异质结双极晶体管、使用其的功率放大器及其制造方法技术

本发明专利技术能在防止热失控的同时防止高温下功率放大特性的恶化。异质结双极晶体管（100）具有镇流电阻层（7）。镇流电阻层（7）包括AlGaAs发射极镇流电阻层（7a）和AlGaAs发射极镇流电阻层（7b），所述AlGaAs发射极镇流电阻层（7a）在第一温度区域（室温～100℃）以及第二温度区域（100℃以上）具有正电阻率温度系数，所述AlGaAs发射极镇流电阻层（7b）在第一温度区域内具有负电阻率温度系数，在第二温度区域内具有正电阻率温度系数。

Heterojunction junction transistor, power amplifier using the same, and method of manufacturing the same

The invention can prevent the thermal runaway and prevent the deterioration of the power amplification characteristic at high temperature. A heterojunction bipolar transistor (100) has a ballast resistance layer (7). The ballast layer (7) comprises a AlGaAs emitter ballasting resistor layer (7a) and AlGaAs emitter ballasting resistor layer (7b), the AlGaAs emitter ballasting resistor layer (7a) in the first temperature (room temperature to 100 DEG C) and second (regional temperature more than 100 DEG C) with positive resistance the rate of the temperature coefficient of the AlGaAs emitter ballasting resistor layer (7b) has a negative temperature coefficient of resistivity in the first temperature region, having a positive temperature coefficient of resistivity in second temperature regions.

【技术实现步骤摘要】
异质结双极晶体管、使用其的功率放大器及其制造方法
本专利技术涉及异质结双极晶体管、使用异质结双极晶体管的功率放大器、以及异质结双极晶体管的制造方法。
技术介绍
已知一种在n型InGaP发射极层与AlGaAs发射极镇流电阻层之间插入GaAs层的异质结双极晶体管(下面称之为HBT)(参照下述专利文献1)。此处所揭示的AlGaAs发射极镇流电阻层通过有机金属气相外延法形成，其结构为，AlAs摩尔比为0.33，Si浓度为1×1017cm-3，膜厚为120nm。现有技术文献专利文献专利文献1：日本专利特开2005－236259号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的技术问题通常，为了处理较大功率，功率放大器所使用的HBT构成为将多个发射极尺寸较小的HBT(下面称之为单元HBT)并联连接。然而，由于HBT制造工艺等引起的不均匀性，会发生并联连接的所有单元HBT不同时进行动作的情况。在这种情况下，会导致如下可能性：即，电流集中在特定的单元HBT，从而引起热失控甚至元件损坏。为了防止上述的热失控，一般会在每个单元HBT的发射极或基极上设置镇流电阻。这里，关于AlGaAs发射极镇流电阻层防止热失控的结构，对专利文献1所揭示的技术进行说明。AlGaAs发射极镇流电阻层的电阻率温度依赖性如图20所示，若某一单元HBT开始热失控，则由于电流集中而导致其温度上升，因此随着其温度的上升而开始热失控的单元HBT的发射极镇流电阻值也(例如，在图20的100℃以上)会急剧的增加。由于该发射极镇流电阻的急剧增加抑制了开始热失控的单元HBT的发射极/基极之间的电压，因此抑制了电流向开始热失控的单元HBT集中，从而避免了热失控。另一方面，对于功率放大器，作为整体，不只要求在室温下，也要求到一定程度的高温(例如，85℃～100℃)为止的功率放大(对功率进行放大)特性。然而，对于没有发生热失控的其他的单元HBT也分别附加了发射极镇流电阻，从图20可知，例如85℃或100℃时，与室温对比HBT分别增加了13％(未图示)、21％的发射极镇流电阻值，即，增加了寄生电阻值。其结果是，在使用专利文献1所记载的技术来制造功率放大器的情况下，一方面能防止HBT的热失控，但另一方面却产生了由于温度上升造成发射极镇流电阻值的增加，从而导致高温下功率放大特性恶化的问题。本专利技术是鉴于上述问题而完成的，目的在于能够在防止热失控的同时避免高温下功率放大特性的恶化。解决技术问题所采用的技术方案为解决所述问题，本专利技术的异质结双极晶体管是具有电阻值随温度上升而增加的镇流电阻层的异质结双极晶体管，其特征在于，镇流电阻层包括：在第一温度区域及第二温度区域内具有正电阻率温度系数的第一镇流电阻层；以及在第一温度区域内具有负电阻率温度系数，在所述第二温度区域内具有正电阻率温度系数的第二镇流电阻层。此外，本专利技术的具有电阻值随温度上升而增加的镇流电阻层的异质结双极晶体管的制造方法包括形成镇流电阻层的工序。该工序的特征在于，包括：形成在第一温度区域内及第二温度区域内具有正电阻率温度系数的第一镇流电阻层的工序；以及形成在所述第一温度区域内具有负电阻率温度系数，在第二温度区域内具有正电阻率温度系数的第二镇流电阻层的工序。专利技术效果根据本专利技术，能够改善功率放大特性。附图说明图1是表示本专利技术的实施方式1所涉及的HBT的俯视图。图2是图1的I－I剖视图。图3是表示同一实施方式所涉及的镇流电阻层的温度依赖性的图。图4是表示同一实施方式所涉及的发射极镇流电阻值与温度之间的关系的图。图5是本专利技术的实施方式2所涉及的HBT的剖视图。图6是表示同一实施方式所涉及的镇流电阻层的温度依赖性的图。图7是表示同一实施方式所涉及的发射极镇流电阻值与温度之间的关系的图。图8是本专利技术的实施方式3所涉及的HBT的剖视图。图9是本专利技术的实施方式4所涉及的HBT的剖视图。图10是同一实施方式所涉及的HBT的剖视图。图11是同一实施方式所涉及的HBT的剖视图。图12是本专利技术的实施方式5所涉及的HBT的俯视图。图13是图12的II－II剖视图。图14是表示本专利技术的实施方式6所涉及的制造HBT的工序的说明图。图15是同一实施方式所涉及的制造HBT的工序的说明图。图16是同一实施方式所涉及的制造HBT的工序的说明图。图17是本专利技术的实施方式7所涉及的功率放大器的框结构图。图18是表示同一实施方式所涉及的功率放大器模块的安装方式的俯视图。图19是图18的III－III剖视图。图20是表示现有的发射极镇流电阻的温度依赖性的图。具体实施方式(实施方式1)图1是HBT(发射极尺寸为3μm×20μm的矩形发射极)100的俯视图，图2是图1的I-I剖视图。如图1及图2所示，在半绝缘性GaAs基板1上形成有n型GaAs副集电极层(Si浓度为5×1018cm-3，膜厚为0.6μm)2。在该副集电极层2上形成下述各层，即，n型GaAs集电极层(Si浓度为1×1016cm-3，膜厚为1.0μm)3、p型GaAs基极层(C浓度为4×1019cm-3，膜厚为150nm)4、以及n型InGaP发射极层(InP摩尔比为0.5，Si浓度为3×1017cm-3，膜厚为30nm)5。通过n型InGaP发射极层5配置基极电极12。在n型InGaP发射极层5上进一步设有下述各层，即，作为第一镇流电阻层的n型AlGaAs发射极镇流电阻层(AlAs摩尔比为0.33，Si浓度为5.4×1016cm-3，膜厚为37nm)7a、作为第二镇流电阻层的n型AlGaAs发射极镇流电阻层(AlAs摩尔比为0.33，Si浓度为5.0×1017cm-3，膜厚为122nm)7b、n型GaAs接触层(Si浓度为1×1019cm-3，膜厚50nm)8，以及n型InGaAs接触层(InAs摩尔比为0.5，Si浓度为1×1016cm-3，膜厚为50nm)9。另外，镇流电阻层7由n型AlGaAs发射极镇流电阻层7a及n型AlGaAs发射极镇流电阻层7b构成。在n型InGaAs接触层9上配置发射极电极13，在n型GaAs副集电极层2上配置集电极电极11。此处，示出了集电极电极11、基极电极12、以及发射极电极13的具体示例。集电极电极11层叠AuGe(膜厚60nm)/Ni(膜厚10nm)/Au(膜厚200nm)而形成。基极电极12层叠Ti(膜厚50nm)/Pt(膜厚50nm)/Au(膜厚200nm)形成。发射极电极13为WSi(Si摩尔比为0.3，膜厚为0.3μm)。集电极电极11经由集电极布线14与金属焊盘19相连接，基极电极12经由基极布线与金属焊盘18相连接，发射极电极13经由发射极布线16与金属焊盘17相连接。金属焊盘17～19用于与HBT100的外部进行电连接。图3分别示出n型AlGaAs发射极镇流电阻层7a的电阻率温度依赖性g1以及n型AlGaAs发射极镇流电阻层7b的电阻率温度依赖性g2。另外，在图3中，将室温下的电阻率设为基准(100％)，以与室温之间的比例来表示与电阻率之间的关系。如图3所示，在从室温开始约100℃的温度区域(第一温度区域)以及约100℃以上的温度区域(第二温度区域)内，n型AlGaAs发射极镇流电阻层7a的电阻率具有始终正的电阻率温度系数(图3：g1)。此外，n型AlGaAs本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种异质结双极晶体管，该异质结双极晶体管具备电阻值随温度上升而增加的镇流电阻层，其特征在于，所述镇流电阻层包括：第一镇流电阻层，该第一镇流电阻层在第一温度区域及第二温度区域内具有正电阻率温度系数；以及第二镇流电阻层，该第二镇流电阻层在所述第一温度区域内具有负电阻率温度系数，在所述第二温度区域内具有正电阻率温度系数，所述第二温度区域的温度高于所述第一温度区域的温度。

【技术特征摘要】
2012.12.18 JP 2012-2758941.一种异质结双极晶体管，该异质结双极晶体管具备电阻值随温度上升而增加的镇流电阻层，其特征在于，所述镇流电阻层包括：第一镇流电阻层，该第一镇流电阻层在第一温度区域及第二温度区域内具有正电阻率温度系数；以及第二镇流电阻层，该第二镇流电阻层在所述第一温度区域内具有负电阻率温度系数，在所述第二温度区域内具有正电阻率温度系数，所述第二温度区域的温度高于所述第一温度区域的温度。2.如权利要求1所述的异质结双极晶体管，其特征在于，所述第一镇流电阻层形成在发射极层的上侧。3.如权利要求1所述的异质结双极晶体管，其特征在于，所述镇流电阻层还包括第三镇流电阻层，该第三镇流电阻层在所述第一温度区域内具有负电阻率温度系数，在所述第二温度区域内具有正电阻率温度系数，所述第一镇流电阻层形成在所述第二及第三镇流电阻...

【专利技术属性】
技术研发人员：大部功，梅本康成，黑川敦，
申请(专利权)人：株式会社村田制作所，
类型：发明
国别省市：日本,JP