异质接面双载子晶体管制造技术

本发明专利技术公开一种异质接面双载子晶体管，包含:一基板，其具备一第一表面及相反侧的第二表面；一子射极层，位于基板的第一表面上；一复合射极层，位于子射极层上，使子射极层及复合射极层形成一射极层；一基极层，位于复合射极层上；一集极突出边缘层，位于基极层上；一集极层，位于集极突出边缘层上；一横向氧化区，设在复合射极层的第一区域形成一电流阻挡区，且复合射极层的第一区域包围复合射极层的第二区域，使复合射极层的第二区域形成一电流孔径。使复合射极层的第二区域形成一电流孔径。使复合射极层的第二区域形成一电流孔径。

【技术实现步骤摘要】
异质接面双载子晶体管


[0001]本专利技术有关一种异质接面双载子晶体管，尤指一种集极位于上方与射极位于底部的异质接面双载子晶体管。

技术介绍

[0002]异质接面双载子晶体管(Heterojunction Bipolar Transistor,HBT)具有射极、基极及集极，通常射极位于上方，经由施加Vce电压及Vbe电压，电子先从射极注入至集极之前，传输通过基极层，且电子注入从基极进入集极，而电子从射极流向集电极期间会产生热量。增益、最大振荡频率及带宽，亦高度依赖基极
‑
集极电容(Base
‑
Collector capacitance)，如何减少基极
‑
集极电容，亦为本专利技术所欲解决的课题。

技术实现思路

[0003]因此，本专利技术的主要目的，在于提供一种异质接面双载子晶体管，其通过集极
‑
基极电容(collector
‑
base capacitance)减少，而改善大信号射频(RF)性能，亦为了射频晶体管与功率放大器有更好增益、最大振荡频率(fmax)及带宽。
[0004]本专利技术的又一目的，在于提供一种异质接面双载子晶体管，其改善热性能，亦由于热能减少有更好可靠性与大信号射频效能。
[0005]本专利技术的另一目的，在于提供一种异质接面双载子晶体管，其功率放大器尺寸减少，减少分立式射频设备和集成电路制造成本。
[0006]为达上述目的，本专利技术采用的技术手段包含:一基板，其具备一第一表面及相反侧的第二表面；一子射极层，位于该基板的第一表面上；一复合射极层，位于该子射极层上，使该子射极层及该复合射极层形成一射极层；一基极层，位于该复合射极层上；一集极突出边缘层，位于该基极层上；一集极层，位于该集极突出边缘层上；以及一横向氧化区，设在该复合射极层的一部分形成一电流阻挡区，且该复合射极层的第一区域包围该复合射极层的第二区域，使该复合射极层的第二区域形成一电流孔径。
[0007]依据前揭特征，该复合射极层由一第一射极层与一第二射极层所组成，且该第二射极层位于该第一射极层上。
[0008]依据前揭特征，该第一射极层包括一第一过渡层、一中间层及一第二过渡层，而该第一过渡层的材料为N
‑
GaAs、该第二过渡层的材料为N
‑
GaAs及该中间层的材料为高含量铝包括Al
x
Ga1‑
x
As(0.80≤x≤0.98)，且该横向氧化区设在该中间层及该横向氧化区为N
‑
Al
x
Ga1‑
x
As。
[0009]依据前揭特征，该第一过渡层与该中间层之间设有一第一选择层、该中间层与该第二过渡层之间设有一第二选择层，而该第一选择层的材料为N
‑
AlGaAs、该第二选择层的材料为N
‑
AlGaAs。
[0010]依据前揭特征，该第一过渡层的厚度为20～100nm、掺杂物种为Si及该Si掺杂浓度从4e18降至3e17cm
‑3；该横向氧化区的厚度为0.4～2.5nm、掺杂物种为Si及该Si掺杂浓度为
0～6e18cm
‑3；该第二过渡层的厚度为20～100nm、掺杂物种为Si及该Si掺杂浓度为5e16～5e17cm
‑3。
[0011]依据前揭特征，该集极突出边缘层的N
‑
InGaP材料为有序化且带隙大约在18.5eV。
[0012]依据前揭特征，该第一过渡层的厚度为50nm、掺杂物种为Si及该Si掺杂浓度从4e18降至3e17cm
‑3；该横向氧化区的厚度为1nm、掺杂物种为Si及该Si掺杂浓度为4e18cm
‑3；该第二过渡层的厚度为50nm、掺杂物种为Si及该Si掺杂浓度为3e17cm
‑3。
[0013]依据前揭特征，还包括一基极金属，该基极金属位于该集极突出边缘层上，且该基极金属向下扩散于该集极突出边缘层进入该基极层。
[0014]依据前揭特征，还包括一基极金属，该基极金属蚀刻穿越该集极突出边缘层至该基极层，且该基极金属沉淀进入蚀刻区并连接该基极层。
[0015]依据前揭特征，该基极层的材料为P
+
GaAs、P
+
InGaAs或其组合。
[0016]依据前揭特征，还包括一集极盖层，该集极盖层，位于该集极层上。
[0017]依据前揭特征，该基板的材料为半绝缘GaAs；该子射极层的材料为N
+
GaAs；该第二射极层的材料为N
‑
InGaP；该基极层的材料为P
+
GaAs；该集极突出边缘层的材料为N
‑
InGaP；该集极层的材料为N
‑
GaAs；该集极盖层的材料为N
+
GaAs或N
+
InGaAs。
[0018]依据前揭特征，该子射极层的厚度为500～1000nm，掺杂物种为Si及该Si掺杂浓度为1e18～2e19cm
‑3；该第二射极层的厚度为30～60nm，掺杂物种为Si及该Si掺杂浓度为5e16～5e17cm
‑3；该基极层的厚度为40～120nm，掺杂物种为C及该C掺杂浓度为1e19～1e20cm
‑3；该集极突出边缘层的厚度为0.4～100nm，掺杂物种为Si及该Si掺杂浓度为5e16～5e17cm
‑3；该集极层由一第一集极层与一第二集极层所组成，该第一集极层的厚度为300～1200nm，掺杂物种为Si及该Si掺杂浓度为1e17～2e14cm
‑3，该第二集极层的厚度为0～800nm，掺杂物种为Si及该Si掺杂浓度为1e16～1e17cm
‑3；一集极过渡层，该集极过渡层延伸至该第二集极层，该集极过渡层的厚度为20～100nm，掺杂物种为Si及该Si掺杂浓度大于1e19cm
‑3，该集极盖层延伸至该集极过渡层，该集极盖层的厚度为20～100nm，掺杂物种为Si及该Si掺杂浓度大于1e19cm
‑3。
[0019]依据前揭特征，该子射极层的厚度为800nm，掺杂物种为Si及该Si掺杂浓度为4e18cm
‑3；该第二射极层的厚度为50nm，掺杂物种为Si及该Si掺杂浓度为3e17cm
‑3；该基极层的厚度为80nm，掺杂物种为C及该C掺杂浓度为3e19cm
‑3；该集极突出边缘层的厚度为5nm，掺杂物种为Si及该Si掺杂浓度为3e17cm
‑3；该集极层由一第一集极层与一第二集极层所组成，该第一集极层的厚度为900nm，掺杂物种为Si及该Si掺杂浓度为2e15cm
‑3，该第二集极层的厚度为300nm，掺杂物种为Si及该Si掺杂浓度为5e16cm
‑3；一集极过渡层，该集极过渡层延伸至该第二集极层，该集极过渡层的厚度为50nm，掺杂物种为Si及该Si掺杂本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种异质接面双载子晶体管，其特征在于，包含：一基板，其具备一第一表面及相反侧的第二表面；一子射极层，位于该基板的第一表面上；一复合射极层，位于该子射极层上，使该子射极层及该复合射极层形成一射极层；一基极层，位于该复合射极层上；一集极突出边缘层，位于该基极层上；一集极层，位于该集极突出边缘层上；以及一横向氧化区，设在该复合射极层的一部分形成一电流阻挡区，且该复合射极层的第一区域包围该复合射极层的第二区域，使该复合射极层的第二区域形成一电流孔径。2.如权利要求1所述的异质接面双载子晶体管，其特征在于，该复合射极层由一第一射极层与一第二射极层所组成，且该第二射极层位于该第一射极层上。3.如权利要求2所述的异质接面双载子晶体管，其特征在于，该第一射极层包括一第一过渡层、一中间层及一第二过渡层，而该第一过渡层的材料为N
‑
GaAs、该第二过渡层的材料为N
‑
GaAs及该中间层的材料为高含量铝包括Al
x
Ga1‑
x
As(0.80≤x≤0.98)，且该横向氧化区设在该中间层及该横向氧化区为N
‑
AlGaAs。4.如权利要求3所述的异质接面双载子晶体管，其特征在于，该第一过渡层与该中间层之间设有一第一选择层、该中间层与该第二过渡层之间设有一第二选择层，而该第一选择层的材料为N
‑
AlGaAs、该第二选择层的材料为N
‑
AlGaAs。5.如权利要求3所述的异质接面双载子晶体管，其特征在于，该第一过渡层的厚度为20～100nm、掺杂物种为Si及该Si掺杂浓度从4e18降至3e17cm
‑3；该横向氧化区的厚度为0.4～2.5nm、掺杂物种为Si及该Si掺杂浓度为0～6e18cm
‑3；该第二过渡层的厚度为20～100nm、掺杂物种为Si及该Si掺杂浓度为5e16～5e17cm
‑3。6.如权利要求3所述的异质接面双载子晶体管，其特征在于，该第一过渡层的厚度为50nm、掺杂物种为Si及该Si掺杂浓度从4e18降至3e17cm
‑3；该横向氧化区的厚度为1nm、掺杂物种为Si及该Si掺杂浓度为4e18cm
‑3；该第二过渡层的厚度为50nm、掺杂物种为Si及该Si掺杂浓度为3e17cm
‑3。7.如权利要求1所述的异质接面双载子晶体管，其特征在于，该集极突出边缘层的N
‑
InGaP材料为有序化且带隙大约在18.5eV。8.如权利要求1所述的异质接面双载子晶体管，其特征在于，还包括一基极金属，该基极金属位于该集极突出边缘层上，且该基极金属向下扩散于该集极突出边缘层进入该基极层。9.如权利要求1所述的异质接面双载子晶体管，其特征在于，还包括一基极金属，该基极金属蚀刻穿越该集极突出边缘层至该基极层，且该基极金属沉淀进入蚀刻区并连接该基极层。10.如权利要求1所述的异质接面双载子晶体管，其特征在于，该基极层的材料为P
+
GaAs、P
+
InGaAs或P
+
GaAs与P
+
InGaAs的组合。11.如权利要求2所述的异质接面双载子晶体管，其特征在于，还包括一集极盖层，该集极盖层，位于该集极层上。12.如权利要求11所述的异质接面双载子晶体管，其特征在于，该基板的材料为半绝缘
GaAs；该子射极层的材料为N
+
GaAs；该第二射极层的材料为N
‑
InGaP；该基极层的材料为P
+
GaAs；该集极突出边缘层的材料为N
‑
InGaP；该集极层的材料为N
‑
GaAs；该...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴华特，
申请(专利权)人：吴华特，
类型：发明
国别省市：