異質接面雙載子晶體管制造技術

本發明專利技術公開一種異質接面雙載子晶體管，包含:一基板，其具備一第一表面及相反側的第二表面；一子射極層，位于基板的第一表面上；一復合射極層，位于子射極層上，使子射極層及復合射極層形成一射極層；一基極層，位于復合射極層上；一集極突出邊緣層，位于基極層上；一集極層，位于集極突出邊緣層上；一橫向氧化區，設在復合射極層的第一區域形成一電流阻擋區，且復合射極層的第一區域包圍復合射極層的第二區域，使復合射極層的第二區域形成一電流孔徑。使復合射極層的第二區域形成一電流孔徑。使復合射極層的第二區域形成一電流孔徑。

【技術實現步驟摘要】
異質接面雙載子晶體管


[0001]本專利技術有關一種異質接面雙載子晶體管，尤指一種集極位于上方與射極位于底部的異質接面雙載子晶體管。

技術介紹

[0002]異質接面雙載子晶體管(Heterojunction Bipolar Transistor,HBT)具有射極、基極及集極，通常射極位于上方，經由施加Vce電壓及Vbe電壓，電子先從射極注入至集極之前，傳輸通過基極層，且電子注入從基極進入集極，而電子從射極流向集電極期間會產生熱量。增益、最大振蕩頻率及帶寬，亦高度依賴基極
?
集極電容(Base
?
Collector capacitance)，如何減少基極
?
集極電容，亦為本專利技術所欲解決的課題。

技術實現思路

[0003]因此，本專利技術的主要目的，在于提供一種異質接面雙載子晶體管，其通過集極
?
基極電容(collector
?
base capacitance)減少，而改善大信號射頻(RF)性能，亦為了射頻晶體管與功率放大器有更好增益、最大振蕩頻率(fmax)及帶寬。
[0004]本專利技術的又一目的，在于提供一種異質接面雙載子晶體管，其改善熱性能，亦由于熱能減少有更好可靠性與大信號射頻效能。
[0005]本專利技術的另一目的，在于提供一種異質接面雙載子晶體管，其功率放大器尺寸減少，減少分立式射頻設備和集成電路制造成本。
[0006]為達上述目的，本專利技術采用的技術手段包含:一基板，其具備一第一表面及相反側的第二表面；一子射極層，位于該基板的第一表面上；一復合射極層，位于該子射極層上，使該子射極層及該復合射極層形成一射極層；一基極層，位于該復合射極層上；一集極突出邊緣層，位于該基極層上；一集極層，位于該集極突出邊緣層上；以及一橫向氧化區，設在該復合射極層的一部分形成一電流阻擋區，且該復合射極層的第一區域包圍該復合射極層的第二區域，使該復合射極層的第二區域形成一電流孔徑。
[0007]依據前揭特征，該復合射極層由一第一射極層與一第二射極層所組成，且該第二射極層位于該第一射極層上。
[0008]依據前揭特征，該第一射極層包括一第一過渡層、一中間層及一第二過渡層，而該第一過渡層的材料為N
?
GaAs、該第二過渡層的材料為N
?
GaAs及該中間層的材料為高含量鋁包括Al
x
Ga1?
x
As(0.80≤x≤0.98)，且該橫向氧化區設在該中間層及該橫向氧化區為N
?
Al
x
Ga1?
x
As。
[0009]依據前揭特征，該第一過渡層與該中間層之間設有一第一選擇層、該中間層與該第二過渡層之間設有一第二選擇層，而該第一選擇層的材料為N
?
AlGaAs、該第二選擇層的材料為N
?
AlGaAs。
[0010]依據前揭特征，該第一過渡層的厚度為20～100nm、摻雜物種為Si及該Si摻雜濃度從4e18降至3e17cm
?3；該橫向氧化區的厚度為0.4～2.5nm、摻雜物種為Si及該Si摻雜濃度為
0～6e18cm
?3；該第二過渡層的厚度為20～100nm、摻雜物種為Si及該Si摻雜濃度為5e16～5e17cm
?3。
[0011]依據前揭特征，該集極突出邊緣層的N
?
InGaP材料為有序化且帶隙大約在18.5eV。
[0012]依據前揭特征，該第一過渡層的厚度為50nm、摻雜物種為Si及該Si摻雜濃度從4e18降至3e17cm
?3；該橫向氧化區的厚度為1nm、摻雜物種為Si及該Si摻雜濃度為4e18cm
?3；該第二過渡層的厚度為50nm、摻雜物種為Si及該Si摻雜濃度為3e17cm
?3。
[0013]依據前揭特征，還包括一基極金屬，該基極金屬位于該集極突出邊緣層上，且該基極金屬向下擴散于該集極突出邊緣層進入該基極層。
[0014]依據前揭特征，還包括一基極金屬，該基極金屬蝕刻穿越該集極突出邊緣層至該基極層，且該基極金屬沉淀進入蝕刻區并連接該基極層。
[0015]依據前揭特征，該基極層的材料為P
+
GaAs、P
+
InGaAs或其組合。
[0016]依據前揭特征，還包括一集極蓋層，該集極蓋層，位于該集極層上。
[0017]依據前揭特征，該基板的材料為半絕緣GaAs；該子射極層的材料為N
+
GaAs；該第二射極層的材料為N
?
InGaP；該基極層的材料為P
+
GaAs；該集極突出邊緣層的材料為N
?
InGaP；該集極層的材料為N
?
GaAs；該集極蓋層的材料為N
+
GaAs或N
+
InGaAs。
[0018]依據前揭特征，該子射極層的厚度為500～1000nm，摻雜物種為Si及該Si摻雜濃度為1e18～2e19cm
?3；該第二射極層的厚度為30～60nm，摻雜物種為Si及該Si摻雜濃度為5e16～5e17cm
?3；該基極層的厚度為40～120nm，摻雜物種為C及該C摻雜濃度為1e19～1e20cm
?3；該集極突出邊緣層的厚度為0.4～100nm，摻雜物種為Si及該Si摻雜濃度為5e16～5e17cm
?3；該集極層由一第一集極層與一第二集極層所組成，該第一集極層的厚度為300～1200nm，摻雜物種為Si及該Si摻雜濃度為1e17～2e14cm
?3，該第二集極層的厚度為0～800nm，摻雜物種為Si及該Si摻雜濃度為1e16～1e17cm
?3；一集極過渡層，該集極過渡層延伸至該第二集極層，該集極過渡層的厚度為20～100nm，摻雜物種為Si及該Si摻雜濃度大于1e19cm
?3，該集極蓋層延伸至該集極過渡層，該集極蓋層的厚度為20～100nm，摻雜物種為Si及該Si摻雜濃度大于1e19cm
?3。
[0019]依據前揭特征，該子射極層的厚度為800nm，摻雜物種為Si及該Si摻雜濃度為4e18cm
?3；該第二射極層的厚度為50nm，摻雜物種為Si及該Si摻雜濃度為3e17cm
?3；該基極層的厚度為80nm，摻雜物種為C及該C摻雜濃度為3e19cm
?3；該集極突出邊緣層的厚度為5nm，摻雜物種為Si及該Si摻雜濃度為3e17cm
?3；該集極層由一第一集極層與一第二集極層所組成，該第一集極層的厚度為900nm，摻雜物種為Si及該Si摻雜濃度為2e15cm
?3，該第二集極層的厚度為300nm，摻雜物種為Si及該Si摻雜濃度為5e16cm
?3；一集極過渡層，該集極過渡層延伸至該第二集極層，該集極過渡層的厚度為50nm，摻雜物種為Si及該Si摻雜本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
1.一種異質接面雙載子晶體管，其特征在于，包含：一基板，其具備一第一表面及相反側的第二表面；一子射極層，位于該基板的第一表面上；一復合射極層，位于該子射極層上，使該子射極層及該復合射極層形成一射極層；一基極層，位于該復合射極層上；一集極突出邊緣層，位于該基極層上；一集極層，位于該集極突出邊緣層上；以及一橫向氧化區，設在該復合射極層的一部分形成一電流阻擋區，且該復合射極層的第一區域包圍該復合射極層的第二區域，使該復合射極層的第二區域形成一電流孔徑。2.如權利要求1所述的異質接面雙載子晶體管，其特征在于，該復合射極層由一第一射極層與一第二射極層所組成，且該第二射極層位于該第一射極層上。3.如權利要求2所述的異質接面雙載子晶體管，其特征在于，該第一射極層包括一第一過渡層、一中間層及一第二過渡層，而該第一過渡層的材料為N
?
GaAs、該第二過渡層的材料為N
?
GaAs及該中間層的材料為高含量鋁包括Al
x
Ga1?
x
As(0.80≤x≤0.98)，且該橫向氧化區設在該中間層及該橫向氧化區為N
?
AlGaAs。4.如權利要求3所述的異質接面雙載子晶體管，其特征在于，該第一過渡層與該中間層之間設有一第一選擇層、該中間層與該第二過渡層之間設有一第二選擇層，而該第一選擇層的材料為N
?
AlGaAs、該第二選擇層的材料為N
?
AlGaAs。5.如權利要求3所述的異質接面雙載子晶體管，其特征在于，該第一過渡層的厚度為20～100nm、摻雜物種為Si及該Si摻雜濃度從4e18降至3e17cm
?3；該橫向氧化區的厚度為0.4～2.5nm、摻雜物種為Si及該Si摻雜濃度為0～6e18cm
?3；該第二過渡層的厚度為20～100nm、摻雜物種為Si及該Si摻雜濃度為5e16～5e17cm
?3。6.如權利要求3所述的異質接面雙載子晶體管，其特征在于，該第一過渡層的厚度為50nm、摻雜物種為Si及該Si摻雜濃度從4e18降至3e17cm
?3；該橫向氧化區的厚度為1nm、摻雜物種為Si及該Si摻雜濃度為4e18cm
?3；該第二過渡層的厚度為50nm、摻雜物種為Si及該Si摻雜濃度為3e17cm
?3。7.如權利要求1所述的異質接面雙載子晶體管，其特征在于，該集極突出邊緣層的N
?
InGaP材料為有序化且帶隙大約在18.5eV。8.如權利要求1所述的異質接面雙載子晶體管，其特征在于，還包括一基極金屬，該基極金屬位于該集極突出邊緣層上，且該基極金屬向下擴散于該集極突出邊緣層進入該基極層。9.如權利要求1所述的異質接面雙載子晶體管，其特征在于，還包括一基極金屬，該基極金屬蝕刻穿越該集極突出邊緣層至該基極層，且該基極金屬沉淀進入蝕刻區并連接該基極層。10.如權利要求1所述的異質接面雙載子晶體管，其特征在于，該基極層的材料為P
+
GaAs、P
+
InGaAs或P
+
GaAs與P
+
InGaAs的組合。11.如權利要求2所述的異質接面雙載子晶體管，其特征在于，還包括一集極蓋層，該集極蓋層，位于該集極層上。12.如權利要求11所述的異質接面雙載子晶體管，其特征在于，該基板的材料為半絕緣
GaAs；該子射極層的材料為N
+
GaAs；該第二射極層的材料為N
?
InGaP；該基極層的材料為P
+
GaAs；該集極突出邊緣層的材料為N
?
InGaP；該集極層的材料為N
?
GaAs；該...

【專利技術屬性】
技術研發人員：吳華特，
申請(專利權)人：吳華特，
類型：發明
國別省市：