[發(fā)明專利]偽晶型高電子遷移率晶體管和異質(zhì)接面雙極晶體管磊晶改良結(jié)構(gòu)及其加工方法

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210179870.0
• 申請(qǐng)日: 2012-06-01
• 公開（公告）號(hào): CN103456780A
• 公開（公告）日: 2013-12-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 蔡緒孝;林正國(guó);洪秉杉;高谷信一郎
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 穩(wěn)懋半導(dǎo)體股份有限公司
• 主分類號(hào): H01L29/778
• 分類號(hào): H01L29/778;H01L29/10;H01L27/06;H01L21/335;H01L21/8248
• 代理公司: 北京科龍寰宇知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11139
• 代理人: 孫皓晨

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種偽晶型高電子遷移率晶體管和異質(zhì)接面雙極晶體管磊晶改良結(jié)構(gòu)的加工方法，尤指一種采用了在一通道層之上下分別增加一第一通道間格層以及一第二通道間格層的偽晶型高電子遷移率晶體管和異質(zhì)接面雙極晶體管磊晶改良結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)

偽晶型高電子遷移率晶體管（pseudomorphic?High?Electron?Mobility?Transistor；pHEMT）以及異質(zhì)接面雙極晶體管（Heterojunction?Bipolar?Transistor；HBT）具有高效率、高線性、高功率密度以及面積小等優(yōu)點(diǎn)，常常被應(yīng)用在無線通訊作為微波功率放大器，是通訊電子市場(chǎng)非常重要的元件之一。將此兩種晶體管的加工整合在同一塊晶片之上，不但可以降低加工成本，還可以縮小元件使用的空間，達(dá)到縮小晶片的面積。

圖1為一傳統(tǒng)偽晶型高電子遷移率晶體管和異質(zhì)接面雙極晶體管磊晶結(jié)構(gòu)的剖面結(jié)構(gòu)示意圖，其中結(jié)構(gòu)依次包含有一基板101、一偽晶型高電子遷移率晶體管結(jié)構(gòu)層170、一蝕刻終止分隔層119以及一異質(zhì)接面雙極晶體管結(jié)構(gòu)層180；其中該偽晶型高電子遷移率晶體管結(jié)構(gòu)層170的結(jié)構(gòu)依次包含有一緩沖層103、一第一δ摻雜層（單一原子層的摻雜層）105、一能障層107、一通道層109、一蕭基能障層111、一第二δ摻雜層113、一蝕刻終止層115以及一接觸層117；其中該緩沖層103形成于該基板101之上；該第一δ摻雜層105形成于該緩沖層103之上；該能障層107形成于該第一δ摻雜層105之上；而該通道層109形成于該能障層107之上；該蕭基能障層111形成于該通道層109之上；而該第二δ摻雜層113則形成于該蕭基能障層111之上；該蝕刻終止層115形成于該第二δ摻雜層113之上；而該接觸層117則形成于該蝕刻終止層115之上；而該異質(zhì)接面雙極晶體管結(jié)構(gòu)層180的結(jié)構(gòu)依次包含有一集極層121、一基極層123、一射極層125以及一射極接觸層127；其中而該集極層121系形成于該蝕刻終止分隔層119之上；而該基極層123則形成于該集極層121之上；而該射極層125則形成于該基極層123之上；而該射極接觸層127則形成于該射極層125之上；傳統(tǒng)根據(jù)此磊晶結(jié)構(gòu)可分別加工出偽晶型高電子遷移率晶體管以及異質(zhì)接面雙極晶體管；傳統(tǒng)上在該偽晶型高電子遷移率晶體管結(jié)構(gòu)層170當(dāng)中，采用了該第一δ摻雜層105以及該第二δ摻雜層113，此兩個(gè)δ摻雜層主要的功用是試著改善偽晶型高電子遷移率晶體管在輸出電流、功率放大率，并降低其電阻，然而實(shí)際加工出的偽晶型高電子遷移率晶體管，其效果仍舊不盡理想。

有鑒于此，本發(fā)明為了改善上述的缺點(diǎn)，本發(fā)明的發(fā)明人提出了一種偽晶型高電子遷移率晶體管和異質(zhì)接面雙極晶體管磊晶結(jié)構(gòu)及其加工方法，此改良結(jié)構(gòu)與其加工方法不但可以更有效降低其電阻，應(yīng)用于開關(guān)元件時(shí)，可提供一個(gè)低插入損失的開關(guān)，并同時(shí)可縮小元件的大小，又可維持元件加工的可靠度與穩(wěn)定性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的主要目的在于提供一種偽晶型高電子遷移率晶體管和異質(zhì)接面雙極晶體管磊晶結(jié)構(gòu)，其中于一通道層的上下分別增加一第一通道間格層以及一第二通道間格層，調(diào)整該通道層、該第一通道間格層以及該第二通道間格層的厚度，可調(diào)整出所需特性的晶體管結(jié)構(gòu)；于該通道層中使用砷化銦鎵（InxGal-xAs）的合金化合物半導(dǎo)體，通過提高該砷化銦鎵當(dāng)中銦（In）的含量可以讓電阻降低；再通過該第一通道間格層以及該第二通道間格層采用砷化鎵（GaAs）的材料，能有效分散柵極電壓，進(jìn)而可更大幅降低其電阻，應(yīng)用于開關(guān)元件時(shí)，可提供一個(gè)低插入損失的開關(guān)，并同時(shí)可縮小元件的大小，并具有良好加工穩(wěn)定性及元件可靠度等優(yōu)點(diǎn)。

為了達(dá)到上述的目的，本發(fā)明提供一種偽晶型高電子遷移率晶體管改良結(jié)構(gòu)，由下而上依序包括一基板、一緩沖層、一能障層、一第一通道間格層、一通道層、一第二通道間格層、一蕭基能障層、一蝕刻終止層以及至少一覆蓋層；一柵極凹槽，蝕刻終止于該蕭基能障層上方所形成的凹槽；于該柵極凹槽內(nèi)，該蕭基能障層之上設(shè)置一柵極電極；于該覆蓋層的一端上設(shè)置一漏極電極；以及于該覆蓋層的另一端上設(shè)置一源極電極。

本發(fā)明亦提供一種偽晶型高電子遷移率晶體管改良結(jié)構(gòu)的加工方法，包括以下步驟：

于一基板上，依序形成一緩沖層、一能障層、一第一通道間格層、一通道層、一第二通道間格層、一蕭基能障層、一蝕刻終止層以及至少一覆蓋層；