| 主权项 |
1.一种具有pn-接面之薄膜晶体晶圆,包括第一导电 型之第一层,其系3-5族化合物半导体,由通式 InxGayAlzP(0≦x≦1,0≦y≦1,0≦z≦1,x+y+z=1)表示;与第 一导电型之第二层,其系3-5族化合物半导体,由通 式InxGayAlzAs(0≦x≦1,0≦y≦1,0≦z≦1,x+y+z=1)表示,该 第二层位于第一层之上,并在该第一层与第二层之 间形成的异接面界面处,另外包括第一导电型电荷 补偿层,其杂质浓度高于该第一与第二层,且该电 荷补偿层之厚度不少于1nm且不大于15nm; 其中视该第一层之能带净隙能量而定,控制该电荷 补偿层的载子浓度与厚度。 2.如申请专利范围第1项之具有pn-接面薄膜晶体晶 圆,其另外包括一集极层与一基极层,其中该第一 层系一种半导体层,其作为能带隙大于该基极层之 射极层。 3.如申请专利范围第1或2项之具有pn-接面薄膜晶体 晶圆,其中该第一层系n型InGaP层,而该第二层系n型 AlxGayAs层(0≦x≦1,0≦y≦1,x+y=1)。 4.如申请专利范围第1或2项之具有pn-接面薄膜晶体 晶圆,其中n型杂质系Si。 5.如申请专利范围第1或2项之具有pn-接面薄膜晶体 晶圆,其中电荷补偿层的厚度不大于15nm,而掺杂量 大于1x1018cm-3。 6.如申请专利范围第1或2项之具有pn-接面薄膜晶体 晶圆,其中该第一层的厚度不大于60nm。 7.如申请专利范围第1或2项之具有pn-接面薄膜晶体 晶圆,其中片式掺杂量Ns(cm-2)系载子浓度与该电荷 补偿层之厚度的乘积,其符合: (180xEg+3.0)x1E11xC1>Ns> (160xEg-4.6)x1E11xC2 其中 Eg=(1.92-(Eg+1xy)), C1=((dInGaP/30)^(-1.0))x(-2.1E-17xNd射极+26.8)/16.2x(1.2xdn+ GaAs+9.8)/15.7 C2=((dInGaP/30)^(-1.59))x(-1.7E-18xNd射极+14.9)/6.5x(0.61xdn+ GaAs+3.5)/6.6x(-7.5E-18xNdGaAs+ 10.4)/6.6 其中Eg系第一层于室温下之能带隙能量(eV), y系该第一层In组成之値减去当第一层与第二层 晶格常数一致时第一层In组成之値所得者, dInGaP系第一层之厚度(nm), Nd射极系第一层之载子浓度(cm-3), dn+GaAs系电荷补偿层之厚度(nm),而 NdGaAs系第二层之载子浓度(cm-3)。 8.如申请专利范围第1或2项之具有pn-接面薄膜晶体 晶圆,其中以有机金属气相生长法进行各层的磊晶 生长。 图式简单说明: 图1系供本发明HBT用之具有pn-接面之薄膜晶体晶圆 的实例横剖面。 图2系一图表,其显示具有图1所示之薄膜晶体晶圆 的HBT电晶体特征。 图3系一图表,其显示具有图1所示之薄膜晶体晶圆 的HBT其他电晶体特征。 图4系不具有电荷补偿层之供HBT用之具有pn-接面之 薄膜晶体晶圆的实例横剖面。 图5系一图表,其显示具有图4所示之薄膜晶体晶圆 的HBT电晶体特征。 图6系一图表,其显示具有图4所示之薄膜晶体晶圆 的HBT其他电晶体特征。 图7显示该InGaP层能带边缘处之放射能量特征。 图8显示图1所示结构中多层部分之能带略图。 图9系显示射极层之电位与该电荷补偿层的掺杂量 之间关系之图。 图10A与10B系显示对照实例2中HBT电晶体特征测量结 果之图表。 图11A与11B系显示实施例1之HBT电晶体特征之图表。 图12系解释该适当电荷补偿层之片式掺杂量范围 之图表。 图13系显示介于电荷补偿层掺杂量与Eg之间关系 之图。 图14系解释该适当电荷补偿之片式掺杂量范围对 于射极A层厚度依存度之图。 图15系解释该适当电荷补偿之片式掺杂量范围对 于射极A层掺杂浓度依存度之图。 图16系解释该适当电荷补偿之片式掺杂量范围对 于射极B层掺杂浓度依存度之图。 图17系解释该适当电荷补偿之片式掺杂量范围对 于该电荷补偿层厚度依存度之图。 图18系解释介于该InGaP层之电位与该电荷补偿层够 厚时之掺杂浓度之间关系的图。 图19系汇整实施例1中各层资料的表格。 图20系汇整实施例2中各层资料的表格。 图21A与21B系显示实施例2之HBT电晶体特征之图。 图22系汇整对照实例1中各层资料的表格。 图23系显示对照实例1中HBT电晶体特征之测量结果 的图。 图24系汇整对照实例2中各层资料的表格。 |
