns之一低开启延迟的一开启程序，而自此则会获得，该切换行为相较于先前高频切换晶体管的一显著加速，而对于该射极基极距离的一较低显至则是起因于该射极基极二极管的崩渍电压系必须比在关闭状态的该偏压电压更高的需求(亦即，大约-3伏特的该阻挡电压)，接着，在该基极区域以及该射极区域之间的一最小距离系会产生为大约0.1μm，因此，其系可以看出，在此文中所叙述之根据本发明之高频切换晶体管的该实施例系使得该晶体管的一显著收缩成真。
当一集极基极崩渍电压变得比该集极发散临界电压为小时，该收缩的一显示即加以达成。在一20伏特晶体管的例子中(亦即，一20伏特之集极发散临界电压)，此系为，举例而言，大约0.8μm基极集极距离的例子，而在此例子中，该等发散阻障(亦即该第一阻障区域、该第二阻障区域、以及该第三阻障区域)系应该比图1中所举例说明的更显著地平坦以及更高度地加以掺杂，然而，一收缩的一负面结果为，在递送例子中的非线性会增加，以及因此，该控制电流系必须大约反比于一收缩的平方而增加，而在该边界的例子中，则是会造成该控制电流之一0.1mA至10mA的增加。
该控制电流的一增加系藉由沟渠蚀刻的限制而加以限制，以及系因此一般限制为一最大100μm的沟渠深度，藉此，该控制电流多至1μA的一显著降低系可以加以达成，不过，增加该控制电流的一负面结果系为，该切换程序的减速以及该产品成本的一增加。
作为至此所叙述之npn双极晶体管的一另一选择，一pnp晶体管系亦可以加以实现。此pnp晶体管系藉由该p-以及n-掺杂的一交换，还有所有掺杂区域的该传导型态，而加以形成，此外，当分别该等电子以及该等电洞的角色系互换时，该pnp晶体管的功能系可以利用相同的方式而加以叙述，由于现在已经为该少数电荷载体之该等电子的一较高迁移率，因此，显著的执行恶化系会在该开启状态中产生，所以，该pnp晶体管系需要较高的电流，以获得该相同的电阻，然而，其中，较强的谐波亦会同时产生，该pnp晶体管该关闭状态并不会遭受重大的限制。
同样的，侧向晶体管系亦可以利用所叙述的阻障结构而加以实现，因此，一npn高频切换晶体管的一另一实施例系举例说明于图5之中。相对于在图1中所举例说明之会提供该集极区域104在该射极区域130下方之一垂直放置位置的该高频切换晶体管的该垂直结构，该集极区域104以及在该集极区域104上设置边界的该第一阻障区域108系加以放置，以使得可以它们几乎以涌流的方式终止在该表面124，因此，该基极区域122该射极区域130，以及该集极区域104系会进行水平配置一大约相同的高度，其中，在此例子中，该半导体区域114系可以藉由该基板102而加以产生，再者，该第二阻障区域120系会形成一电洞阻障，且同时，该第一阻障区域108以及一第三阻障区域128系会形成一电子阻障。
图5b系显示一侧向的pnp晶体管，其系类似于在图5a中所举例说明之该npn晶体管而加以建构，然而，不同于在图5a中所举例说明之该晶体管的是，该分别之区域的该两种传导型态系彼此交换，因此，该第一阻障区域108以及该第三阻障区域128系会形成一电洞阻障，且同时，该第二阻障区域120系会形成一电子阻障。
然而，在图5中所举例说明的该两种变化并不适合于在开启状态中的操作，因为它们并没有限制注入区域，在分离的晶体管中，此系会造成不健全的参数，在集成电路中，它们会影响在已阻挡以及已切换开启晶体管之间的耦接，而此系为最不想要的，然而，由于侧向晶体管系可以特别轻易地加以产生，并且在关闭状态下具有良好的特性，因此它们系可以被使用于仅使用关闭状态的应用(例如，在天线闪电保护之中)，而该闪电保护则是由任何极性之量高于该集极射极临界电压的电压皆会使得该晶体管为可传导的事实所构成，因此，在阻挡方向中，已经处于低偏压电压之具有高频电压幅度的负载系不再具有任何效果。
总言之，其系可以说，藉由在npn双极晶体管的该基极接触中插入电洞注入阻障，以及在该集极中插入一电子注入阻障，其系可以避免该集极基极二极管在流动极化时变得可传导，而在pnp双极晶体管中，电洞发散阻障系会与电子发散阻障交换，反之亦然。
因此，一电子发散阻障系藉由在一高度n掺杂接触区域上以一轻微掺杂p层形成边界所产生，以及一电洞发散阻障系藉由在一高度p掺杂接触区域上以一轻微掺杂n层形成边界所产生，其中，一晶体管之该n+pn+掺质变量曲线系会由具有一在中间之几乎未掺杂I范围的一n+pIpn+掺质变量曲线所取代，该pp+基极接触则是会由一Inp+掺质变量曲线所取代。
参考符号列表100高频切换晶体管102基板104集极区域106集极区域之表面108第一阻障区域110高频切换晶体管之中间区域112阻障区域108之表面114半导体区域116半导体区域114之一表面的部分118半导体区域114的表面120第二阻障区域122基极区域124表面126半导体区域114之表面118的另一部分128第三阻障区域130射极区域132集极区域104以及射极区域130之间的距离134绝缘覆盖层136射极接触区域138基极接触区域140集极接触区域142边界结构144侧向延伸146接触结构148接触结构146之传导区域150接触结构146之绝缘部分152第二阻障区域120以及第三阻障区域128之间之预先定义距离200掺质变量曲线202掺质变量曲线200之第一部份
204掺质变量曲线200之第二部份206掺质变量曲线200之第三部份208掺质变量曲线200之第四部份210掺质变量曲线200之第五部份212阻挡电位214剩余阻挡电位300掺质变量曲线302掺质变量曲线300之第一部份304掺质变量曲线300之第二部份306掺质变量曲线300之第三部份308掺质变量曲线300之第四部份310掺质变量曲线300之第五部份400掺质变量曲线402掺质变量曲线400之第一部份404掺质变量曲线400之第二部份406掺质变量曲线400之第三部份408掺质变量曲线00之第四部份410射极基极距离
权利要求
1.一种高频切换晶体管(100)，包括一集极区域(104)，其具有一第一传导型态；于该集极区域(104)上形成边界的一第一阻障区域(108)，其具有不同于该第一导电型态的一第二导电型态；于该第一阻障区域(108)上形成边界的一半导体区域(114)，其具有较该第一阻障区域(108)的一掺质浓度为低、或是等于零的一掺质浓度；于该半导体区域(114)上形成边界的一第二阻障区域(120)，其具有一第一传导型态；于该第二阻障区域(120)上形成边界的一基极区域(122)，其具有该第二导电型态；于该半导体区域(114)上形成边界的一第三阻障区域(128)，其具有该第二导电型态，以及一较该半导体区域(114)为高的掺质浓度；以及于该第三阻障区域(128)上形成边界的一集极区域(130)，其具有该第一导电型态。
2.根据权利要求1所述之高频切换晶体管(100)，其中，一具有该第一导电型态的材质为一n掺杂半导体材质，以及一具有该第二导电型态的材质为一p掺杂半导体材质。
3.根据权利要求1或2所述之高频切换晶体管(100)，其中，该第二阻障区域(120)在该第三阻障区域(128)上形成边界、或是以与该第三阻障区域(128)相距一预定距离的方式而进行配置。
4.根据权利要求3所述之高频切换晶体管(100)，其中，该预定距离具有一至多为20μm的数值。
5.根据权利要求1至4其中之一所述之高频切换晶体管(100)，其中，该第一阻障区域(108)、该第二阻障区域(120)、或该第三阻障区域(128)具有一介于每立方厘米1015至1018个掺质原子之间的掺质浓度。
6.根据权利要求5所述之高频切换晶体管(100)，其中，该第一阻障区域(108)、该第二阻障区域(120)、或该第三阻障区域(128)具有一介于每立方厘米1016至1017个掺质原子之间的掺质浓度。
7.根据权利要求1至6其中之一所述之高频切换晶体管(100)，其中，该半导体区域(114)具有一小于每立方厘米1014个掺质原子的掺质浓度。
8.根据权利要求1至7其中之一所述之高频切换晶体管(100)，其中，该集极区域(104)、该基极区域(122)、或该射极区域(130)具有一高于、或相等于每立方厘米1019个掺质原子的掺质浓度。
9.根据权利要求1至8其中之一所述之高频切换晶体管(100)，其中，该第一阻障区域(108)、该第二阻障区域(120)、或该第三阻障区域(128)具有一介于0.1μm至2μm之数值范围内的厚度。
10.根据权利要求9所述之高频切换晶体管(100)，其中，该第一阻障区域(108)、该第二阻障区域(120)、或该第三阻障区域(128)具有一介于0.2μm至1μm之数值范围内的厚度。
11.根据权利要求1至10其中之一所述之高频切换晶体管(100)，其中，该基极区域(122)以及该射极区域(130)乃形成于一基板之中，并且主要是以彼此侧向紧邻而配置。
12.根据权利要求1至11其中之一所述之高频切换晶体管(100)，其中，该集极区域(104)以及该射极区域(130)乃形成于一基板之中，并且主要是以位于彼此之上的形式配置。
13.根据权利要求12所述之高频切换晶体管(100)，其中，该半导体区域(114)具有一介于4μm至10μm之数值范围内的厚度。
14.根据权利要求13所述之高频切换晶体管(100)，其中，该半导体区域(114)具有一介于5μm至8μm之数值范围内的厚度。
15.根据权利要求13或14其中之一所述之高频切换晶体管(100)，其中，一边界结构(142)乃被配置于该半导体区域(114)、该第二阻障区域(120)、以及该第三阻障区域(128)的侧边，而透过此结构，即可以定义该半导体区域(114)、该第二阻障区域(120)、以及该第三阻障区域(128)的一侧向延伸(144)。
16.根据权利要求15所述之高频切换晶体管(100)，其中，该边界结构(142)具有一绝缘材质。
17.根据权利要求15或16其中之一所述之高频切换晶体管(100)，其中，该半导体区域(114)，该第二阻障区域(120)，以及该第三阻障区域(128)的该边界结构(142)具有一介于20μm至200μm之数值范围内的厚度。
18.根据权利要求15至17其中之一所述之高频切换晶体管(100)，其中，该半导体区域(114)具有一方形基极区域，其中，该基极区域乃以平行于该第一阻障区域(108)的一主要区域而进行配置，以及具有最大为该侧向延伸(144)的一基极区域侧缘。
19.根据权利要求12至18其中之一所述之高频切换晶体管(100)，其中，该集极区域(104)可以经由一接触结构(146)的一接触点而进行导电接触，其中，该接触结构(146)乃配置于较在该第二阻障区域(120)以及该基极区域(122)之间之一边界区域为高而覆盖该集极区域(104)的位置上。
20.根据权利要求19所述之高频切换晶体管(100)，其中，该接触结构(146)包括一绝缘材质的至少一部份。
21.根据权利要求12至20其中之一所述之高频切换晶体管(100)，其中，该集极区域乃配置于一包括一半绝缘材质的基板(102)上。
22.一种高频电路，包括一开关，其具有根据权利要求1至21其中之一所述的一高频切换晶体管；以及一控制电路，其乃被形成为根据一控制信号而打开、或关闭该开关，其中，该控制装置乃被形成以将一负的切换电压施加于该基极区域(122)以及该射极区域(130)之间，进而关闭该开关。
23.根据权利要求22所述之高频电路，其中，一电路输入可以被耦接以一高频来源，其中，一电压信号可以自具有一高频电压振幅的该高频来源来提供，以及其中该切换电压乃小于、或等于该高频电压振幅的一半。
全文摘要
一种高频切换晶体管，包括集极区域，其具有第一传导型态，于该集极区域上形成边界的第一阻障区域，其具有不同于该第一导电型态的第二导电型态，以及于该第一阻障区域上形成边界的半导体区域，其具有较该第一阻障区域之一掺质浓度为低的掺质浓度。再者，该高频切换晶体管具有于该半导体区域上形成边界的第二阻障区域，其具有第一传导型态，以及于该第二阻障区域上形成边界的基极区域，其具有第二导电型态。此外，该高频切换晶体管包括于该半导体区域上形成边界的第三阻障区域，其具有该第二导电型态，以及较该半导体区域为高的掺质浓度。更进一步该高频切换晶体管具有于该第三阻障区域上形成边界的射极区域，而其则是具有该第一导电型态。
文档编号H01L29/72GK1716630SQ20041010030
公开日2006年1月4日 申请日期2004年12月9日 优先权日2003年12月9日
发明者R·洛塞汉德 申请人:因芬尼昂技术股份公司