外延结构和低开启电压晶体管制造技术

本申请提供了一种外延结构和低开启电压晶体管，涉及半导体领域。外延结构包含复合基电极层和复合发射极层。复合基电极层包含第一基电极层和制备在第一基电极层上的第二基电极层。第一基电极层的材料包含In

Epitaxial structure and low opening voltage transistor

【技术实现步骤摘要】
外延结构和低开启电压晶体管
本申请涉及半导体领域，具体涉及一种外延结构和低开启电压晶体管。
技术介绍
现有的异质结磷化铟镓晶体管器件(InGaPHBT)具有较高的器件可靠性，具有不错的运用前景，但是其开启电压较大，导致器件的功耗较大。所以，需要设计一种晶体管，能够适用于低开启电压，减少功耗，不会带来其它缺陷。
技术实现思路
本申请提供一种外延结构和低开启电压晶体管，能够适用于低开启电压，减少功耗，且不会带来其它缺陷。本申请实施例提供一种外延结构，包含：复合基电极层，包含第一基电极层和制备在第一基电极层上的第二基电极层，第一基电极层的材料包含InxGa1-xAs1-yNy或InxGa1-xAs，第二基电极的材料包含InmGa1-mAs；基于第二基电极层制备的复合发射极层；其中，在靠近复合发射极层的方向上，第一基电极层中In含量不变，第二基电极层中In含量逐渐增大。进一步地，InxGa1-xAs1-yNy中，x＝0.03，x＝3y。进一步地，第一基电极层的材料中，In的组分范围为：3％～20％。进一步地，第一基电极层的材料中，In的组分范围为：7％～102％。进一步地，InxGa1-xAs中，在靠近复合发射极层的方向上，x的取值从0.05逐渐增至0.15。进一步地，InxGa1-xAs中，在靠近复合发射极层的方向上，x的取值从0.03逐渐增至0.2。进一步地，第二基电极层的厚度范围为：单原子层的厚度至30nm。进一步地，复合发射极层的材料包含GaxIn1-xP，复合发射极层包含：第一发射极层；基于第一发射极层制备的第二发射极层；基于第二发射极层制备的第三发射极层；其中，在远离复合基电极层的方向上，第一发射极层中x的取值逐渐增大，第二发射极层中x的取值不变，第三发射极层中x的取值逐渐增大。进一步地，第一发射极层中x的取值从0.3逐渐增至0.7。进一步地，第二发射极中x的取值为0.3。进一步地，第三发射极层中x的取值从0.3逐渐增至0.51。进一步地，复合发射极层的材料中，Ga的组分范围为：30％～70％。进一步地，第一发射极层的厚度范围为：1nm～5nm，第二发射极层的厚度范围为：15nm～25nm，第三发射极层的厚度范围为：5nm～10nm。本申请实施例还提供一种低开启电压晶体管，包含上述外延结构。本申请实施例提供的外延结构和低开启电压晶体管的有益效果：1.设计出复合基电极层，使复合基电极层包含第一基电极层和第二基电极层，第一基电极层的材料包含InxGa1-xAs1-yNy或InxGa1-xAs，第二基电极层的材料包含InmGa1-mAs，InxGa1-xAs1-yNy材料具有低能隙的特点，能够减少晶体管的开启电压，减少功耗；2.上述InxGa1-xAs1-yNy材料具有电子的载子迁移率偏低的问题，直接运用会导致阻值过高，限制晶体管的频率特性。对此，设计出：在靠近复合发射极层的方向上，第一基电极层中In含量不变，第二基电极层中In含量逐渐增大，In含量逐渐增大能够提高电子的载子迁移率，减少器件的基电极层的电阻，保证晶体管的频率特性良好。同时，第二基电极层与上述复合发射极层之间的导电带尖峰效应，随着In含量逐渐增大而减少，进一步减少晶体管的开启电压；3.在制备工艺上，无需增加额外的工序，不会增加额外的制备成本。下文结合附图，对本申请的实施例作详细说明。附图说明通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本专利技术的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：图1为本申请第一实施例提供的外延结构的示意图。图2为图1中外延结构的制备流程图。图3为本申请第二实施例提供的运用于HBT的外延结构的示意图。图4为本申请第三实施例提供的外延结构的示意图。图5为图4中外延结构的制备流程图。图6为本申请第四实施例提供的运用于HBT的外延结构的示意图。图标：1-外延结构；10-复合基电极层；101-第一基电极层；102-第二基电极层；20-复合发射极层；201-第一发射极层；202-第二发射极层；203-第三发射极层；30-基板；40-次集电极层；50-集电极层；60-帽盖层；70-集电极金属接触层；80-发射极金属接触层；90-基电极金属接触层。具体实施方式下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。对于异质结磷化铟镓晶体管器件(InGaPHBT)，减少发射极层(Emitter)与基电极层(Base)之间的导电带尖峰效应，能够使其开启导通电压(Vbe,on)值减低。减少基电极层的材料的能隙，可达到改善发射极层(Emitter)与基电极层(Base)之间的导电带尖峰效应的目的。在砷化镓基异质结晶体管器件中,使用InxGa1-xAs1-yNy或InxGa1-xAs制备基电极层，能够减少基电极层的材料的能隙，从而达到减少发射极层(Emitter)与基电极层(Base)之间的导电带尖峰效应的目的。但是，InxGa1-xAs1-yNy具有电子的载子迁移率偏低的问题，直接运用会导致基电极层的阻值过高，限制晶体管的频率特性。对此，本申请的实施例提供一种外延结构和低开启电压晶体管，不仅能够适用于低开启电压，减少功耗，还能够提高电子的载子迁移率，减少器件的基电极层的电阻，运用于晶体管中，能够保证晶体管的频率特性良好。第一实施例请参阅图1，本实施例提供一种外延结构1，包含复合基电极层10和复合发射极层20。其中，复合基电极层10为双层材料结构，复合基电极层10包含第一基电极层101和第二基电极层102，第二基电极层102制备在第一基电极层101上。第一基电极本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种外延结构，其特征在于，包含：/n复合基电极层(10)，包含第一基电极层(101)和制备在所述第一基电极层(101)上的第二基电极层(102)，所述第一基电极层(101)的材料包含In

【技术特征摘要】
1.一种外延结构，其特征在于，包含：
复合基电极层(10)，包含第一基电极层(101)和制备在所述第一基电极层(101)上的第二基电极层(102)，所述第一基电极层(101)的材料包含InxGa1-xAs1-yNy或InxGa1-xAs，所述第二基电极的材料包含InmGa1-mAs；
基于所述第二基电极层(102)制备的复合发射极层(20)；
其中，在靠近所述复合发射极层(20)的方向上，所述第一基电极层(101)中In含量不变，所述第二基电极层(102)中In含量逐渐增大。


2.根据权利要求1所述的外延结构，其特征在于，所述InxGa1-xAs1-yNy中，x＝0.03，x＝3y。


3.根据权利要求2所述的外延结构，其特征在于，所述第一基电极层(101)的材料中，In的组分范围为：3％～20％。


4.根据权利要求3所述的外延结构，其特征在于，所述第一基电极层(101)InxGa1-xAs的材料中，In的组分范围为：7％～102％。


5.根据权利要求1所述的外延结构，其特征在于，所述InmGa1-mAs中，在靠近所述复合发射极层(20)的方向上，m的取值从0.05逐渐增至0.15。


6.根据权利要求1所述的外延结构，其特征在于，所述InmGa1-mAs中，在靠近所述复合发射极层(20)的方向上，x的取值从0.03逐渐增至0.2。


7.根据权利要求1所述的外延结构，其特征在于，所述第二基电极层(102)的厚度范围为：单原子层的厚...

【专利技术属性】
技术研发人员：颜志泓，蔡文必，魏鸿基，
申请(专利权)人：厦门市三安集成电路有限公司，
类型：发明
国别省市：福建;35