[发明专利]Ga2O3/SiC异质结光电PNP晶体管及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于集成电路技术领域，具体涉及一种Ga₂O₃/SiC异质结光电PNP晶体管及其制备方法。

背景技术

20世纪50年代起PN结晶体管的发明奠定了电子技术和集成电路的基础，PN结是在一块半导体材料上通过掺杂做出导电类型不同的两部分，又称为同质结；而之后发展的异质结是把两种不同的材料做成一个单晶的技术，两种材料禁带宽度及其他材料特性的不同使其具有一系列同质结所没有的特性，在器件设计上实现独有的功能，尤其在光电领域应用广泛，例如光电PNP晶体管用两个异质结PN结和NP结形成、光电探测器等。

目前光电晶体管种类繁多，均为接收光信号转化为电信号的晶体管，所以其接收、转化的能力将决定了光电晶体管的器件性能。前者通过光吸收能力来判断，后者通过光电晶体管的光电增益来判断，目前光电晶体管的光吸收范围因为材料特性及其灵敏度所以很难扩大到深紫外区，此外随着电子技术的发展与进步，对光电晶体管的增益要求越大。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种Ga₂O₃/SiC异质结光电PNP晶体管及其制备方法。

本发明的一个实施例提供了一种Ga₂O₃/SiC异质结光电PNP晶体管的制备方法，包括：

选取SiC衬底；

在所述SiC衬底表面生长P型SiC同质外延层形成集电区；

在所述P型SiC同质外延层表面生长N型SiC同质外延层；

在所述N型SiC同质外延层表面生长P型β-Ga₂O₃异质外延层；

在所述P型β-Ga₂O₃异质外延层通过干法刻蚀形成发射区；

在所述N型SiC同质外延层通过干法刻蚀形成基区；

并在暴露出的所述P型SiC同质外延层表面部分位置处生长第一金属材料形成集电极；

在所述发射区表面生长第二金属材料形成发射极，最终形成所述Ga₂O₃/SiC异质结光电PNP晶体管。

在本发明的一个实施例中，在所述SiC衬底表面分别生长同质外延层和异质外延层，包括：

利用LPCVD工艺，在所述SiC衬底表面生长掺杂Al元素的P型SiC材料以厚度为3～5μm、掺杂浓度为1×10¹⁶～1×10¹⁷cm^-3形成所述集电区；

在本发明的一个实施例中，在所述P型SiC同质外延层表面生长N型SiC同质外延层，包括：

利用LPCVD工艺，在所述P型SiC同质外延层表面生长掺杂N元素的N型SiC材料以形成厚度为0.3～0.5μm、掺杂浓度为1×10¹⁷～1×10¹⁸cm^-3的所述N型SiC同质外延层。

在本发明的一个实施例中，在所述N型SiC同质外延层表面生长P型β-Ga₂O₃异质外延层，包括：

利用分子束外延工艺，在所述N型SiC同质层表面生长掺杂元素为Cu或者Zn，掺杂浓度为1×10¹⁹～9×10¹⁹cm^-3，厚度为0.5～0.8μm的所述P型β-Ga₂O₃异质外延层。

在本发明的一个实施例中，在所述P型β-Ga₂O₃异质外延层通过干法刻蚀形成发射区，包括：

采用第一掩膜板，采用BCl₃作为刻蚀气体，利用等离子刻蚀工艺对所述P型β-Ga₂O₃异质外延层进行刻蚀形成所述发射区。

在本发明的一个实施例中，在所述N型SiC同质外延层通过干法刻蚀形成基区，包括：

采用第二掩膜板，采用CF₄或O₂作为刻蚀气体，利用等离子刻蚀工艺对所述N型SiC外延层进行刻蚀形成所述基区。

在本发明的一个实施例中，在暴露出的所述P型SiC同质外延层表面部分位置处生长第一金属材料形成集电极，包括：

利用磁控溅射工艺在所述集电区溅射Ni金属材料；