[发明专利]一种互补型SiC双极集成晶体管及其制作方法

说明书

本发明公开了一种互补型SiC双极集成晶体管，衬底之上依次设置有八个外延层，钝化层覆盖在各个外延层的表面与侧壁以及第一外延层末端之外衬底的上表面；第八外延层的上端面覆盖有电极一，第八外延层末端之外第七外延层的上端表面覆盖有电极二，第七外延层末端之外第六外延层的上端表面覆盖有电极三，第四外延层末端之外第三外延层的上端表面覆盖有电极四，第三外延层末端之外第二外延层的上端表面覆盖有电极五，第二外延层末端之外第一外延层的上端表面覆盖有电极六。本发明还公开了该种互补型SiC双极集成晶体管的制作方法。本发明pnp晶体管与npn晶体管采用上下分布的纵向结构，结构参数设计相互独立。

技术领域

本发明属于半导体集成电路技术领域，涉及一种互补型SiC双极集成晶体管，本发明还涉及该种互补型SiC双极集成晶体管的制作方法。

背景技术

以碳化硅(SiC)材料制作的SiC集成电路，具有禁带宽度大、热导率高、临界雪崩击穿电场强度高、饱和载流子漂移速度大及热稳定性好等优点，SiC集成电路能够工作在极端环境下的能力也已得到业界认可。其中，SiC双极集成电路，因其不存在栅氧化层可靠性问题，更适用于高温环境。然而，由于SiC独特的性质，其集成双极晶体管及制造工艺均不兼容于现有技术。

2008年，Shakti Singh和James A.Cooper等在其论文《Demonstration andCharacterization of Bipolar Monolithic Integrated Circuits in 4H-SiC》中公开了第一块SiC TTL集成电路，测试结果显示，其可以正常工作在300℃的高温环境中。2011年，Shakti Singh和James A.Cooper等在其论文《Bipolar Integrated Circuits in 4H-SiC》中公开了可以承受600℃高温的SiC TTL集成电路，进一步实验验证了SiC TTL集成电路的高温性能。但所公开的SiC TTL集成电路中都只集成了npn晶体管。2014年，Luigia Lanni,Bengt Gunnar Malm等在论文《Lateral p-n-p Transistors and Complementary SiCBipolar Technology》中，首次公开了互补型SiC双极集成电路，成功将SiC pnp晶体管引入SiC集成电路中，实现了npn晶体管与pnp晶体管的互补集成，但所报道的pnp晶体管与npn晶体管共用同一外延层，使得pnp晶体管与npn晶体管的参数设计存在相互限制的问题，制约了互补型SiC TTL集成电路性能的进一步提高。

鉴于此，针对上述技术问题，有必要研制一种高性能、高可行性的互补型SiC集成双极晶体管，用于改善纯SiC npn晶体管集成电路设计复杂度高及现有互补型SiC集成双极晶体管设计相互限制等问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种互补型SiC双极集成晶体管，解决了现有技术的纯SiCnpn晶体管集成电路设计复杂与传统互补型SiC双极集成电路性能不足的问题。

本发明的另一目的是提供该种互补型SiC双极集成晶体管的制作方法。

本发明所采用的技术方案是，一种互补型SiC双极集成晶体管，包括衬底，

衬底的上端面设置有第一外延层，即npn晶体管的发射区，该第一外延层的材料为n型SiC，

第一外延层的上端面设置有第二外延层，即npn晶体管的基区，该第二外延层的材料为p型SiC，

第二外延层的上端面设置有第三外延层，即npn晶体管的集电区，该第三外延层的材料为n型SiC，

第三外延层的上端面设置有第四外延层，即pn结隔离层的p层，该第四外延层的材料为p型SiC，

第四外延层的上端面设置有第五外延层，即pn结隔离层的n层，该第五外延层的材料为n型SiC，