[发明专利]一种异质结双极型晶体管的外延结构和异质结双极型晶体管

说明书

本发明实施例公开了一种异质结双极型晶体管的外延结构和异质结双极型晶体管。外延结构包括层叠设置的衬底、缓冲层、集电极层、基极层、发射极层和发射极盖层；其中，衬底包括GaAs衬底，缓冲层的材料包括Al_xGa_1‑xAs_1‑yP_y，集电极层的材料包括GaAs。本申请中，利用Al_xGa_1‑xAs_1‑yP_y材料形成缓冲层，Al_xGa_1‑xAs_1‑yP_y中的P的引入使Al_xGa_1‑xAs_1‑yP_y与GaAs的晶格常数更加接近，利用Al_xGa_1‑xAs_1‑yP_y材料形成缓冲层，可以降低缓冲层和衬底之间的晶格失配，提高晶体生长的质量；同时，P的引入也可以增加Al_xGa_1‑xAs_1‑yP_y材料的禁带宽度，使Al_xGa_1‑xAs_1‑yP_y中需要的Al含量降低，进而降低Al引入的缺陷中心密度，提升异质结双极型晶体管的器件性能。

技术领域

本发明实施例涉及半导体制造技术领域，尤其涉及一种异质结双极型晶体管的外延结构和异质结双极型晶体管。

背景技术

异质结双极晶体管(HBT)具有高频、高功率密度、高功率附加率以及良好的线性而倍受人没关注，在微波、毫米波频段以及告诉集成电路中有着广泛的应用，大量应用于军事、太空和民用通讯领域，如毫米波雷达、电子战、智能装备、卫星通讯和辐射天文学等。

但现有的异质结双极型晶体管的外延结构中，由于衬底与衬底上生长的外延膜层之间存在一定的晶格失配，在生长外延膜层时会出现一定的失配缺陷，降低外延材料的生长质量，对晶体管器件性能造成影响。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供了一种本发明提供一种异质结双极型晶体管的外延结构和异质结双极型晶体管，以降低外延膜层与衬底之间的晶格失配，提升器件性能。

第一方面，本发明实施例提供了一种异质结双极型晶体管的外延结构，包括层叠设置的衬底、缓冲层、集电极层、基极层、发射极层和发射极盖层；

其中，所述衬底包括GaAs衬底，所述缓冲层的材料包括Al_xGa_1-xAs_1-yP_y，所述集电极层的材料包括GaAs。

可选的，在可能的实施例中，x的取值范围为0～90％，y的取值范围为0.5～10％。

可选的，在可能的实施例中，所述集电极层的材料包括N型掺杂的GaAs，掺杂浓度为1×10¹⁵～2×10¹⁸cm^-3。

可选的，在可能的实施例中，所述基极层的材料包括P型掺杂的GaAs、P型掺杂的GaAsSb或P型掺杂的InGaAs中的一种，掺杂浓度为1×10¹⁹～8×10¹⁹cm^-3。

可选的，在可能的实施例中，所述发射极层的材料包括N型掺杂的InGaP，掺杂浓度为5×10¹⁶～1×10¹⁸cm^-3。

可选的，在可能的实施例中，外延结构还包括下欧姆接触层和上欧姆接触层；所述下欧姆接触层位于所述缓冲层与所述集电极层之间；所述上欧姆接触层位于所述发射极盖层远离所述发射极层的一侧表面。