双极晶体管的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及双极晶体管、制造双极晶体管的方法和包括双极晶体管的功率放大 器。
【背景技术】
[0002] RF功率放大器是任意高频系统和应用中的关键组件。对于多媒体应用的更高带宽 和更高速度的需要对于运些放大器提出了严格要求，例如高输出功率、线性度和效率。由于 双极晶体管（诸如异质结双极晶体管（皿T))在高频下的优良性能，所W对于RF功率放大 器来讲，包括双极晶体管的放大器优于基于CMOS器件使用。
[0003] 对于娃基器件（例如SiGe皿T)的限制在于：与一些III-V材料相比娃的较小的 带隙通常会引起较低的击穿电压度V)，较低的击穿电压度V)会限制运些器件在高电压的 操作。
[0004] 已经通过优化集电极分布（对击穿电压度V)和截止频率也）的折中）来创建较 高击穿SiGe皿T做出了努力。例如，参见：
[0005]D.R.Greenberg等人"Large-signalperformanceofhigh-BVcEcgraded epi-baseSiGeHBTsatwirelessfrequencies"IEDMProceedings，pp. 32. 3. 1-32. 3. 4， 1997 ；
[0006] E.J.Preisler等人的"Integrationofa5. 5VBVceoSiGe皿Twithina200細Z SiGeBiCMOSflow^BCTMProceedings,pp.202-205,2007 ；
[0007] B.Geynet等人的"Hi曲-voltage皿Tscompatiblewithhi曲-speedSiGe BiCMOStechnology",SiRFProceedings,卵.210-213,2008;W及
[0008]H.Mertens等人的"Extendedhi曲voltage皿Tsinhi曲-performanceBiCMOS process",BCTMProceedings,2011。
[0009] 其他工作包括使用降低表面电场（RESUR巧效应（使用场板或pn结）来改善关于 BVXfV的性能（参见，例如J.Melai等人"Anewsub-micron24VSiGe:CRESURF皿T，，， ISPSDConference,2004)O
[0010] R.Sorge等人的"Cone巧tofve;rticalbipolartransistorwithlateral 化iftregion,appliedtohi曲voltageSiGe皿T"，SiRF, 2012 描述了具有在子集电极 和集电极接触区域之间引入的附加横向漂移区的垂直双极晶体管。运被描述为使能针对RF 功率应用的高电压双极晶体管的制造。长度为1.2ym的附加横向漂移区的引入使皿T的开 路基极击穿电压BVced从 7V增加至 18V。在R.Sorge等人"IntegrationOfa50BVcEnSiGe: C皿Tintoa0. 25ymSiGe:CBiCM0Splatform",SiRF, 2014 中已经再次不出了同一器件 概念，W能够具有高达35V的大得多的BVee。。然而，运些器件的主要瓶颈之一是高集电极阻 抗。运能够导通器件的寄生PNP，并导致片的强烈减小。
[0011] 不经受集电极阻抗增加的具有横向漂移区的器件对于功率放大器应用将尤其有 前途。
【发明内容】
[0012] 在所附的独立和从属权利要求中阐述了本发明的方案。来自从属权利要求的特征 可W视情况与独立权利要求的特征组合，并不仅如权利要求中明确阐述的那样。
[0013] 根据发明的第一方面，提供了一种包括双极晶体管的半导体器件。所述双极晶体 管包括：包括横向延伸的漂移区的集电极。所述双极晶体管还包括位于所述集电极上方的 基极。所述双极晶体管还包括位于所述基极上方的发射极。所述双极晶体管还包括具有与 所述集电极的导电类型不同的导电类型的渗杂区域。所述渗杂区域在所述集电极下方横向 延伸W在所述渗杂区域和所述集电极之间的接触区域处形成结。所述渗杂区域具有不均匀 的横向渗杂分布。所述渗杂区域的渗杂级别在离所述双极晶体管的集电极-基极结最近的 那部分渗杂区域中最高。
[0014] 根据发明的第二方面，提供了一种制造包括双极晶体管的半导体器件的方法。所 述方法包括：形成包括横向延伸的漂移区的集电极。所述方法还包括形成位于所述集电极 上方的基极。所述方法还包括形成位于所述基极上方的发射极。所述方法还包括形成具有 与所述集电极的导电类型不同的导电类型的渗杂区域。所述渗杂区域在集电极下方横向延 伸W在渗杂区域和集电极之间的接触区域处形成结。所述渗杂区域具有不均匀的横向渗杂 分布。所述渗杂区域的渗杂级别在离所述双极晶体管的集电极-基极结最近的那部分渗杂 区域中最高。
[0015] 在集电极下设置横向延伸的渗杂区域可W允许在集电极内的电场整形，W提高器 件内的击穿电压。渗杂区域具有不均匀的横向渗杂分布。不均匀的渗杂分布可W允许集电 极内的电场整形裁切为器件的布置和渗杂分布（例如裁切为集电极的配置和布置）。渗杂 级别在靠近集电极-基极结处最高。用运种方式，会在接近集电极-基极结处发生相对强 的电场整形，其中电场通常最高并且对于击穿电压很严苛，而不会不利地影响器件的其他 部分（例如，如W下更详细描述地通过减小在器件的集电极触点处或附近的击穿电压和/ 或增加集电极电阻Re)。
[0016] 渗杂区域和集电极之间的接触区域处的结可W是p-n结，分别地，其中所述集电 极是n型或P型并且渗杂区域是P型或n型。
[0017] 可W使用离子注入来形成渗杂区域。例如在制造期间，可W使用第一注入步骤来 形成具有第一渗杂级别的那部分渗杂区域，并且可W使用第二注入步骤来形成具有第二渗 杂级别的、离所述集电极-基极结最近的那部分渗杂区域，其中第二渗杂级别高于第一渗 杂级别。注入步骤之后接着可W是退火步骤W激活渗杂剂。
[0018] 在一个实施例中，离所述集电极-基极结最近的那部分渗杂区域的可W垂直地位 于集电极-基极结下方。
[0019] 渗杂区域的垂直尺寸可能在离集电极-基极结最近且具有最高渗杂级别的那部 分渗杂区域中最高。用运种方式，可W朝向集电极-基极结来延伸渗杂区域，W不需要影响 在集电极的其他区域中（例如，远离集电极-基极结，在集电极触点处）施加的场成形强度 的方式来增强场强的成形。在一个实施例中，离所述集电极-基极结最近的那部分渗杂区 域是向外扩散到比渗杂区域的残余物的更大的空间范围的那部分渗杂区域。可W在上述提 到的用于激活渗杂剂退火步骤期间，发生离集电极-基极结最近的渗杂区域的外扩散。
[0020] 隔离区域可W位于集电极的横向延伸的漂移区上方。该隔离区域可W允许器件的 其他特征，例如基极多晶娃层和基极触点垂直地位于集电极上方。可W用例如用二氧化娃 和/或氮化娃的电介质来形成隔离区域。
[0021] 可W在隔离区域中形成一个或更多个开口，W允许接入下层的集电极。在一个实 施例中，所述集电极-基极结可W位于所述隔离区域中的开口处。集电极的垂直尺寸可W 在离所述开口最近的那部分集电极的中最大，例如集电极垂直地通过开口延伸，W与基极 接触来形成集电极-基极结。
[0022] 所述设备还可W包括：集电极触点，所述集电极触点用于与远离集电极-基极结 的集电极的横向延伸的漂移区的末端电接触；W及下沉物，所述下沉物从集电极触点向下 延伸到集电极中。下沉物可W从集电极触点向下延伸到集电极中，W完成连接。在运种示 例中，集电极在下沉物和集电极-基极结之间横向延伸。如W上提及的，下沉物体可W通过 隔离区域中的开口。
[0023] 在一个示例中，所述下沉物还沿朝向集电极-基极结的方向在隔离区域下方横向 延伸。该下沉物沿朝向集电极-基极结方向上的横向延伸可W减小集电极的有效漂移长度 (例如，通过减小漂移区的有效横向尺寸）。可W使用离子注入步骤来形成下沉物的横向延 伸，例如使用专用掩模来通过上层的隔离区域注入。下沉物的横向延伸可W允许调整（例 如能够显著减小）集电极的有效漂移长度，而不妨碍器件的其他部分的布置或需要器件布 置的改变。例如，一个或更多个基极触点可W垂直地位于集电极的横向延伸的漂移区上方。 下沉物的横向延伸可W缩短集电极的有效漂移长度，而仍为运种基极触点留出空间。
[0024] 在一些实施例中，另一个渗杂区域可W位于所述渗杂区域下方，另一个渗杂区域 具有与所述渗杂区域相同的导电类型。另一个渗杂区域可W具有比渗杂区域的任何部分更 低的渗杂级别。可W通过附加的渗杂区域来向渗杂区域施加电势。所述器件还可W包括用 于向渗杂区域施加电势的触点，W用于对所述集电极漂移区中的电场整形。所述触点可W 是器件的衬底触点。
[0025] 所述双极晶体管可W是吨n双极晶体管，在所述吨n双极晶体管中集电极和发射 极的导电类型是n型并且基极的导电类型是P型。还提议的是所述双极晶体管可W是pnp 双极晶体管，其中集电极和发射极的导电类型是P型，且基极的导电类型是n型。
[00%] 根据本发明的另一方面，提供了包括上述类型半导体器件的功率放大器