[發明專利]與用于異質結雙極晶體管工藝中金屬化的阻擋層有關的裝置和方法

在審

• 申請號: 201280062235.2
• 申請日: 2012-11-14
• 公開（公告）號: CN103999224A
• 公開（公告）日: 2014-08-20
• 發明（設計）人: C.西斯馬盧;小彼得.J.贊帕蒂
• 申請（專利權）人: 天工方案公司
• 主分類號: H01L29/73
• 分類號: H01L29/73;H04B1/00;H01L21/66
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 邱軍

相關申請的交叉引用

本申請要求2011年11月16日提交的名稱為“DEVICES?AND?METHODOLOGIES?RELATED?TO?TaN?BARRIER?FOR?METALLIZATION?OF?InGaP”的美國臨時申請61/560,400號的優先權，其整體通過引用方式明確并入于此。

技術領域

本公開大體涉及與雙極晶體管相關的結構和制造工藝。

情況技術

雙極結型晶體管(BJT)典型地包括由位于發射極區和集電極區之間的基極區形成的兩個背靠背的p-n結。這種結可包括PNP結構或NPN結構。雙極功能性源自其涉及電子和空穴二者的操作。

異質結雙極晶體管(HBT)是一種BJT，其中，不同的半導體材料被用于發射極區和基極區以生成異質結。這種結構可允許HBT特別有益于射頻(RF)應用，包括高頻RF功率放大器。

發明內容

根據多種實施方式，本公開涉及一種金屬化結構，其包括選擇的半導體層和形成在所述選擇的半導體層之上的氮化鉭(TaN)層。所述選擇的半導體層包括與砷化鎵(GaAs)晶格匹配的寬帶隙半導體。所述結構還包括形成在所述TaN層之上的金屬層，使得所述TaN層形成所述金屬層和所述選擇的半導體層之間的阻擋層。

在一些實施例中，所述選擇的半導體層可包括磷化銦鎵(InGaP)。在一些實施例中，所述TaN層可被構造成降低所述金屬層與所述InGaP層接觸并以電阻方式起作用的可能性。

在一些實施例中，所述結構還可包括在所述InGaP層下方的第一砷化鎵(GaAs)層。在一些實施例中，所述結構還可包括相對于所述第一GaAs層設置的金屬接觸，以利于與所述第一GaAs層的電連接。所述InGaP層的尺寸形成為：當測量所述金屬層和所述金屬接觸之間的電容時，所述金屬化結構提供至少2.0fF/μm²的電容密度。

在一些實施例中，所述第一GaAs層可為異質結雙極晶體管(HBT)的基極的一部分，所述InGaP層可為所述HBT的發射極的一部分。所述結構還可包括第二GaAs層和半絕緣GaAs襯底，所述第二GaAs層被構造為所述HBT的集電極。在一些實施例中，所述HBT可被構造為NPN或PNP晶體管。

在一些實施方式中，本公開涉及一種封裝模塊，具有被構造成接收多個元件的封裝襯底。所述模塊還包括安裝在所述封裝襯底上并具有集成電路(IC)的砷化鎵(GaAs)裸芯。所述裸芯包括GaAs襯底和形成在所述GaAs襯底之上的選擇的半導體層。所述選擇的半導體層包括與GaAs晶格匹配的寬帶隙半導體。所述裸芯還包括金屬化組件，所述金屬化組件具有形成在所述選擇的半導體層之上的氮化鉭(TaN)層和形成在所述TaN層之上的金屬層。所述TaN層形成所述金屬層和所述選擇的半導體層之間的阻擋層。

在一些實施例中，所述選擇的半導體層可包括磷化銦鎵(InGaP)。在一些實施例中，所述金屬化組件、所述InGaP層和所述GaAs襯底可形成片上高值電容元件。這種片上電容元件可為例如功率放大器電路、調諧網絡電路或電源旁路電路的一部分。

在一些實施例中，所述InGaP層可被構造為異質結雙極晶體管(HBT)的發射極。這種HBT可為例如功率放大器電路的一部分，所述功率放大器電路被構造成放大射頻(RF)信號。在這一示例的情形，所述模塊可為功率放大器模塊。

根據一些實施方式，本公開涉及一種射頻(RF)裝置，具有天線以及耦合至所述天線并被構造成處理射頻(RF)信號的收發器。所述RF裝置還具有集成電路(IC)，所述集成電路(IC)耦合至所述收發器或為其一部分，并且被構造成利于RF信號的處理。所述IC在砷化鎵(GaAs)裸芯上實施。所述裸芯包括GaAs襯底和形成在所述GaAs襯底之上的選擇的半導體層。所述選擇的半導體層包括與GaAs晶格匹配的寬帶隙半導體。所述裸芯還包括金屬化組件，所述金屬化組件具有形成在所述選擇的半導體層之上的氮化鉭(TaN)層和形成在所述TaN層之上的金屬層。所述TaN層形成所述金屬層和所述選擇的半導體層之間的阻擋層。

在一些實施例中，所述RF裝置可為無線裝置。在一些實施例中，所述IC可為功率放大器的一部分，所述功率放大器被構造成放大所述RF信號。

在多種教導中，本公開涉及一種用于制造金屬化結構的方法，所述方法包括提供或形成下半導體層以及在所述下半導體層之上形成選擇的半導體層。所述方法還包括在所述選擇的半導體層之上形成氮化鉭(TaN)層以及在所述TaN層之上形成金屬層。