双极型晶体管及其制造方法技术

本发明专利技术涉及双极型晶体管及其制造方法。同时实现双极型晶体管的集电极电阻的降低和基极‑集电极间电容的降低。双极型晶体管(100)具备将集电极层(3)、基极层(4)以及发射极层(5)依次层叠于子集电极层(2)的构造。在子集电极层(2)形成有集电极电极(9)。在基极层(4)形成有基极电极(10)。集电极层(3)具备配置为从子集电极层侧朝向基极层侧杂质浓度减少的多个杂质层(31、32、33、34)。杂质层(31)是多个杂质层(31、32、33、34)中杂质浓度最大的杂质层，并且与子集电极层(2)接触。杂质层(31)的薄膜电阻是子集电极层(2)的薄膜电阻的9倍以下。

Bipolar transistor and its manufacturing method

The invention relates to a bipolar transistor and a manufacturing method thereof. At the same time, the collector resistance and the capacitance between the base \u2011 collector are reduced. The bipolar transistor (100) has a structure of successively stacking the collector layer (3), the base layer (4) and the emitter layer (5) on the sub collector layer (2). A collector electrode (9) is formed in the subset electrode layer (2). A base electrode (10) is formed in the base layer (4). The collector layer (3) has a plurality of impurity layers (31, 32, 33, 34) configured to reduce the impurity concentration from the side of the sub collector layer to the side of the base layer. The impurity layer (31) is the impurity layer with the largest impurity concentration in multiple impurity layers (31, 32, 33, 34), and is in contact with the collector electrode layer (2). The film resistance of the impurity layer (31) is less than 9 times that of the collector layer (2).

【技术实现步骤摘要】
双极型晶体管及其制造方法本申请是申请号为201710769561.1，申请日为2017年8月31日，专利技术名称为“双极型晶体管及其制造方法”的专利技术专利申请的分案申请。
本专利技术涉及双极型晶体管及其制造方法。
技术介绍
近年来，作为构成移动通信终端的高频放大器模块的晶体管主要使用异质结型的双极型晶体管(以下称为HBT)。作为对HBT要求的特性，一般可以列举出高效率、高增益、高耐压(高负载变动耐压)以及高输出等各种特性。对于第二代移动电话来说，虽然依旧处于对具有高负载变动耐压的HBT有强烈需求的状况，但除此之外，最近也处于追求进一步的高输出化的状况中。此外，对于第三代和第四代的移动电话来说，虽然对具有高附加效率的HBT的需求较高，但进一步也在追求在高效率且高增益的同时达到高输出。这样，最近可以说对具有高输出的HBT的需求进一步增强了。作为提及这种HBT的结构的文献，已知有日本特开2006-60221号公报以及日本特开2008-130586号公报。这些文献所记载的HBT具有在基板上依次形成有如下部件的构造：作为n型集电极区域发挥功能的子集电极层和集电极层、作为p型基极区域发挥功能的基极层以及作为n型发射极区域发挥功能的发射极层。集电极层具有层叠多个杂质层的构造，各杂质层的施主杂质浓度被调整为从子集电极层侧朝向基极层侧逐渐减少。将发射极区域中流过实质的发射极电流的区域称为本征发射极区域。由于在基极区域、集电极区域，电流也流过本征发射极区域的正下方的各区域，所以将本征发射极区域与其正下方的基极区域以及集电极区域称作本征HBT。日本特开2006-60221号公报的图1A所记载的HBT的集电极层从接近子集电极层的一侧开始依次具有第一n型杂质层、第二n型杂质层以及第三n型杂质层。第一n型杂质层具有7×1016cm-3以上10×1016cm-3以下的杂质浓度和200nm以上400nm以下的厚度。第二n型杂质层具有4×1016cm-3以上7×1016cm-3以下的杂质浓度和200nm以上400nm以下的厚度。第三n型杂质层具有0.5×1016cm-3以上4×1016cm-3以下的杂质浓度和100nm以上500nm以下的厚度。子集电极层具有4×1018cm-3的杂质浓度和400nm的厚度。日本特开2006-60221号公报的图1C所记载的HBT的集电极层从接近子集电极层的一侧依次具有第一n型杂质层、第二n型杂质层、第三n型杂质层以及第四n型杂质层。第一n型杂质层具有7×1016cm-3以上10×1016cm-3以下的杂质浓度和200nm以上400nm以下的厚度。第二n型杂质层具有4×1016cm-3以上7×1016cm-3以下的杂质浓度和200nm以上400nm以下的厚度。第三n型杂质层具有0.5×1016cm-3以上4×1016cm-3以下的杂质浓度和100nm以上500nm以下的厚度。第四n型杂质层具备0.84×1016cm-3以上4×1016cm-3以下的杂质浓度和100nm以上500nm以下的厚度。子集电极层具有4×1018cm-3的杂质浓度和400nm的厚度。日本特开2008-130586号公报的图20所记载的HBT的集电极层从接近子集电极层的一侧依次具有第一n型杂质层、第二n型杂质层以及第三n型杂质层。第一n型杂质层具有5×1016cm-3的杂质浓度和200nm的厚度。第二n型杂质层具有1×1016cm-3的杂质浓度和200nm的厚度。第三n型杂质层具有5×1015cm-3的杂质浓度和600nm的厚度。对于子集电极层而言，根据其他实施例的记载推定为具有1×1018cm-3的杂质浓度。根据上述的HBT构造可知子集电极层以1×1018cm-3以上的高浓度形成。为了尽可能降低从集电极电极端到集电极层中心的集电极电阻Rc，在制造HBT时通常以在技术上尽可能的最高的浓度对子集电极层进行掺杂。另一方面，集电极层通常以与子集电极层相比1/10倍以下的相对较低的浓度形成。这是为了避免基极-集电极间电容过分地增大，而效率、增益等高频性能降低的情况。此外，也是为了避免若基极-集电极间耐压以及集电极-发射极间耐压过分地降低，则在最大限度地输出高频输出的条件下的输出电压振幅以最大限度波动，从而HBT被破坏的情况。专利文献1：日本特开2006-60221号公报专利文献2：日本特开2008-130586号公报为了使HBT高输出化，需要同时实现集电极电阻的降低和基极-集电极间电容的降低。但是，在现有技术中，为了使HBT高输出化而同时实现集电极电阻的降低与基极-集电极间电容的降低很困难。对于其理由，参照图11和图12进行说明。在图11和图12中，附图标记20、30、40、50、110分别表示子集电极层、集电极层、基极层、发射极层以及本征HBT。附图标记120、80、51、21、41分别表示帽层、接触层、发射极电极、集电极电极以及基极电极。在现有技术中，如图11和图12所示，通过具有多层层叠构造的集电极层30来实现期望的基极-集电极间耐压、集电极-发射极间耐压以及导通耐压。构成集电极层30的各杂质层的浓度以及厚度(一般是浓度分布)成为决定这些耐压的因素。然而，关于构成集电极层30的各杂质层的厚度的合计值很难说是被充分考虑过的，也会有为了得到期望的耐压而超过所需最低限度的厚度来设定有集电极层30的厚度的情况。基极-集电极间电容Cbc由耗尽层电容Cbcd、外部电容Cbcex1以及外部电容Cbcex2构成。耗尽层电容Cbcd是基极层40与集电极层30之间的耗尽层电容。外部电容Cbcex1是基极电极41及基极层40与集电极电极21间的外部电容。外部电容Cbcex2是基极电极41及基极层40与子集电极层20间的外部电容。在这些电容之中，虽说耗尽层电容Cbcd的贡献相对较大，但剩余两个外部电容Cbcex1、Cbcex2也有不可忽视的程度的贡献。因此，在将集电极层30的厚度设定为用以确保期望的耐压所需要的最低限厚度的情况下，如图11所示，基极电极41以及基极层40与集电极电极21以及子集电极层20间的距离变短。由此，基极电极41以及基极层40与集电极电极21之间的外部电容Cbcex1和基极电极41以及基极层40与子集电极层20之间的外部电容Cbcex2增大。由此，也伴随着HBT的输出功率降低，进而增益、效率降低这样的附带的不利影响。另一方面，在将集电极层30的厚度设定为超过用以确保期望耐压的所需要的最低限度的厚度的情况下，能够避免外部电容Cbcex1、Cbcex2的增大。然而，在该情况下，产生具有与子集电极层20的浓度相比低浓度(约1/10倍)的杂质浓度的集电极层30的接入电阻增大的不利影响。在对该不利影响进行说明之前，参照图12对有助于以往的HBT的集电极电阻Rc的主要电阻成分进行说明。在该图中，省略了集电极电极21与子集电极层20之间的接触电阻以及集电极电极电阻。此外，虽然有助于集电极电阻Rc的电阻成分需要表示为分布常数电路，但为了简略化而表示为集中常数电路。集电极电阻Rc由外部子集电极电阻Rsce本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种双极型晶体管，具备：/n子集电极层，其是具有第一面和该第一面的背面亦即第二面的子集电极层，且具有形成于所述第一面的集电极电极；/n基极层，其是具有第三面和该第三面的背面亦即第四面的基极层，且具有形成于所述第三面的基极电极；/n集电极层，其是具有与所述第四面接触的第五面和与所述第一面接触且是所述第五面的背面的第六面，该集电极层具备配置为从所述第六面朝向所述第五面杂质浓度减少的多个杂质层；以及/n发射极层，其形成于所述第三面，/n所述多个杂质层包含所述多个杂质层中杂质浓度最大且与所述第一面接触的第一杂质层，/n所述第一杂质层的厚度是所述子集电极层的厚度的1/9倍以上10倍以下。/n

【技术特征摘要】
20161219 JP 2016-2452821.一种双极型晶体管，具备：
子集电极层，其是具有第一面和该第一面的背面亦即第二面的子集电极层，且具有形成于所述第一面的集电极电极；
基极层，其是具有第三面和该第三面的背面亦即第四面的基极层，且具有形成于所述第三面的基极电极；
集电极层，其是具有与所述第四面接触的第五面和与所述第一面接触且是所述第五面的背面的第六面，该集电极层具备配置为从所述第六面朝向所述第五面杂质浓度减少的多个杂质层；以及
发射极层，其形成于所述第三面，
所述多个杂质层包含所述多个杂质层中杂质浓度最大且与所述第一面接触的第一杂质层，
所述第一杂质层的厚度是所述子集电极层的厚度的1/9倍以上10倍以下。


2.一种双极型晶体管的制造方法，包含:
形成子集电极层的工序；
形成集电极层的工序；
形成基极层的工序；以及
形成发射极层的...

【专利技术属性】
技术研发人员：梅本康成，小屋茂树，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