发明名称 集极在上的异质结构双载子电晶体及其制造方法
摘要 一种集极在上的异质结构双载子电晶体,包括一层射极副层与一结构层,而结构层具有一内部区域以及包围内部区域的一外部区域。结构层包括射极层、基极层、集极层、障碍层以及集极接触层。在外部区域的射极层与射极副层之间加入一障碍层,能有效阻隔外部区域的射极层呈现与基极层之间的电流导通,同时在外部区域的射极层呈现空乏状态情况下,使注入载子顺利经由内部区域进入集极层,以维持理想的电流增益值。
申请公布号 TWI276152 申请公布日期 2007.03.11
申请号 TW094126921 申请日期 2005.08.09
申请人 国立中央大学 发明人 辛裕明;许宏造
分类号 H01L21/02(2006.01) 主分类号 H01L21/02(2006.01)
代理机构 代理人 詹铭文 台北市中正区罗斯福路2段100号7楼之1;萧锡清 台北市中正区罗斯福路2段100号7楼之1
主权项 1.一种集极在上的异质结构双载子电晶体,包括: 一射极副层;以及 一结构层,位于该射极副层上,该结构层具有一内 部区域以及包围该内部区域的一外部区域,其中该 结构层包括: 一射极层; 一基极层,位于该射极层上; 一集极层,位于该内部区域的该基极层上; 一障碍层,形成于该外部区域的该射极层与该射极 副层之间,以使该射极层的该外部区域呈现空乏状 态;以及 一集极接触层,位于该集极层上。 2.如申请专利范围第1项所述之集极在上的异质结 构双载子电晶体,其中该射极副层与该射极层属于 N型掺杂,该基极层属于P型掺杂,该集极层与该集极 接触层属于N型掺杂。 3.如申请专利范围第2项所述之集极在上的异质结 构双载子电晶体,其中该障碍层属于P型掺杂。 4.如申请专利范围第1项所述之集极在上的异质结 构双载子电晶体,其中该射极副层与该射极层属于 P型掺杂,该基极层属于N型掺杂,该集极层与该集极 接触层属于P型掺杂。 5.如申请专利范围第4项所述之集极在上的异质结 构双载子电晶体,其中该障碍层属于N型掺杂。 6.如申请专利范围第1项所述之集极在上的异质结 构双载子电晶体,其中该射极副层的掺杂浓度比该 射极层的掺杂浓度高。 7.如申请专利范围第1项所述之集极在上的异质结 构双载子电晶体,其中该集极接触层的掺杂浓度比 该集极层的掺杂浓度高。 8.如申请专利范围第1项所述之集极在上的异质结 构双载子电晶体,其中该异质结构双载子电晶体的 材料系统包括AlGaAs/GaAs、InGaP/GaAs、AlInAs/InGaAs/InP 、InP/InGaAs、InP/GaAsSb/InP、AlInAs/GaAsSb/InP、Si/SiGe或 GaN/SiC。 9.如申请专利范围第1项所述之集极在上的异质结 构双载子电晶体,更包括: 一集极金属电极,形成于该集极接触层上; 一基极金属电极,形成于该基极层上; 一障碍层金属电极,形成于该障碍层上;以及 一射极金属电极,形成于该射极副层上。 10.一种集极在上的异质结构双载子电晶体的制造 方法,包括: 提供一基板; 于部分该基板上依序形成一射极副层与一障碍层; 于该障碍层中形成一开口,该开口暴露出部分该射 极副层; 于该障碍层及暴露出的该射极副层上依序形成一 射极层、一基极层、一集极层与一集极接触层,其 中该射极副层、该障碍层、该射极层、该基极层 、该集极层与该集极接触层构成一磊晶结构,且该 磊晶结构区分成一内部区域以及包围该内部区域 的一外部区域,该内部区域为该障碍层的该开口所 包括的范围; 于该内部区域内的该集极接触层上形成一集极金 属电极,该集极金属电极对准该内部区域; 去除该内部区域以外的该集极接触层与该集极层, 直到露出该基极层表面; 于该外部区域内的该基极层表面上形成至少一基 极金属电极; 去除该外部区域以外的该基极层与该射极层,直到 露出该障碍层表面; 于该障碍层表面上形成至少一障碍层金属电极; 去除该障碍层金属电极以外的该障碍层,直到露出 该射极副层表面;以及 于露出的该射极副层表面上形成至少一射极金属 电极。 11.如申请专利范围第10项所述之集极在上的异质 结构双载子电晶体的制造方法,其中于该基板上形 成该射极副层与该障碍层的方法包括分子束磊晶 方式或有机金属气相磊晶方式。 12.如申请专利范围第10项所述之集极在上的异质 结构双载子电晶体的制造方法,其中于该障碍层中 形成该开口的方法包括微影与蚀刻制程。 13.如申请专利范围第10项所述之集极在上的异质 结构双载子电晶体的制造方法,其中形成该射极副 层、该射极层、该基极层、该集极层与该集极接 触层的方法包括分子束磊晶方式或有机金属气相 磊晶方式。 14.如申请专利范围第10项所述之集极在上的异质 结构双载子电晶体的制造方法,其中去除该内部区 域以外的该集极接触层与该集极层之步骤,包括以 该集极金属电极作为罩幕,蚀刻该集极接触层与该 集极层。 15.如申请专利范围第10项所述之集极在上的异质 结构双载子电晶体的制造方法,其中该射极副层与 该射极层属于N型掺杂,该基极层属于P型掺杂,该集 极层与该集极接触层属于N型掺杂。 16.如申请专利范围第15项所述之集极在上的异质 结构双载子电晶体的制造方法,其中该障碍层属于 P型掺杂,并采用负偏压(negatively biased)或接地( grounded)方式控制该障碍层金属电极,使该外部区域 内的该射极层完全空乏。 17.如申请专利范围第10项所述之集极在上的异质 结构双载子电晶体的制造方法,其中该射极副层与 该射极层属于P型掺杂,该基极层属于N型掺杂,该集 极层与该集极接触层属于P型掺杂。 18.如申请专利范围第17项所述之集极在上的异质 结构双载子电晶体的制造方法,其中该障碍层属于 N型掺杂,并采用正偏压或接地方式控制该障碍层 金属电极,使该外部区域内的该射极层完全空乏。 19.如申请专利范围第10项所述之集极柱上的异质 结构双载子电晶体的制造方法,其中该射极副层的 掺杂浓度比该射极层的掺杂浓度高。 20.如申请专利范围第10项所述之集极在上的异质 结构双载子电晶体的制造方法,其中该集极接触层 的掺杂浓度比该集极层的掺杂浓度高。 21.如申请专利范围第10项所述之集极在上的异质 结构双载子电晶体的制造方法,其中该异质结构双 载子电晶体的材料系统包括AlGaAs/GaAs、InGaP/GaAs、 AlInAs/InGaAs/InP、InP/InGaAs、InP/GaAsSb/InP、AlInAs/GaAsSb/ InP、Si/SiGe或GaN/SiC。 图式简单说明: 图1是习知一种集极在上的异质接面双载子电晶体 的剖面示意图。 图2是习知另一种集极在上的异质接面双载子电晶 体的剖面示意图。 图3A、图3B是习知一种经由既有湿氧化技术形成集 极在上的异质接面双载子电晶体的流程剖面示意 图。 图4是依照本发明一较佳实施例之集极在上的异质 接面双载子电晶体的剖面示意图。 图5A至图5G是依照本发明另一较佳实施例之集极在 上的异质结构双载子电晶体的制造流程剖面示意 图。
地址 桃园县中坜市中大路300号