[发明专利]低比导通电阻的横向双极型晶体管

说明书

技术领域

本发明涉及到功率半导体器件及其制造方法，具体是一种低比导通电阻的横向双极型晶体管。

背景技术

功率半导体器件又被称为电子电力器件，随着功率集成电路尤其是单片片上功率集成系统的发展，功率半导体器件蓬勃发展。横向功率器件的电极位于芯片的表面，易于通过内部连接实现与低压信号电路及其他器件的相互集成，因此横向功率器件在功率集成电路中被大量运用。在功率集成电路中，横向功率器件往往占整个芯片面积的一半以上，是整个功率集成电路的核心和关键。而且，随着现代功率集成电路的发展，对横向功率器件的性能提出了更高的要求，要求横向功率器件具有较高的击穿电压能力、低的导通电阻、高的工作频率等等。

作为主流的横向功率器件之一，横向双极型晶体管LBJT是以两个反向连结的PN结组成的NPN或者PNP为基本结构，通过基集电流驱动来获得其开关特效的电力电子器件,其具有小信号跨导大、截止频率高、噪声特性好等优点，在功率集成电路中被广泛使用，横向双极型晶体管也被成为平面双极型晶体管。

中国专利文献CN102610638A中公开了一种用于功率集成电路的Si-BJT器件及其制作方法，自下而上包括SiC衬底、p型缓冲层、n型集电区、p型基区、n型发射区、钝化层、p型欧姆接触区位于p型基区的两侧、n型欧姆接触位于n型发射区两侧、发射极位于n型发射区上、基极位于p型欧姆接触上、集电极位于n型欧姆接触区上，在集电区与基区界面处设有长度为0.2-0.6um的保护环，在基集电极处设置有场板。上述专利文献公开了单RESURF结构，但是在这种结构中，漂移区的掺杂剂量对反向阻断电压和比导通电阻起相反的作用，即掺杂剂量增加，反向阻断电压得到提高、比导通电阻也随之变大。这种性质使得其在器件设计中，要想获得高的耐压，必须以牺牲比导通电阻、增加功耗来作为代价。

发明内容

为此，本发明所要解决的是现有SINGLE RESURF结构的横向双极型晶体管漂移区的掺杂剂量对反向阻断电压和比导通电阻起相反的作用带来的不能兼顾提高反向导通电压并同时降低比导通电阻的技术问题，提供一种低比导通电阻的横向双极型晶体管。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：

一种低比导通电阻的横向双极型晶体管，包括,

衬底;

设置于衬底上的第一RESURF区；

依次设置的集电区、基区以及发射区；其中，所述基区内形成有基区欧姆接触区，所述基区欧姆接触区上设置有基极；所述集电区内形成有集电区欧姆接触区，所述集电区欧姆接触区上设置有集电极；所述发射区上设置有发射极，用于平缓漂移区电场变化的第二RESURF区。

所述第二RESURF区通过离子注入形成在所述集电区内。

所述第二RESURF区长度为所述横向双极型晶体管漂移区长度的三分之二。

所述第二RESURF区为P型RESURF区。

所述衬底为碳化硅衬底；

所述第一RESURF区为设置在所述碳化硅衬底上表面的碳化硅外延层；

所述集电区为设置于所述第一RESURF区上表面的N型集电区；

所述基区为设置于所述N型集电区上表面的P型基区；

所述发射区为设置在所述P型基区上表面的N型发射区。

所述衬底为氮化镓衬底；

所述第一RESURF区为设置在所述氮化镓衬底上表面的氮化镓外延层；

所述集电区为设置于所述第一RESURF区上表面的N型集电区；

所述基区为设置于所述N型集电区上表面的P型基区；

所述发射区为设置在所述P型基区上表面的N型发射区。

所述第一RESURF区为P型RESURF区。

本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：

本发明的横向双极型晶体管，包括衬底;设置于衬底上的第一RESURF区；依次设置的集电区、基区以及发射区；其中，所述基区内形成有基区欧姆接触区，所述基区欧姆接触区上设置有基极；所述集电区内形成有集电区欧姆接触区，所述集电区欧姆接触区上设置有集电极；所述发射区上设置有发射极，用于平缓漂移区电场变化的第二RESURF区；通过设置第二RESURF区，可以使得横向双极型晶体管漂移区的电场变得平缓，从而在相同的漂移区长度下，可以达到更高的反向阻断电压；同时，降低了整个器件的比导通电阻，实现在提高器件相同的耐压等级的同时，器件的比导通电阻相对于单resurf情况下提高至少两倍，功耗大大降低。。