[发明专利]伪晶型高电子迁移率晶体管和异质接面双极晶体管磊晶改良结构及其加工方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种伪晶型高电子迁移率晶体管和异质接面双极晶体管磊晶改良结构的加工方法，尤指一种采用了在一通道层之上下分别增加一第一通道间格层以及一第二通道间格层的伪晶型高电子迁移率晶体管和异质接面双极晶体管磊晶改良结构。

背景技术

伪晶型高电子迁移率晶体管（pseudomorphic High Electron Mobility Transistor；pHEMT）以及异质接面双极晶体管（Heterojunction Bipolar Transistor；HBT）具有高效率、高线性、高功率密度以及面积小等优点，常常被应用在无线通讯作为微波功率放大器，是通讯电子市场非常重要的元件之一。将此两种晶体管的加工整合在同一块晶片之上，不但可以降低加工成本，还可以缩小元件使用的空间，达到缩小晶片的面积。

图1为一传统伪晶型高电子迁移率晶体管和异质接面双极晶体管磊晶结构的剖面结构示意图，其中结构依次包含有一基板101、一伪晶型高电子迁移率晶体管结构层170、一蚀刻终止分隔层119以及一异质接面双极晶体管结构层180；其中该伪晶型高电子迁移率晶体管结构层170的结构依次包含有一缓冲层103、一第一δ掺杂层（单一原子层的掺杂层）105、一能障层107、一通道层109、一萧基能障层111、一第二δ掺杂层113、一蚀刻终止层115以及一接触层117；其中该缓冲层103形成于该基板101之上；该第一δ掺杂层105形成于该缓冲层103之上；该能障层107形成于该第一δ掺杂层105之上；而该通道层109形成于该能障层107之上；该萧基能障层111形成于该通道层109之上；而该第二δ掺杂层113则形成于该萧基能障层111之上；该蚀刻终止层115形成于该第二δ掺杂层113之上；而该接触层117则形成于该蚀刻终止层115之上；而该异质接面双极晶体管结构层180的结构依次包含有一集极层121、一基极层123、一射极层125以及一射极接触层127；其中而该集极层121系形成于该蚀刻终止分隔层119之上；而该基极层123则形成于该集极层121之上；而该射极层125则形成于该基极层123之上；而该射极接触层127则形成于该射极层125之上；传统根据此磊晶结构可分别加工出伪晶型高电子迁移率晶体管以及异质接面双极晶体管；传统上在该伪晶型高电子迁移率晶体管结构层170当中，采用了该第一δ掺杂层105以及该第二δ掺杂层113，此两个δ掺杂层主要的功用是试着改善伪晶型高电子迁移率晶体管在输出电流、功率放大率，并降低其电阻，然而实际加工出的伪晶型高电子迁移率晶体管，其效果仍旧不尽理想。

有鉴于此，本发明为了改善上述的缺点，本发明的发明人提出了一种伪晶型高电子迁移率晶体管和异质接面双极晶体管磊晶结构及其加工方法，此改良结构与其加工方法不但可以更有效降低其电阻，应用于开关元件时，可提供一个低插入损失的开关，并同时可缩小元件的大小，又可维持元件加工的可靠度与稳定性。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种伪晶型高电子迁移率晶体管和异质接面双极晶体管磊晶结构，其中于一通道层的上下分别增加一第一通道间格层以及一第二通道间格层，调整该通道层、该第一通道间格层以及该第二通道间格层的厚度，可调整出所需特性的晶体管结构；于该通道层中使用砷化铟镓（InxGal-xAs）的合金化合物半导体，通过提高该砷化铟镓当中铟（In）的含量可以让电阻降低；再通过该第一通道间格层以及该第二通道间格层采用砷化镓（GaAs）的材料，能有效分散栅极电压，进而可更大幅降低其电阻，应用于开关元件时，可提供一个低插入损失的开关，并同时可缩小元件的大小，并具有良好加工稳定性及元件可靠度等优点。

为了达到上述的目的，本发明提供一种伪晶型高电子迁移率晶体管改良结构，由下而上依序包括一基板、一缓冲层、一能障层、一第一通道间格层、一通道层、一第二通道间格层、一萧基能障层、一蚀刻终止层以及至少一覆盖层；一栅极凹槽，蚀刻终止于该萧基能障层上方所形成的凹槽；于该栅极凹槽内，该萧基能障层之上设置一栅极电极；于该覆盖层的一端上设置一漏极电极；以及于该覆盖层的另一端上设置一源极电极。

本发明亦提供一种伪晶型高电子迁移率晶体管改良结构的加工方法，包括以下步骤：

于一基板上，依序形成一缓冲层、一能障层、一第一通道间格层、一通道层、一第二通道间格层、一萧基能障层、一蚀刻终止层以及至少一覆盖层；