一种半导体器件及其制备方法、电子装置与流程

本发明涉及半导体，具体而言涉及一种半导体器件及其制备方法、电子装置。

背景技术：

1、异质结双极型晶体管(heterojunction bipolar transistor，hbt)具有高频率、高效率、高线性度、高功率密度、单电源工作等优点，而被广泛应用于无线通信、卫星、雷达等领域。在异质结双极型晶体管中，如果元件的温度上升，则基极-发射极间的导通电压降低，集电极电流会增加。而晶体管内部电流分布存在不均匀的问题，使得在某一极小区域内电流很集中，形成丝状大电流，导致温度上升，进一步导致在极小区域内电流的增加，进入恶性循环，容易导致晶体管发生热失控，并进一步导致晶体管损坏。

2、相关技术中，通常会采用发射极盖帽层作为镇流电阻，来抑制晶体管热失控，并通过采用多个发射极镇流电阻，形成负反馈，以提高发射极偏压稳定性，解决电流集中效应，但过大的发射极镇流电阻会导致输出功率的降低和功率附加效率的降低。

技术实现思路

1、在
技术实现要素：
部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本发明的发明内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。

2、针对目前存在的问题，本发明一方面提供一种半导体器件，包括：

3、衬底；

4、自下而上形成在所述衬底上的子集电极层、集电极层、基极层和发射极层，所述基极层包括第一基极层和位于所述第一基极层外侧的第二基极层，所述第二基极层的电阻大于所述第一基极层的电阻。

5、在一个实施例中，所述第二基极层包括层叠设置的至少两个子基极层，不同的所述子基极层具有不同的掺杂浓度；

6、或者，所述第二基极层的掺杂浓度自上而下逐渐减小。

7、在一个实施例中，所述第二基极层包括由下至上层叠设置的第一子基极层和第二子基极层，其中：

8、所述第一子基极层具有第一厚度与第一掺杂浓度；

9、所述第二子基极层具有第二厚度与第二掺杂浓度；

10、所述第一掺杂浓度与所述第二掺杂浓度不同，所述第一厚度和所述第二厚度之和等于所述第一基极层的厚度。

11、在一个实施例中，所述第一掺杂浓度小于所述第二掺杂浓度，所述第一掺杂浓度和/或所述第二掺杂浓度小于所述第一基极层的掺杂浓度。

12、本发明实施例另一方面提供一种半导体器件的制备方法，所述方法包括：

13、提供衬底；

14、在所述衬底上自下而上依次形成子集电极层、集电极层、基极层和发射极层，所述基极层包括第一基极层和位于所述第一基极层外侧的第二基极层，所述第二基极层的电阻大于所述第一基极层的电阻。

15、在一个实施例中，形成所述基极层的步骤包括：

16、在所述集电极层上形成第一基极层，所述第一基极层包括第一区域和位于所述第一区域外侧的第二区域；

17、去除所述第二区域内的所述第一基极层，以露出所述集电极层；

18、在所述第二区域露出的所述集电极层上形成第二基极层。

19、在一个实施例中，所述第二基极层包括层叠设置的至少两个子基极层，不同的所述子基极层具有不同的掺杂浓度。

20、在一个实施例中，形成所述第二基极层，包括：

21、在所述集电极层上形成第一子基极层，所述第一子基极层具有第一厚度与第一掺杂浓度；

22、在所述第一子基极层上形成第二子基极层，所述第二子基极层具有第二厚度与第二掺杂浓度，所述第一厚度和所述第二厚度之和等于所述第一基极层的厚度，所述第一掺杂浓度与所述第二掺杂浓度不同；所述方法还包括：

23、通过调节所述第一厚度和所述第二厚度使得所述第二基极层具有目标电阻。

24、在一个实施例中，所述第一掺杂浓度小于所述第二掺杂浓度，所述第一掺杂浓度和/或所述第二掺杂浓度小于所述第一基极层的掺杂浓度。

25、本发明再一方面还提供一种电子装置，所述电子装置包括前述的半导体器件。

26、本发明实施例的半导体器件及其制备方法、电子装置，通过形成第二基极层作为基极镇流电阻来补偿发射极-基极电压降，能够避免由于电流集中效应而导致的热失控，并且一方面能够很方便地控制基极镇流电阻的阻值大小，另一方面由于基极电流较小，设置基极镇流电阻能够避免引起半导体器件输出功率和功率附加效率的降低。

技术特征：

1.一种半导体器件，其特征在于，所述半导体器件包括：

2.根据权利要求1所述的半导体器件，其特征在于，所述第二基极层包括层叠设置的至少两个子基极层，不同的所述子基极层具有不同的掺杂浓度；

3.根据权利要求2所述的半导体器件，其特征在于，所述第二基极层包括由下至上层叠设置的第一子基极层和第二子基极层，其中：

4.根据权利要求3所述的半导体器件，其特征在于，所述第一掺杂浓度小于所述第二掺杂浓度，所述第一掺杂浓度和/或所述第二掺杂浓度小于所述第一基极层的掺杂浓度。

5.一种半导体器件的制备方法，其特征在于，所述方法包括：

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，形成所述基极层的步骤包括：

7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述第二基极层包括层叠设置的至少两个子基极层，不同的所述子基极层具有不同的掺杂浓度；或者，所述第二基极层的掺杂浓度自上而下逐渐减小。

8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，形成所述第二基极层，包括：

9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述第一掺杂浓度小于所述第二掺杂浓度，所述第一掺杂浓度和/或所述第二掺杂浓度小于所述第一基极层的掺杂浓度。

10.一种电子装置，其特征在于，所述电子装置包括权利要求1至4任一项所述的半导体器件。

技术总结
本发明提供一种半导体器件及其制备方法、电子装置，所述半导体器件包括：衬底；自下而上形成在所述衬底上的子集电极层、集电极层、基极层和发射极层，所述基极层包括第一基极层和位于所述第一基极层外侧的第二基极层，所述第二基极层的电阻大于所述第一基极层的电阻。本发明形成第二基极层作为基极镇流电阻来补偿发射极‑基极电压降，能够避免由于电流集中效应而导致的热失控，便于控制基极镇流电阻的阻值大小，并且由于基极电流较小，因而能够避免引起半导体器件输出功率和功率附加效率的降低。

技术研发人员：李峰柱,项少华,梁程程,王冲
受保护的技术使用者：绍兴中芯集成电路制造股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15