双极型晶体管制造技术

本发明专利技术提供一种能够改善电容特性的线性并且能够充分地确保量产性，进一步地能够实现基极-集电极间电容的减少的技术。在n型的各个第一半导体层(3a)、(3c)、(3e)间分别设置有p型的第二半导体层(3b)、(3d)，即使不使第一半导体层(3a)、(3c)、(3e)的掺杂浓度降低，也能够降低集电极层3整体表观上的掺杂浓度，所以能够改善电容特性的线性并且能够充分地确保量产性。另外，由于第二半导体层(3b)、(3e)夹在各个第一半导体层(3a)、(3c)、(3e)间，所以集电极层(3)整体的平均载流子浓度减少，并且较宽地形成集电极层(3)内的耗尽层，所以能够实现基极-集电极间电容的减少。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】双极型晶体管
本专利技术涉及双极型晶体管。
技术介绍
以往，在双极型晶体管中，已知基极-集电极间电容Cbc相对于集电极-发射极间电压Vce(或者基极-集电极间电压Vbc)的变化(以下称为“电容特性”)的线性会给高输出动作时谐波失真(harmonicdistortion)的产生、EVM(ErrorVectorMagnitude：误差矢量幅度)带来影响。另外，双极型晶体管在基极-集电极间电压Vbc的正电压区域(Vbc＞0V，这几乎与Vce＜1.35V对应)具有基极-集电极间电容Cbc急剧上升的电容特性的情况下，除了上述谐波失真的产生、EVM以外，还可能存在产生如下的问题。即，在双极型晶体管被较低的电源电压Vce(Vce＜1.35V)驱动的情况下，存在高频动作时增益大幅降低的可能性。为了消除上述不良状况，提出了一种通过对集电极层的掺杂浓度和其分布状态进行调整来改善双极型晶体管的电容特性的线性的技术(例如参照非专利文献1)。在非专利文献1中，如图10所示，测定了具有其掺杂浓度均匀的1层构造的集电极层的2种类型A、H以及具有对各个掺杂浓度分别独立地进行了调整的3层构造的集电极层的6种类型B～G这共计8种异质结型的双极型晶体管(HBT：HeterojunctionBipolarTransistor)的电容特性(参照图11)。应予说明，图10是表示以往的双极型晶体管的集电极层的掺杂浓度和其分布状态的图，图11是表示以往的双极型晶体管的电容特性的图。在类型A、H中，将集电极层构成为掺杂浓度均匀的1层构造。在该情况下，如图11所示，在集电极-发射极间电压Vce为6V～0V的范围内掺杂浓度相对较低的类型A中，基极-集电极间电容Cbc约增大1.67倍左右，相对于此，在掺杂浓度相对较高的类型H中，基极-集电极间电容Cbc约增大2.06倍左右。此外，其电容Cbc的大小比类型A大。因此，集电极层的掺杂浓度较低的类型A这一方与掺杂浓度较高的类型H相比较，具备优异的电容特性。在类型B～G中，将集电极层构成为对各个掺杂浓度分别独立地进行了调整的3层构造，以配置在其中央的层的掺杂浓度比配置在两侧的层的掺杂浓度高的方式构成。在该情况下，如图11所示，在集电极-发射极间电压Vce为6V～0V的范围内，例如在类型D中，基极-集电极间电容Cbc的增大率约为1.25倍左右，若与1层构造的类型A、H相比较，则其电容特性的线性得到改善。非专利文献1:アイ·トリプル·イートランスアクションズオンエレクトロンデバイス(IEEETRANSACTIONSONELECTRONDEVICES)」、(米国)、アイ·トリプル·イー(IEEE)、2010年1月、第57巻、第1号、p.188－194(“IEEE电子器件汇刊(IEEETRANSACTIONSONELECTRONDEVICES)”，(美国)，美国电气和电子工程师协会(IEEE)，2010年1月，第57卷，第一号，p.188－194)如上述那样，若使集电极层的掺杂浓度均匀、较薄并且低浓度地构成，则能够实现双极型晶体管的基极-集电极间电容特性的线性的改善。然而，若降低掺杂浓度，则在结晶生长时无意地引入的残留杂质对集电极层的影响增大。因此，在将集电极层的掺杂浓度构成低浓度的情况下，一般地由于实际的掺杂浓度的控制性恶化，所以不能充分地确保量产性。为了充分地确保量产性，需要将集电极层的掺杂浓度提高到能够忽略残留杂质的影响的程度。然而，在该情况下，如上述那样，双极型晶体管的基极-集电极间电容特性的线性会发生劣化。因此，由于在使集电极层的掺杂浓度发生了变化的情况下，量产性和电容特性的线性处于相反关系，所以难以兼顾量产性和电容特性的线性。另外，如上述那样，将集电极层构成为3层构造，通过与配置在两侧的层相比配置在其中央的层被掺杂为高浓度，来改善基极-集电极间电容特性的线性。然而，若像图10所示的类型C、E、G那样，将集电极层的配置在中央的层掺杂为高浓度，则如图11所示，电容特性的线性会得到改善，但是另一方面，在基极-集电极间电压Vbc处于负电压区域(Vbc＜0V，这几乎与Vce＞1.35V对应)，存在着其基极-集电极间电容Cbc的值不合适地保持较高的可能性。因此，由于在使构成集电极层的中央的层的掺杂浓度发生了变化的情况下，电容特性的线性和其电容Cbc的大小处于相反关系，所以难以在使电容特性的线性改进的同时减小其电容Cbc。
技术实现思路
本专利技术是鉴于上述课题而完成的，其目的在于提供一种能够充分确保量产性并且改善电容特性的线性，进一步地能够实现基极-集电极间电容的减少的技术。为了实现上述目的，本专利技术的双极型晶体管的特征在于，具备：第一导电型的子集电极层；集电极层，层叠于上述子集电极层；第二导电型的基层，层叠于上述集电极层，导电型与上述第一导电型相反；以及上述第一导电型的发射极层，层叠于上述基层，上述集电极层具备：上述第一导电型的多个第一半导体层；以及上述第二导电型的多个第二半导体层，分别设置于上述各第一半导体层间。另外，本专利技术的双极型晶体管的特征在于，具备：第一导电型的子集电极层；集电极层，层叠于上述子集电极层；第二导电型的基层，层叠于上述集电极层，导电型与上述第一导电型相反；以及上述第一导电型的发射极层，层叠于上述基层，上述集电极层具备：上述第一导电型的至少一个第一半导体层；以及上述第二导电型的多个第二半导体层，被插入上述第一半导体层的至少一个以上的半导体中。在以这样的方式构成的专利技术中，在集电极层，在第一导电型的各个第一半导体层间分别设置有导电型与第一导电型相反的第二导电型的第二半导体层。或者，在集电极层，在第一导电型的第一半导体层的至少一个以上的半导体中，插入有导电型与第一导电型相反的第二导电型的多个第二半导体层。因此，由于第一半导体层的掺杂电荷与第二半导体层的掺杂电荷相互抵消，所以集电极层整体的平均掺杂电荷浓度减少。因此，由于能够降低集电极层整体表观上的掺杂浓度，所以能够改善基极-集电极间电容特性的线性。另外，由于即使不降低第一半导体层的掺杂浓度，也能够通过导电型与第一半导体层相反的第二半导体层来降低集电极层整体表观上的掺杂浓度，所以集电极层的掺杂浓度的控制容易，能够充分地确保量产性。另外，由于第二半导体层夹在各个第一半导体层间，所以集电极层整体的平均载流子浓度减少，所以在集电极层内较宽地形成耗尽层。因此，通过较宽地形成集电极层内的耗尽层，能够实现基极-集电极间电容的减少。另外，也可以为上述第二半导体层的载流子浓度比第一半导体层的载流子浓度小。若像这样，能够使集电极层整体表观上的掺杂电荷成为第一半导体层的掺杂电荷。而且，也可以为上述第二半导体层的载流子层浓度的和是109cm－2以上，且比1011cm－2小。本申请专利技术者通过反复进行各种实验，发现了通过将第二半导体层的载流子层浓度的和设定为是109cm－2以上且比1011cm－2小，能够更加良好地改善电容特性的线性。特别是，通过将第二半导体层的载流子层浓度的和设定为1010cm－2以上，能够进一步良好地改善电容特性的线性。另外，为了作为双极型晶体管发挥功能，优选作为集电极层整体的导电型与子集电极层以及发射极层的导电型相同，即是第一导电型。另外，上述第一半导体层以及第二本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种双极型晶体管，其特征在于，具备：第一导电型的子集电极层；集电极层，层叠于所述子集电极层；第二导电型的基层，层叠于所述集电极层，导电型与所述第一导电型相反；以及所述第一导电型的发射极层，层叠于所述基层，所述集电极层具备：所述第一导电型的多个第一半导体层；以及所述第二导电型的多个第二半导体层，分别设置在各个所述第一半导体层之间。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.02.18 JP 2013-0286021.一种双极型晶体管，其特征在于，具备：第一导电型的子集电极层；集电极层，层叠于所述子集电极层；第二导电型的基层，层叠于所述集电极层，导电型与所述第一导电型相反；以及所述第一导电型的发射极层，层叠于所述基层，所述集电极层具备：所述第一导电型的多个第一半导体层；以及所述第二导电型的多个第二半导体层，分别设置在各个所述第一半导体层之间。2.根据权利要求1所述的双极型晶体管，其特征在于，所述第二半导体层的载流子浓度比第一半导体层的载流子浓度小。3.根据权利要求1或2所述的双极型晶体管，其特征在于，所述第二半导体层的载流子层浓度的和是109cm-2以上，且比1011cm-2小。4.根据权利要求1或2所述的双极型晶体管，其特征在于，所述第一半导体层以及第二半导体层由同一半导体形成。5.根据权利要求3所述的双极型晶体管，其特征在于，所述第一半导体层以及第二半导体层由同一半导体形成。6.根据权利要求1或2所述的双极型晶体管，其特征在于，所述发射极层与所述基层形成异质结，并且所述发射极层的带隙比所述基层的带隙大。7.根据权利要求3所述的双极型晶体管，其特征在于，所述发射极层与所述基层形成异质结，并且所述发射极层的带隙比所述基层的带隙大。8.根据权利要求4所述的双极型晶体管，其特征在于，所述发射极层与所述基层形成异质结，并且所述发射极层的带隙比所述基层的带隙大。9.根据权利要求5所述的双极型晶体管，其特征在于，所述发射极层与所述基层形成异质结，并且所述发射极层的带隙...

【专利技术属性】
技术研发人员：梅本康成，黑川敦，西明恒和，
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