绝缘双极性栅晶体管装置及制法、控制其切换速率的方法专利检索

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绝缘双极性栅晶体管装置及制法、控制其切换速率的方法专利检索

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1.一种绝缘双极性栅晶体管装置,其依次地具有p+硅基板 的集极,形成于该p+硅基板上的n+缓冲层,n+缓冲层上的n-磊 晶层,选择性地形成p型基极区于该n-磊晶层的上方主表面中,由 此形成pnp双极性晶体管,又选择性地在该基极区的上方主表面 中形成n+层发射极区,发射极金属则选择性地形成于发射极区上, 以及在n-型半导体层与n+层发射极区之间的通道区上方沉积多 晶硅的栅极电极于栅极氧化物层上;其特征是,一位错层形成 在该n+缓冲层中,以及该n+缓冲层与该p+硅基板及n-磊晶层 的毗邻界面处,该位错层是供掺杂锗于该n+缓冲层之中而形成 的,由此降低少数载子的寿命以增加切换速率。2.如权利要求1所述的装置,其特征是,所供掺杂的锗的 浓度约为硅的0.5~4原子百分比。3.一种绝缘双极性栅晶体管装置,其依次地具有p+硅基板 的集极,接合于该p+硅基板上的n+缓冲层,n+缓冲层上的n-磊 晶层,选择性地形成p型基极区于该n-磊晶层上方主表面中, 由此形成pnp双极性晶体管,又选择性地在该基极区的上方主 表面中形成n+层发射极区,发射极金属则选择性地形成于发射 极区上,以及在n-型半导体层与n+层发射极区之间通道区沉积 多晶硅的栅电极于栅极氧化物层之上;其特征是,一位错层, 形成于该n+缓冲层中,以及该n+缓冲层与该p+硅基板及n-磊 晶层的界面处,该位错层是供掺杂锗于该n+缓冲层中而成,由 于锗原子大于硅原子所形成的位错层;以及一缺陷层,形成在 该p+硅基板与该n+缓冲层之间,该缺陷层是通过晶圆接合法而 形成的,由此降低少数载子的寿命以增加切换速率。4.如权利要求3所述的装置,其特征是,所述缺陷层是通 过晶圆接合法接合抛光的p+CZ晶圆与具有n+顶部层的n-FZ晶 圆而形成,以及该n-FZ晶圆的n+顶部层可通过固体源、气体源 或离子布植来形成,若采用离子布植时,砷或锑为较佳离子, 其中该n-FZ晶圆的抛光表面可在掺杂n+之前予以制作图案。5.一种用于制造绝缘双极性栅晶体管装置的方法,其中该 绝缘双极性栅晶体管装置具有p+硅基板的集极,形成于该p+硅 基板上的n+缓冲层,n+缓冲层上的n-磊晶层,选择性地形成p 型基极区于该n-磊晶层的上方主表面中,由此形成pnp双极性 晶体管,又选择性地在该基极区的上方主表面中形成n+层发射 极区,发射极金属则选择性地形成于发射极区上,以及在n-型 半导体层与n+层发射极区之间通道区沉积多晶硅的栅电极于栅 极氧化物层上,其特征是,形成一位错层在该n+缓冲层中,以 及该n+缓冲层与该p+硅基板及n-磊晶层的毗邻界面处,该位错 层是供掺杂锗,通过导入少量的GeH4气体于磊晶反应器内,使 锗原子掺杂于硅原子中而结合于该n+缓冲层之中而成,由于锗 原子大于硅原子所形成的位错层,由此位错层降低少数载子的 寿命以增加切换速率。6.如权利要求5所述的方法,其特征是,所掺杂的锗的浓 度约为硅的0.5~4原子百分比。7.一种用于制造绝缘双极性栅晶体管装置的方法,其中该 绝缘双极性栅晶体管装置具有p+硅基板的集极,接合于该p+硅 基板上的n+缓冲层,n+缓冲层上的n-磊晶层,选择性地形成p 型基极区于该n-磊晶层的上方主表面中,由此形成pnp双极性 晶体管,又选择性地在该基极区的上方主表面中形成n+层发射 极区,发射极金属则选择性地形成于发射极区上,以及在n-型 半导体层与n+层发射极区之间通道区沉积多晶硅的栅电极于栅 极氧化物层之上;其特征是,通过供掺杂锗于该n+缓冲层中而 形成一位错层;以及通过晶圆接合法而形成一缺陷层于该p+硅 基板与该n+缓冲层之间,由此降低少数载子的寿命以增加切换 速率。8.如权利要求7所述的方法,其特征是,所述缺陷层是通 过晶圆接合法接合抛光的p+CZ晶圆与具有n+顶部层的n-FZ晶 圆而形成,以及该n-FZ晶圆的n+顶部层可通过固体源、气体源 或离子布植来形成,若采用离子布植时,砷或锑为较佳离子, 其中该n-FZ晶圆的抛光表面可在掺杂n+之前可予以制作图案。9.一种用于控制绝缘双极性栅晶体管装置切换速率的方 法,其中该绝缘双极性栅晶体管装置具有p+硅基板的集极,形 成于该p+硅基板之上的n+缓冲层,n+缓冲层上的n-磊晶层,选 择性地形成p型基极区于该n-磊晶层的上方主表面中,由此形 成pnp双极性晶体管,又选择性地在该基极区的上方主表面中 形成n+层发射极区,发射极金属则选择性地形成于发射极区上, 以及在n-型半导体层与n+层发射极区之间通道区沉积多晶硅的 栅电极于栅极氧化物层之上;其特征是,形成一位错层在该n+ 缓冲层中,以及该n+缓冲层与该p+硅基板及n-磊晶层的毗邻界 面处,该位错层是供掺杂锗,由此导入少量的GeH4气体于磊晶 反应器内,使锗原子掺杂于硅原子中而结合于该n+缓冲层之中 而成,由于锗原子大于硅原子所形成的位错层,由此位错层降 低少数载子的寿命以增加切换速率。10.如权利要求9所述的方法,其特征是,所掺杂的锗的浓 度约为硅的0.5~4原子百分比。11.一种用于控制绝缘双极性栅晶体管装置切换速率的方 法,其中该绝缘双极性栅晶体管装置具有p+硅基板的集极,形 成于该p+硅基板之上的n+缓冲层,n+缓冲层上的n-磊晶层,选 择性地形成p型基极区于该n-磊晶层的上方主表面中,由此形 成pnp双极性晶体管,又选择性地在该基极区的上方主表面中 形成n+层发射极区,发射极金属则选择性地形成于发射极区上, 以及在n-型半导体层与n+层发射极区之间通道区沉积多晶硅的 栅电极于栅极氧化物层之上;其特征是,通过供掺杂锗于该缓 冲层中而形成一位错层;以及通过晶圆接合法而形成一缺陷层, 在该p+硅基板与该n+缓冲层之间,由此降低少数载子的寿命以 增加切换速率。12.如权利要求11所述的方法,其特征是,所述缺陷层是 通过晶圆接合法接合抛光的p+CZ晶圆与具有n+顶部层的n-FZ 晶圆而形成,以及该n-FZ晶圆的n+顶部层可通过固体源、气体 源或离子布植来形成,若采用离子布植时,砷或锑为较佳离子, 其中该n-FZ晶圆的抛光表面在掺杂n+之前可予以制作图案。



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