異質結雙極晶體管的結構及方法

專利名稱：異質結雙極晶體管的結構及方法
背景技術：
1、發明領域本發明通常涉及半導體器件的制造領域。更具體的，本發明涉及異質結雙極晶體管的制造領域。
2、現有技術GaAs基器件可給無線電通信應用的功率和放大需要提供改良的線性和功率效率。表現出高的功率密度性能的鎵-砷(“GaAs”)異質結雙極晶體管(“HBT”)的特殊意義是，使它們以低成本和高功率放大適用于CDMA、TDMA與GSM無線電通信的器件中。與常規硅雙極晶體管相比，在速率、頻率響應和擊穿方面NPN砷化鎵HBT具有顯著的優點。由于砷化鎵的某種優點，例如大的能帶隙和高的電子遷移率，砷化鎵NPN HBT可具有更高的擊穿、速率和頻率特性。與具有1.1eV的硅相比，砷化鎵具有1.424eV的能帶隙，并且與800-2000cm2/(V-sec)的硅相比，其電子遷移率大約為5000-8000cm2/(V-sec)。結果，與硅器件的頻率和輸入功率相比，GaAs器件可達到顯著大的增益帶寬乘積和擊穿。
已知由于穿過P-N界面的多數載流子的擴散，當NPN砷化鎵HBT是非活性的時，在P-N、集電極-基極的結中存在空間電荷層。不施加電壓時，空間電荷層的寬度，即“耗盡區”相對較窄。而且，多數載流子的遷移而導致的穿過耗盡區的電場相對較弱。但是，當對集電極-基極結施加反向電壓時，即當集電極-基極結反向偏置時，電場增強，耗盡區相應的變寬，其耗盡區的邊緣一步步延伸至集電極中。電場的強度與集電極耗盡區的寬度直接與施加的反向電壓有關。
此外已知從發射極注入到基極中的電子通過電場加速穿過耗盡區到達集中它們的集電極。穿過耗盡區的電場強度取決于移動通過集電極-基極結的電子的能量。因此，如果升高施加于結的反向電壓，電場得到增強，并且電子能量相應增加。
某種電壓通常指“擊穿電壓”，通過集電極-基極結的多個電子通過碰撞得到足夠的能量，在耗盡區中產生電子空穴對。產生碰撞的空穴和電子影響反向電流，即從集電極流向基極的電流，并且快速的增加反向電流的結果。提供不超過器件的最大功率耗散額度，由于電流的快速增大而產生的“擊穿”不一定導致HBT的災難性故障。但是，產生的熱量和溫度升高的結果可威脅器件的運行。
現在參照

圖1，說明了使用常規制造方法制造的NPN砷化鎵HBT。砷化鎵(“GaAs”)HBT100包括發射極接觸120、基極接觸122和124，以及集電極接觸126。此外，GaAs HBT100包括發射極蓋118、發射極蓋116、發射極114和基極112。在典型的GaAs HBT中，例如，當發射極蓋116為摻雜了近似5×1018cm-3的硅的砷化鎵時，發射極蓋118為摻雜大約1×1019cm-3的碲的銦砷化鎵(“InGaAs”)。發射極114可包括摻雜了3×1017cm-3的相對低濃度的硅的砷化鋁鎵(“AlGaAs”)或磷化銦鎵(“InGaP”)。基極112可以是例如摻雜了4×1019cm-3的碳的砷化鎵。
繼續如圖1所示，GaAs HBT100進一步包括集電極130和子集電極110。依照常規制造方法，集電極130包括均勻地和輕微地摻雜了1×1016cm-3的硅的砷化鎵。在集電極130下面就是子集電極110，其也為砷化鎵。但是，子集電極110摻雜了非常高濃度的硅，一般在5×1018cm-3的范圍。在GaAs HBT 100中，集電極層130可以是0.3微米到2.0微米的厚度之間，子集電極110可以是在0.3微米和2.0微米的厚度之間。
如上所討論的，當NPN砷化鎵HBT處于激活方式時，由于由施加的電壓產生的電場，集電極-基極結的耗盡區變寬。因此，當向GaAs HBT100施加電壓時，最初在基極112和集電極130之間的P-N結形成的窄耗盡區變寬。此外，由于集電極電壓逐漸變大，耗盡區的邊緣更深的延伸至集電極130中，并且在足夠高的電壓下，耗盡區最后到達子集電極110。但是，已知由于子集電極110顯著的高摻雜級，子集電極110的耗盡過程非常緩慢。取決于集電極130的厚度和摻雜級，此時或者當耗盡區侵入到子集電極110之后，在靠近集電極130和子集電極110之間的界面的耗盡區的邊緣處產生擊穿電壓。
由于耗盡區延伸穿過集電極130并且到達集電極-子集電極界面的結果，靠近重摻雜的子集電極110形成強電場。強電場引起絲化現象(filamentation)，簡單陳述一下絲化現象是與器件內局部溫度一同顯著增加的、小區域中引起高功率耗散的局部電流。理論上來說，例如通過來自重摻雜的子集電極中的例如硅的摻雜物的沉淀在子集電極區中的局部不均勻性、通過晶體中的自然缺陷，或者通過器件中的內部熱梯度，引起絲化現象。與絲化現象的精確機理無關，最終導致過早的故障失效。
因此本領域需要用來可最小化絲化現象的可能性以增強器件的操作條件的制造砷化鎵HBT的方法。
發明概述本發明的目的在于異質結雙極晶體管的方法和結構。在一個實施例中，本發明導致具有防止耗盡區到達子集電極附近的集電極的異質結雙極晶體管(“HBT”)，由此防止在集電極和子集電極之間的結處的強電場的形成，并且由此抑制子集電極中的絲化現象。
依照本發明的一個實施例，形成重摻雜的子集電極。重摻雜的子集電極可包括，例如，摻雜高濃度硅的砷化鎵。接著，在重摻雜的子集電極上制造集電極，其中集電極包括鄰近子集電極的中等摻雜(medium-doped)的集電極層和中等摻雜的集電極層之上的低摻雜的集電極層。中等摻雜的集電極層和低摻雜的集電極層可包括摻雜硅的砷化鎵，例如，在中等摻雜的集電極層情形中為近似5×1016cm-3和近似1×1018cm-3之間，在低摻雜集電極層中情形為近似1×1016cm-3和近似3×1018cm-3之間。
依照一個實施例，集電極可進一步包括在低摻雜的集電極層上的中等/高摻雜的(medium/high-doped)集電極層，中等/高摻雜的集電極層可包括摻雜了近似2×1016cm-3到近似3×1018cm-3的硅的砷化鎵。因此，在集電極上生長基極，在基極上淀積發射極。HBT的集電極阻止耗盡區到達不過度阻止耗盡區擴展的子集電極。結果，防止了子集電極中的絲化現象，但是可用特殊電路優化HBT的性能。
此外，在可制造HBT結構中，集電極包括鄰近重摻雜的子集電極的中等摻雜的集電極層。集電極還包括在中等摻雜的集電極層上的低摻雜的集電極層。HBT進一步包括在低摻雜的集電極層上的基極和基極上的發射極。最終HBT結構中阻止耗盡區到達子集電極，防止子集電極中產生絲化現象。
附圖簡介圖1描述了使用常規方法制造的HBT的某些特征的截面圖；圖2描述了依照本發明的一個實施例制造的HBT的某些特征的截面圖；圖3描述了依照本發明的一個實施例的制造的HBT的某些特征的截面圖4描述了依照本發明的一個實施例制造的HBT的某些特征的截面圖；圖5示出了描述開始執行本發明的實施例的某些實施步驟的流程圖。
發明的詳細說明本發明目的在于異質結雙極晶體管的方法和結構。以下的說明包含與本發明的實施過程相關的具體信息。本領域技術人員可以理解本發明可以不同于本申請中具體討論的方法來實施。此外，為了不模糊發明，不討論本發明的某些具體細節。
本申請的附圖及其詳細說明目的僅是示例性本發明的實施例。為了簡便，本發明的其他實施例不在本申請中具體描述并且不通過本附圖具體說明。
參照圖2，其示出示例性HBT200。HBT200是依照發明的一個實施例制造的NPN砷化鎵(“GaAs”)異質結雙極晶體管(“HBT”)。為了不模糊發明，圖2中省去了某些細節和特征，但是本領域普通技術人員可以理解這樣額外的細節和特征是顯而易見的。如圖所示，HBT200包括子集電極210、集電極230、基極212、發射極層214、第一發射極蓋216和第二發射極蓋218。集電極230由兩個分離的層構成，即低摻雜的集電極層234和中等摻雜的集電極層232。示例性HBT200還包括發射極接觸220、基極接觸222和224，以及集電極接觸226。
隨示例性HBT200，在本實施例中，子集電極210是高摻雜N+埋層，其提供了自集電極230至集電極接觸226的低電阻電路徑。子集電極210包括GaAs，其可摻雜例如近似1×1018cm-3和近似6×1018cm-3之間的硅。子集電極210的厚度在近似0.5微米到近似1.0微米之間。示例性HBT200中的基極212也摻雜例如近似1×1019cm-3和近似6×1019cm-3之間的碳，將其制成P+型基極。一般的，基極212的厚度在近似500到近似1500之間。
如圖2所示，位于基極212頂面之上是發射極214，其可包含例如磷化銦鎵(“InGaP”)或砷化鋁鎵(“AlGaAs”)二者之一。近似于200到700厚度的發射極214可摻雜近似3×1017cm-3的硅，將發射極214制成n型發射極。在發射極214頂面上形成的是第一發射極蓋216和第二發射極蓋218。在本實施例中，第一發射極蓋216包括摻雜了近似4×1018cm-3的硅的GaAs，并且其厚度為近似1500，同時第二發射極蓋218包括摻雜了近似1×1019cm-3到近似4×1019cm-3的硅或碲二者之一的砷化銦鎵(“InGaAs”)。本領域技術人員可以理解用于示例的HBT200的活性區直接位于第一發射極蓋216的下面的區域，即活性區的寬度等于發射極蓋216的寬度。可是，本領域技術人員也可以理解，如所示，發射極214延伸超過活性區直到例如在那里作為基極212上的電學非活性鈍化層的HBT的基極接觸。
本實施例中，示例性HBT200中的集電極230包括低摻雜的集電極層234和中等摻雜的集電極層232。低摻雜的集電極層234包括摻雜了近似1×1016cm-3的硅的GaAs。低摻雜的集電極層234可具有近似0.5微米到近似1.0微米的厚度。位于低摻雜的集電極層234下面的是中等摻雜的集電極層232。中等摻雜的集電極層232也是摻雜了硅的GaAs，但是具有相對高的摻雜級。本實施例中，中等摻雜的集電極層232摻雜了近似5×1016cm-3到近似1×1018cm-3的硅。中等摻雜的集電極層232的厚度可在近似1000到近似5000之間。以其特定摻雜級優選每個均勻摻雜的集電極層。可形成或“生長”低摻雜的集電極層234和中等摻雜的集電極層232，并且以本領域公知的任何適當的方法摻雜，例如通過分子束外延工藝(“MBE”)或有機金屬化學氣相淀積工藝(“MOCVD”)。
如圖2所示，將低摻雜的集電極層234置于示例性HBT200中的基極212下面，使得它們之間的界面為集電極-基極結。因此，應注意的是由n型發射極214、p型基極212和n型集電極230，包括低摻雜的集電極層234和中等摻雜的集電極層232，構成了示例性的HBT200的NPN部件。
隨圖2，應注意，而不是在常規的砷化鎵HBT中作為具有均勻地和輕微地摻雜的集電極(例如圖1中的GaAs HBT)，本實施例導致的HBT，其中集電極包括低摻雜的和中等摻雜的集電極層，即集電極230包括低摻雜的集電極層234和中等摻雜的集電極層232，其中每個集電極層以彼此不同的摻雜濃度均勻地摻雜。中等摻雜的集電極232的目的在于阻止耗盡區的過度的變寬而進入子集電極210的附近，并且阻止高強度的電場位于低摻雜的集電極和擊穿電壓下的高摻雜的子集電極的界面附近。
如本領域公知以及上面討論的，鄰近高摻雜的子集電極210的強電場可在子集電極210中產生絲化現象，并且導致過早的器件失效。但是，為了加速電子穿過耗盡區的目的，強電場是所期望的，其可增強HBT的性能。由于可減小集電極-基極結電容，寬耗盡區也是所期望的。通過將中等摻雜的集電極層232置于低摻雜的集電極層234和高摻雜的子集電極210之間，本發明阻止了擊穿電壓時耗盡區太靠近子集電極，因此阻止了絲化現象。同時，可設計中等摻雜的集電極層232的摻雜輪廓和厚度，使得耗盡區的擴展不被過度阻礙。理想的是具有可達到的擊穿電壓，例如，當耗盡區延伸到至中等摻雜的集電極層232的大約3/4的情形時。因此，圖2描述了具有兩個層的集電極的示例性NPN砷化鎵HBT結構，其中中等摻雜的集電極層夾在低摻雜的集電極層和高摻雜的子集電極之間，并且其中中等摻雜的集電極層阻止耗盡區太靠近子集電極，同時允許耗盡區充分的擴展，最終導致優越的HBT性能。
現在參照圖3，描述了按照一個實施例制造的示例性HBT結構300。示例性HBT結構300，與圖2中的示例性HBT結構200相似，是NPN砷化鎵HBT。應注意的是，除其集電極之外，即集電極330，示例性HBT結構300與圖2示例性結構200是相同的。如此，除了集電極330之外，示例性結構300的各種部件，具有與示例性HBT結構200的對應部分相同的特性、構成和功能。
簡單的說，示例性HBT結構300包括子集電極310、基極312、發射極314、第一發射極蓋316和第二發射極蓋318，其分別等同于示例性HBT結構200中的子集電極210、基極212、發射極214、第一發射極蓋216和第二發射極蓋218。而且，示例性HBT結構300的發射極接觸320、基極接觸322和324，以及集電極接觸326分別等同于示例性HBT結構200中的發射極接觸220、基極接觸222和224，以及集電極接觸226。
隨圖3，子集電極310包括高摻雜了例如近似1×1018cm-3到近似5×1018cm-3的硅的砷化鎵，子集電極310可具有0.5微米到1.0微米的厚度。如所示，集電極330包括三個不同的層，名為中等摻雜的集電極層332、低摻雜的集電極層334和中等/低摻雜的集電極層336。本實施例中，中等摻雜的集電極層332包括摻雜了近似5×1016cm-3到近似1×1018cm-3的硅的砷化鎵，低摻雜的集電極層334為摻雜了近似1×1016cm-3到近似3×1016cm-3的硅的砷化鎵，中等/低摻雜的集電極層336為摻雜了近似2×1016cm-3到近似5×1016cm-3的硅的砷化鎵。中等摻雜的集電極層332的厚度可為近似1000到近似5000之間，低摻雜的集電極層334的厚度可為近似0.5微米到近似1.0微米之間，以及中等低摻雜的集電極層336可以是近似500。
本實施例中，中等摻雜的集電極層332的作用是在擊穿電壓之前阻止耗盡區侵入到子集電極310中。如已討論的，如果耗盡區的邊緣太靠近子集電極，由于強電場的作用可產生絲化現象，導致過早的器件失效。因此，通過將中等摻雜的集電極層332放置到低摻雜的集電極層334和重摻雜的子集電極310之間，以及通過控制中等摻雜的集電極層332的摻雜輪廓和厚度，本發明導致優越的HBT結構，其中顯著減小了絲化現象的可能性和過早的器件失效。當耗盡區延伸至大約中等摻雜的集電極層332的3/4時，達到所期望的擊穿電壓。
隨圖3，具有直接位于基極312下面的中等/低摻雜的集電極層336的目的是阻止基極延展，或者“kirk”效應。當集電極電流升高至進入耗盡區的電子數量超過本底的摻雜級的級別時，發生基極延展。其結果是耗盡區延展至集電極，增加了基極的寬度。最終，基極延展導致電流增益的下降。通過將中等/低摻雜的集電極層336直接置于基極312的下面，即位于集電極-基極結，并且通過控制中等/低摻雜集電極層336的摻雜輪廓和厚度，集電極-基極結的電場得到限制，可阻止基極延展。
因此，圖3描述了具有三層集電極的示例性NPN砷化鎵HBT結構，其中中等摻雜的集電極層夾在低摻雜的集電極層和重摻雜的子集電極之間，以阻止耗盡區擴展至子集電極和產生絲化現象。但是，中等摻雜的集電極層的摻雜輪廓使得允許耗盡區充分擴展以增強晶體管的性能。圖3中描述的HBT進一步包括直接位于基極下的中等/低摻雜的集電極層，其限制了集電極-基極界面的電場以阻止基極延展，并且因此優化了HBT的增益。
圖4描述了按照實施例制造的示例性HBT結構400。示例性HBT結構400是與圖2中示例性HBT結構200相似的NPN砷化鎵HBT。除了其集電極，即集電極430，應注意的是示例性HBT結構400與圖2的示例性結構200是相同的。如此，除了集電極430之外，示例性結構400的各種部件具有與示例性HBT結構200的對應部分相同的特性、構成和功能。
因此，示例性HBT結構400包括子集電極410、基極412、發射極414、第一發射極蓋416和第二發射極蓋418，其分別等同于示例性HBT結構200中的子集電極210、基極212、發射極214、第一發射極蓋216和第二發射極蓋218。而且，示例性HBT結構400的發射極接觸420、基極接觸422和424，以及集電極接觸426分別等同于示例性HBT結構200中的發射極接觸220、基極接觸222和224，以及集電極接觸226。
隨圖4，子集電極410包括高摻雜了例如近似1×1018cm-3到近似5×1018cm-3的硅的砷化鎵，子集電極410可具有0.5微米到1.0微米的厚度。如所示，集電極430包括三個不同的層，名為中等摻雜的集電極層432、低摻雜的p型集電極層434和中等/高摻雜的集電極層436。本實施例中，中等摻雜的集電極層432包括摻雜了近似5×1016cm-3到近似1×1018cm-3的硅的砷化鎵，并且位于鄰近重摻雜的子集電極層410。在基極412和集電極430之間的界面是中等/高摻雜的集電極層436，其為摻雜了近似2×1016cm-3到近似3×1018cm-3的硅的砷化鎵。中等摻雜的集電極層432的厚度為近似1000到近似5000之間，，中等/高摻雜的集電極層436的厚度近似500。
此外，如圖4所示，夾在中等摻雜的集電極層432和中等/高摻雜的集電極層436之間的是低摻雜的p型集電極層434，其也包括砷化鎵。但遠遠不像本申請中遇到的任何集電極層，低摻雜的p型集電極層434是摻雜了p型摻雜物，例如碳。低摻雜的p型集電極層434可摻雜具有近似1×1015cm-3到近似5×1015cm-3的碳。除碳以外的其它適合的摻雜物可用來摻雜低摻雜的p型集電極層434，包括鎂或錳。低摻雜的p型集電極層434的厚度可為近似0.1微米到近似0.5微米之間。
在未描述的一個實施例中，集電極430可包括四個分離的集電極層，其中中等摻雜的集電極層432位于子集電極410之上，并且中等/高摻雜的集電極層436位于基極436和集電極430之間的界面。在中等摻雜的集電極層432和中等/高摻雜的集電極層436之間可以放置兩個低摻雜的集電極層。將兩個低摻雜的集電極層中的第一層置于中等摻雜的集電極層432之上，并且可包括摻雜了近似1×1016cm-3的硅的砷化鎵。本實施例中第二低摻雜的集電極層置于第一低摻雜的集電極層和中等/高摻雜的集電極層436之間，并且可為摻雜了近似5×1015cm-3的碳的砷化鎵。本實施例中第一和第二低摻雜的集電極層可具有近似0.1微米到0.5微米的厚度。
圖4描述的實施例中，通過在擊穿電壓之前阻止耗盡區到達子集電極410，中等摻雜的集電極層432防止了重摻雜的子集電極410中絲化現象的產生。當耗盡區延伸到中等摻雜的集電極層432中的3/4時，可達到所期望的擊穿電壓。而且，中等/高摻雜的集電極層436的作用是通過改變集電極-基極界面的電場，防止基極延展，因此改進了HBT的增益。
中等/高摻雜的集電極層436的存在，與低摻雜的集電極層相反，在集電極-基極的界面可阻止所期望的耗盡區擴展。如上所述，在重摻雜的區中，例如中等/高摻雜的集電極層436中，耗盡區的擴展發生的更慢。因此，本實施例中，低摻雜的p型集電極層434的作用是通過促進耗盡區的擴展來“補償”n型中等/高摻雜的集電極層436。并且通過促進耗盡區的擴展，低摻雜的p型集電極層434改進了HBT的性能，對器件來說，包括升高了擊穿電壓和降低了電容。
因此，圖4描述了具有三層集電極的示例性NPN砷化鎵HBT結構，其中中等摻雜的集電極層夾在低摻雜的p型集電極層和重摻雜的子集電極之間，以防止耗盡區過度擴展和產生絲化現象或者局部的高電流密度峰值。但是，低摻雜的p型集電極的摻雜輪廓允許耗盡區充分擴展來增強晶體管的性能。圖4中描述的HBT進一步包括鄰近基極的中等/高摻雜的集電極層，其限制集電極-基極界面的電場以防止基極延展并且因此優化HBT的增益。
圖5示出了依照一個實施例描述制造NPN砷化鎵HBT500(“工藝500”)的示例性工藝的流程圖。對本領域普通技術人員來說顯而易見的某些細節和步驟從工藝500中省去。例如，如本領域公知的，一個步驟可由一個或多個子步驟構成，或者涉及專門的設備。工藝500從步驟500開始，接著是在砷化鎵襯底上形成N+子集電極的步驟502。子集電極摻雜了硅，并且例如由本領域公知的MBE或MOCVD技術形成。子集電極的硅摻雜級可近似為1×1018cm-3到近似5×1018cm-3。
在502步驟形成了子集電極之后，工藝500繼續進行形成集電極的步驟504。本實施例中，集電極包括兩個分離的層，都通過MBE或MOCVD工藝淀積。第一集電極層包括摻雜了近似5×1016cm-3到近似1×1018cm-3的硅的砷化鎵。該第一層直接淀積在步驟502中形成的重摻雜的子集電極的頂面上，可近似為1000到5000的厚度。隨著第一集電極層的淀積，淀積第二集電極層，該第二層包括摻雜了近似1×1016cm-3到近似3×1016cm-3的硅的砷化鎵。第二集電極層可近似為1.0微米的厚度。
步驟504的結果是，本實施例中的集電極由兩層構成—第一層鄰近子集電極并且為中等摻雜，同時第二層為低摻雜。通常第二層為n型集電極；但是，一個實施例中，第二層是p型集電極。另一實施例中，步驟504包括低摻雜的集電極層頂面上的第三集電極層的淀積，第三集電極層也是由摻雜了近似2×1016cm-3到近似3×1018cm-3的硅的砷化鎵。該第三集電極層是指中等/高摻雜的集電極層，并且可近似為100到500的厚度。
在步驟504中制造了集電極之后，工藝500繼續進行淀積基極層的步驟506，其具有近似為500到近似1500的厚度。基極層可包含摻雜了近似為4×1019cm-3的碳的砷化鎵。接著，在步驟508，淀積摻雜了近似3×1017cm-3的硅的包括InGaP或GaAs之一的發射極層。接著是步驟510，在發射極層頂面上淀積包括摻雜了近似為4×1018cm-3的硅的砷化鎵的第一發射極蓋層，接著淀積包括摻雜了近似為1×1019cm-3的硅的砷化鎵的第二發射極蓋層。以本領域公知的方法形成這些層中的每一層，即基極層、發射極層和第一與第二發射極蓋層，例如通過MBE或MOCVD工藝。
在工藝500的步驟512中，在第二發射極蓋層上圖形化發射極接觸，并且直接置于HBT的激活區上。繼續工藝500，在步驟514中，掩膜臺面并且向下蝕刻到n型發射極層，以及在基極層中圖形化基極接觸。由此，步驟516中，掩膜臺面并且進一步向下蝕刻到子集電極。在一個實施例中，僅僅向下蝕刻臺面到集電極。同樣在步驟516中，隨著臺面的蝕刻，在子集電極上圖形化集電極接觸。以本領域公知的方法進行各種掩膜和蝕刻的步驟。在步驟518結束制造NPN砷化鎵HBT的示例性工藝500。
通過上述詳細的公開可以理解，本發明提供了用來制造異質結雙極晶體管的制造方法，在異質結雙極晶體管中，集電極包含多個不同摻雜的集電極層以防止器件中絲化現象或局部電流的產生。一個實施例中，鄰近重摻雜的子集電極的中等摻雜的集電極層的形成阻止耗盡區的擴展，使得在耗盡區到達子集電極之前達到擊穿電壓。盡管本發明被描述為應用于砷化鎵NPN HBT的構造，本發明可應用于相似于期望的減小PNP器件中的絲化現象的情況，或任何其它類型的HBT器件，這對本領域技術人員來說是顯而易見的。
從發明的上述描述中表明，不脫離本發明的范圍，可以使用各種技術來實現本發明的理念。而且，在具體參照某一實施例描述本發明的同時，本領域普通技術人員可以理解形式上和細節上的改變都不脫離本發明的精神和范圍。例如，可以理解其他類型的摻雜物例如碲和硒可以替代硅用來摻雜各個集電極層。因此，可以理解所描述的實施例在各個方面都是說明性的而不是限制性的。還應當理解，本發明不限于這里描述的具體實施例，而是適于不脫離本發明范圍的許多重新排列、變形和置換。
因此，已經描述了用于異質結雙極晶體管的方法和結構。
權利要求書(按照條約第19條的修改)1.一種制造HBT的方法，所述方法包括以下步驟形成子集電極；在所述子集電極上制造集電極，所述集電極包括直接鄰近所述子集電極的中等摻雜的集電極層和直接位于所述中等摻雜的集電極層之上的低摻雜的集電極層，所述低摻雜的集電極層至少具有和所述中等摻雜的集電極層一樣的厚度；在所述集電極上生長基極；在所述基極上淀積發射極。
2.如權利要求1的所述方法，其特征在于，所述中等摻雜的集電極層包括摻雜了近似5×1016cm-3到近似1×1018cm-3的硅的GaAs。
3.如權利要求2所述的方法，其特征在于，所述中等摻雜的集電極層具有近似1000到近似5000的厚度。
4.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述低摻雜的集電極層包括摻雜了近似1×1016cm-3到近似3×1016cm-3的硅的GaAs。
5.如權利要求4所述的方法，其特征在于，所述低摻雜的集電極層具有近似0.5微米到近似1.0微米之間的厚度。
6.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述集電極進一步包括淀積在所述低摻雜的集電極層和所述基極之間的中等/高摻雜的集電極層。
7.如權利要求6所述的方法，其特征在于，所述中等/高摻雜的集電極層包括摻雜了近似2×1016cm-3到近似3×1018cm-3的硅的GaAs。
8.如權利要求7所述的方法，其特征在于，所述中等/高摻雜的集電極層具有近似100到近似500之間的厚度。
9.如權利要求8所述的方法，其特征在于，所述低摻雜的集電極層包括摻雜了近似1×1015cm-3到近似5×1015cm-3的碳的GaAs。
10.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述子集電極包括摻雜了近似5×1018cm-3硅的GaAs。
權利要求
1.一種制造HBT的方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟形成子集電極；在所述子集電極上制造集電極，所述集電極包括鄰近所述子集電極的中等摻雜的集電極層和在所述中等摻雜的集電極層之上的低摻雜的集電極層；在所述集電極上生長基極；在所述基極上淀積發射極。
2.如權利要求1的方法，其特征在于，所述中等摻雜的集電極層包括摻雜了近似5×1016cm-3到近似1×1018cm-3的硅的GaAs。
3.如權利要求2的方法，其特征在于，所述中等摻雜的集電極層具有近似1000到近似5000的厚度。
4.如權利要求1的方法，其特征在于，所述低摻雜的集電極層包括摻雜了近似1×1016cm-3到近似3×1016cm-3的硅的GaAs。
5.如權利要求4的方法，其特征在于，所述低摻雜的集電極層具有近似0.5微米到近似1.0微米之間的厚度。
6.如權利要求1的方法，其特征在于，所述集電極進一步包括淀積在所述低摻雜的集電極層和所述基極之間的中等/高摻雜的集電極層。
7.如權利要求6的方法，其特征在于，所述中等/高摻雜的集電極層包括摻雜了近似2×1016cm-3到近似3×1018cm-3的硅的GaAs。
8.如權利要求7的方法，其特征在于，所述中等/高摻雜的集電極層具有近似100到近似500之間的厚度。
9.如權利要求8的方法，其特征在于，所述低摻雜的集電極層包括摻雜了近似1×1015cm-3到近似5×1015cm-3的碳的GaAs。
10.如權利要求1的方法，其特征在于，所述子集電極包括摻雜了近似5×1018cm-3硅的GaAs。
11.如權利要求1的方法，其特征在于，所述基極包括摻雜了近似4×1019cm-3碳的GaAs。
12.如權利要求1的方法，其特征在于，所述發射極包括選擇由InGaP和GaAs構成的組的材料。
13.如權利要求12的方法，其特征在于，所述發射極摻雜了近似3×1017cm-3的硅。
14.如權利要求1的方法，其特征在于，還包括以下步驟形成第一和第二發射極蓋層；在所述發射極、所述基極和所述集電極上圖形化金屬接觸。
15.一種HBT結構，包括子集電極；集電極，所述集電極包括鄰近所述子集電極中等摻雜的集電極層，以及在所述中等摻雜的集電極層上的低摻雜的集電極層；所述集電極上的基極；所述基極上的發射極。
16.如權利要求15的結構，其特征在于，所述中等摻雜的集電極層包括摻雜了近似5×1016cm-3到近似1×1018cm3的硅的GaAs。
17.如權利要求16的結構，其特征在于，所述中等摻雜的集電極層具有近似1000到近似5000的厚度。
18.如權利要求15的結構，其特征在于，所述低摻雜的集電極層包括摻雜了近似1×1016cm-3到近似3×1016cm-3的硅的GaAs。
19.如權利要求18的結構，其特征在于，所述低摻雜的集電極層具有近似0.5微米到近似1.0微米的厚度。
20.如權利要求15的結構，其特征在于，所述集電極還包括在低摻雜的集電極層和所述基極之間的中等/高摻雜的集電極層。
21.如權利要求20的結構，其特征在于，所述中等/高摻雜的集電極層包括摻雜了近似2×1016cm-3到近似3×1018cm-3的硅的GaAs。
22.如權利要求21的結構，其特征在于，所述中等/高摻雜的集電極層具有近似100到近似500的厚度。
23.如權利要求22的結構，其特征在于，所述低摻雜的集電極層包括摻雜了近似1×1015cm-3到近似5×1015cm-3的碳的GaAs。
24.如權利要求15的結構，其特征在于，所述子集電極包括摻雜了近似5×1018cm-3硅的GaAs。
25.如權利要求14的結構，其特征在于，所述基極包括摻雜了近似4×1019cm3碳的GaAs。
26.如權利要求15的結構，其特征在于，所述發射極包括選自由InGaP和GaAs構成的組的材料。
27.如權利要求26的結構，其特征在于，所述發射極摻雜了近似3×1017cm-3的硅。
28.如權利要求15所述的結構，其特征在于，還包括第一和第二發射極蓋層；所述發射極、所述基極和所述集電極上的觸點。
全文摘要
按照一個公開的實施例，形成重摻雜的子集電極(210)。接著，在重摻雜的子集電極(210)之上制造集電極(230)，其中集電極(230)包括鄰近子集電極(210)的中等摻雜的集電極層(232)和在中等摻雜的集電極層(232)上面的低摻雜的集電極層(234)。中等摻雜的集電極層(232)和低摻雜的集電極層(234)包括分別摻雜了近似5×10
文檔編號H01L29/737GK1628383SQ02825577
公開日2005年6月15日 申請日期2002年11月18日 優先權日2001年12月27日
發明者R·S·伯頓, A·薩梅利斯, H·育西克 申請人:空間工程股份有限公司