本實用新型涉及半導(dǎo)體制造領(lǐng)域，尤其涉及一種GaAs HBT器件結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

進(jìn)入二十一世紀(jì)以來，社會邁入了超高速發(fā)展的信息時代，全球數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)呈現(xiàn)爆炸式增長，射頻通信技術(shù)尤其是GaAs HBT技術(shù)取得了長足的進(jìn)步和廣泛地應(yīng)用。目前GaAs HBT在手機(jī)/基站中已成為標(biāo)準(zhǔn)射頻器件而得到普遍應(yīng)用。

與傳統(tǒng)的AlGaAs/GaAs異質(zhì)結(jié)相比，InGaP/GaAs具有以下優(yōu)點：

1、InGaP/GaAs的價帶能帶差比AlGaAs/GaAs更大，電子注入效率更高；

2、InGaP/GaAs在實際制作工藝中，腐蝕選擇比更大，InGaP甚至可以作為GaAs的腐蝕截止層，工藝更易實現(xiàn)；

3、InGaP生長與AlGaAs相比，質(zhì)量更高，性質(zhì)更穩(wěn)定，AlGaAs由于有Al的加入，在生長過程中極易氧化，且較容易產(chǎn)生深能階復(fù)合中心，嚴(yán)重影響HBT器件性能。

事實上，目前廣泛采用的GaAs HBT多為單異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)(SHBT)，即在發(fā)射極和基極(E-B)之間采用InGaP/GaAs異質(zhì)結(jié)，但SHBT結(jié)構(gòu)，由于E-B異質(zhì)結(jié)與B-C(基極-集電極)同質(zhì)結(jié)之間的內(nèi)建電場大小差異，導(dǎo)致在SHBT直流輸出特性中，出現(xiàn)0.2V左右的開啟電壓Voffset，在功率器件應(yīng)用中，尤其是開關(guān)器件應(yīng)用中，造成不必要的功率損耗。另一方面，由于P型GaAs材料在生長時，多采用C或Be作為摻雜雜質(zhì)，容易擴(kuò)散至InGaP中，可采用插入空間隔離層解決，但E-B之間的插入層對HBT器件β等關(guān)鍵指標(biāo)有較大影響。

因此，現(xiàn)有的GaAs HBT的單異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)性能較差。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型實施例通過提供一種GaAs HBT器件結(jié)構(gòu)，解決了現(xiàn)有技術(shù)中GaAs HBT的單異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)性能較差的技術(shù)問題。

為了解決上述技術(shù)問題，本實用新型實施例提供了一種GaAs HBT器件結(jié)構(gòu)，由下至上依次包括：GaAs襯底、N-GaAs集電區(qū)層、N-InGaP集電區(qū)層、空間隔離層、P-GaAs基區(qū)層、N-InGaP發(fā)射區(qū)層、N-GaAs發(fā)射區(qū)層、N⁺-In_ZGa_1-ZAs帽層，由N-InGaP集電區(qū)層和P-GaAs基區(qū)層形成的第一異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)中間插入有空間隔離層，由P-GaAs基區(qū)層和N-InGaP發(fā)射區(qū)層形成第二異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)。

采用本實用新型中的一個或者多個技術(shù)方案，具有如下有益效果：

由于在該GaAs HBT器件結(jié)構(gòu)中采用雙異質(zhì)結(jié)InGaP/GaAs/InGaP結(jié)構(gòu)，并在基極和集電極結(jié)(B-C結(jié))之間插入空間隔離層GaAs，在保證電流增益β和提高工藝可靠度的同時，減小GaAs HBT開啟電壓Voffset，使單個HBT器件同時滿足微波放大器和高速開關(guān)的應(yīng)用成為可能。

附圖說明

圖1為本實用新型實施例中GaAs HBT器件結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

本實用新型實施例通過提供一種GaAs HBT器件結(jié)構(gòu)，解決了現(xiàn)有技術(shù)中GaAs HBT異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)性能較差的技術(shù)問題。

為了解決上述技術(shù)問題，下面將結(jié)合說明書附圖以及具體的實施方式對本實用新型的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)的說明。

本實用新型實施例提供一種GaAs HBT器件結(jié)構(gòu)，如圖1所示，由下至上依次包括：GaAs襯底10、N-GaAs集電區(qū)層20、N-InGaP集電區(qū)層30、空間隔離層40、P-GaAs基區(qū)層50、N-InGaP發(fā)射區(qū)層60、N-GaAs發(fā)射區(qū)層70、N⁺-In_ZGa_1-ZAs帽層80，由N-InGaP集電區(qū)層30和P-GaAs基區(qū)層50形成的第一異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)中間插入有空間隔離層40，由P-GaAs基區(qū)層50和N-InGaP發(fā)射區(qū)層60形成第二異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)。

具體地，這兩個InGaP/GaAs異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)分別用于E-B(發(fā)射極與基極)和B-C(基極與集電極)的PN結(jié)處，該空間隔離層40位于B-C(基極與集電極)的PN結(jié)之間。在降低開啟電壓Voffset，減少HBT器件開關(guān)功耗的同時，降低P-GaAs與N-InGaP之間不必要的摻雜雜質(zhì)擴(kuò)散，進(jìn)一步提高GaAs HBT器件性能。

在具體的實施方式中，該GaAs襯底10具體采用Si、SiC、GaN、藍(lán)寶石、金剛石中的任意一種。

該N-GaAs集電區(qū)層20的摻雜濃度為不小于5×10¹⁷cm^-3，厚度為0.2μm～3μm。

該N-InGaP集電區(qū)層30的摻雜濃度為不小于1×10¹⁷cm^-3，厚度為10nm～500nm。

該空間隔離層40采用GaAs，非故意摻雜，摻雜濃度為不大于5×10¹⁷cm^-3，厚度為1nm～10nm。

該P(yáng)-GaAs基區(qū)層50的摻雜濃度為不小于5×10¹⁷cm^-3，厚度為20nm～500nm。

該N-InGaP發(fā)射區(qū)層60摻雜濃度為不小于1×10¹⁷cm^-3，厚度為10nm～500nm。

該N-GaAs發(fā)射區(qū)層70的摻雜濃度為不小于5×10¹⁷cm^-3，厚度為20nm～500nm。

該N⁺-In_ZGa_1-ZAs帽層80中Z為0～1，摻雜濃度為不小于1×10¹⁸cm^-3，厚度為10～200nm。

本實用新型中采用一種雙異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)(DHBT)結(jié)合E-B(發(fā)射極與基極之間)空間隔離層40，在降低開啟電壓Voffset，減少HBT器件開關(guān)功耗的同時，降低P-GaAs與N-InGaP之間不必要的摻雜雜質(zhì)擴(kuò)散，進(jìn)一步提高GaAs HBT器件性能。

盡管已描述了本實用新型的優(yōu)選實施例，但本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員一旦得知了基本創(chuàng)造性概念，則可對這些實施例作出另外的變更和修改。所以，所附權(quán)利要求意欲解釋為包括優(yōu)選實施例以及落入本實用新型范圍的所有變更和修改。

顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對本實用新型進(jìn)行各種改動和變型而不脫離本實用新型的精神和范圍。這樣，倘若本實用新型的這些修改和變型屬于本實用新型權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本實用新型也意圖包含這些改動和變型在內(nèi)。