[实用新型]一种系统GaAsHBT器件外延结构

说明书

技术领域

本实用新型涉及半导体制造领域，尤其涉及一种系统GaAs HBT器件外延结构。

背景技术

进入二十一世纪以来，社会迈入了超高速发展的信息时代，全球数据业务呈现爆炸式增长，射频通信技术尤其是GaAs HBT技术取得了长足的进步和广泛地应用。目前GaAs HBT在手机/基站中已成为标准射频器件而得到普遍应用。

与传统的AlGaAs/GaAs，InGaP/GaAs异质结相比，Al_xGa_0.52-xIn_0.48P/GaAs具有以下特点：

1、Al_xGa_0.52-xIn_0.48P/GaAs的价带能带差可以比InGaP/GaAs更大，电子注入效率更高，随着Al的摩尔含量增大，Al_xGa_0.52-xIn_0.48P/GaAs的禁带宽度可以从1.9eV增大到2.32eV，使得HBT器件可以得到更高的方向击穿电压和功率，大的价带不连续也有利于提高Al_xGa_0.52-xIn_0.48PHBT器件的高温工作特性。

2、Al_xGa_0.52-xIn_0.48P/GaAs在实际制作工艺中，腐蚀选择比与InGaP/GaAs类似，工艺更易实现。

事实上，目前广泛采用的GaAs HBT多为单异质结结构(SHBT)，即在发射极和基极(E-B)之间采用InGaP/GaAs异质结，但SHBT结构，由于E-B异质结与B-C(基极-集电极)同质结之间的内建电场大小差异，导致在SHBT直流输出特性中，出现0.2V左右的开启电压Voffset，在功率器件应用中，尤其是开关器件应用中，造成不必要的功率损耗。另一方面，由于P型GaAs材料在生长时，多采用C或Be作为掺杂杂质，可能扩散至Al_xGa_0.52-xIn_0.48P中，可采用插入空间隔离层解决，但E-B之间的插入层对HBT器件β等关键指标有较大影响。

因此，现有的GaAs HBT器件外延结构性能较差。

实用新型内容

本实用新型实施例通过提供一种系统GaAs HBT器件外延结构，解决了现有技术中GaAs HBT器件外延结构性能较差的技术问题。

为了解决上述技术问题，本实用新型实施例提供了一种系统GaAs HBT器件外延结构，由下至上依次包括：GaAs衬底、N-GaAs集电区层、N-Al_xGa_0.52-xIn_0.48P集电区层、空间隔离层、P-GaAs基区层、N-Al_xGa_0.52-xIn_0.48P发射区层、N-GaAs发射区层、N⁺-In_ZGa_1-ZAs帽层，由N-Al_xGa_0.52-xIn_0.48P集电区层和P-GaAs基区层形成的第一异质结结构中间插入有空间隔离层，由P-GaAs基区层和N-Al_xGa_0.52-xIn_0.48P发射区层形成第二异质结结构。

采用本实用新型中的一个或者多个技术方案，具有如下有益效果：

由于采用在该系统GaAs HBT器件外延结构中采用两个Al_xGa_0.52-xIn_0.48P/GaAs异质结和一个空间隔离层，其中第一Al_xGa_0.52-xIn_0.48P/GaAs异质结和第二异质结分别用于E-B和B-C的PN结处，在保证电流增益β，提高工艺可靠度的同时，减小GaAs HBT开启电压Voffset，使得单个HBT器件同时满足微波放大器和高速开关的应用成为可能。

附图说明

图1为本实用新型实施例中系统GaAs HBT器件外延结构的结构示意图。

具体实施方式

本实用新型实施例通过提供一种系统GaAs HBT器件外延结构，解决了现有技术中GaAs HBT器件外延结构性能较差的技术问题。