[发明专利]与用于异质结双极晶体管工艺中金属化的阻挡层有关的装置和方法

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2011年11月16日提交的名称为“DEVICES AND METHODOLOGIES RELATED TO TaN BARRIER FOR METALLIZATION OF InGaP”的美国临时申请61/560,400号的优先权，其整体通过引用方式明确并入于此。

技术领域

本公开大体涉及与双极晶体管相关的结构和制造工艺。

情况技术

双极结型晶体管(BJT)典型地包括由位于发射极区和集电极区之间的基极区形成的两个背靠背的p-n结。这种结可包括PNP结构或NPN结构。双极功能性源自其涉及电子和空穴二者的操作。

异质结双极晶体管(HBT)是一种BJT，其中，不同的半导体材料被用于发射极区和基极区以生成异质结。这种结构可允许HBT特别有益于射频(RF)应用，包括高频RF功率放大器。

发明内容

根据多种实施方式，本公开涉及一种金属化结构，其包括选择的半导体层和形成在所述选择的半导体层之上的氮化钽(TaN)层。所述选择的半导体层包括与砷化镓(GaAs)晶格匹配的宽带隙半导体。所述结构还包括形成在所述TaN层之上的金属层，使得所述TaN层形成所述金属层和所述选择的半导体层之间的阻挡层。

在一些实施例中，所述选择的半导体层可包括磷化铟镓(InGaP)。在一些实施例中，所述TaN层可被构造成降低所述金属层与所述InGaP层接触并以电阻方式起作用的可能性。

在一些实施例中，所述结构还可包括在所述InGaP层下方的第一砷化镓(GaAs)层。在一些实施例中，所述结构还可包括相对于所述第一GaAs层设置的金属接触，以利于与所述第一GaAs层的电连接。所述InGaP层的尺寸形成为：当测量所述金属层和所述金属接触之间的电容时，所述金属化结构提供至少2.0fF/μm²的电容密度。

在一些实施例中，所述第一GaAs层可为异质结双极晶体管(HBT)的基极的一部分，所述InGaP层可为所述HBT的发射极的一部分。所述结构还可包括第二GaAs层和半绝缘GaAs衬底，所述第二GaAs层被构造为所述HBT的集电极。在一些实施例中，所述HBT可被构造为NPN或PNP晶体管。

在一些实施方式中，本公开涉及一种封装模块，具有被构造成接收多个元件的封装衬底。所述模块还包括安装在所述封装衬底上并具有集成电路(IC)的砷化镓(GaAs)裸芯。所述裸芯包括GaAs衬底和形成在所述GaAs衬底之上的选择的半导体层。所述选择的半导体层包括与GaAs晶格匹配的宽带隙半导体。所述裸芯还包括金属化组件，所述金属化组件具有形成在所述选择的半导体层之上的氮化钽(TaN)层和形成在所述TaN层之上的金属层。所述TaN层形成所述金属层和所述选择的半导体层之间的阻挡层。

在一些实施例中，所述选择的半导体层可包括磷化铟镓(InGaP)。在一些实施例中，所述金属化组件、所述InGaP层和所述GaAs衬底可形成片上高值电容元件。这种片上电容元件可为例如功率放大器电路、调谐网络电路或电源旁路电路的一部分。

在一些实施例中，所述InGaP层可被构造为异质结双极晶体管(HBT)的发射极。这种HBT可为例如功率放大器电路的一部分，所述功率放大器电路被构造成放大射频(RF)信号。在这一示例的情形，所述模块可为功率放大器模块。

根据一些实施方式，本公开涉及一种射频(RF)装置，具有天线以及耦合至所述天线并被构造成处理射频(RF)信号的收发器。所述RF装置还具有集成电路(IC)，所述集成电路(IC)耦合至所述收发器或为其一部分，并且被构造成利于RF信号的处理。所述IC在砷化镓(GaAs)裸芯上实施。所述裸芯包括GaAs衬底和形成在所述GaAs衬底之上的选择的半导体层。所述选择的半导体层包括与GaAs晶格匹配的宽带隙半导体。所述裸芯还包括金属化组件，所述金属化组件具有形成在所述选择的半导体层之上的氮化钽(TaN)层和形成在所述TaN层之上的金属层。所述TaN层形成所述金属层和所述选择的半导体层之间的阻挡层。

在一些实施例中，所述RF装置可为无线装置。在一些实施例中，所述IC可为功率放大器的一部分，所述功率放大器被构造成放大所述RF信号。

在多种教导中，本公开涉及一种用于制造金属化结构的方法，所述方法包括提供或形成下半导体层以及在所述下半导体层之上形成选择的半导体层。所述方法还包括在所述选择的半导体层之上形成氮化钽(TaN)层以及在所述TaN层之上形成金属层。