专利名称：用于hbt中的发射极镇流电阻器的结构和方法
背景技术：
发明领域本发明一般涉及半导体器件的制造。本发明尤其涉及异质结双极晶体管的制造。
相关技术基于GaAs的器件能以改善的线性和功率效率提供诸如无线通信应用的各种应用的功率和放大要求。特别感兴趣的是砷化镓(“GaAs”)异质结双极晶体管(“HBT”)，它呈现高功率密度性能，从而适合作为CDMA、TDMA和GSM无线通信中使用的装置的低成本的高功率放大器。但是GaAs HBT(特别是使用磷化镓铟(“InGaP”)发射极的GaAs HBT)可以呈现不期望的热不稳定性，这会导致HBT的严重损坏。
作为背景，当增加HBT内的温度使得HBT的基极-发射极结的接通电压降低时，热不稳定性会使得HBT自毁。随着该接通电压降低，HBT更猛烈地接通，从而消耗更多功率，这进一步提升了HBT中的温度。该增加的温度进一步降低了基极-发射极接通电压，导致正反馈环路。这种现象(即由于上述机制在HBT中正反馈环路的形成)更被称作“热失控”。此外，在HBT中的总温度增加时，HBT的内部区域变得更热，因此承载比HBT的周边更多的电流。因此，温度梯度使得HBT的内部基极-发射极结区域中的接通电压低于HBT的基极-发射极结的周边区域中的接通电压。这导致丝状形成(filamentation)，这是在局部电流引起HBT的小区域中的高功率耗散以及HBT内局部温度的相应高增加时产生的。丝状形成的最终结果是HBT的自毁。该现象(即由于上述机制引起的丝状形成和HBT的自毁)更特别地被称作“热崩溃”。
在避免产生以上正反馈环路的一种已知方法中，通过在高带隙发射极上添加稍许掺杂的外延层，将发射极镇流电阻集成入GaAs HBT。当GaAs HBT中的电流增加时，外延发射极镇流电阻的电压增加，这趋向于降低HBT的基极-发射极结的电压，从而限制流入GaAs HBT的电流，这会使得HBT稳定化。例如，K.Yamamoto等人的“A 3.2-V Operation Single-Chip Dual-Band AlGaAs/GaAs HBT MMIC PowerAmplifier with Active Feedback Circuit Technique”，IEEE Journal of SolidState Circuit，Vol.35，No.8，2000年8月，pp.1109-1120，揭示了位于高带隙发射极顶部的稍许掺杂的砷化镓铝(“AlGaAs”)镇流层。作为另一个实例，G.Gao等人的“Emitter Ballasting Resistor Design for，and Current HandlingCapability of AlGaAs/GaAs Power Heterojunction Bipolar Transistors”IEEETransactions on Electron Devices，Vol.38，No.2，1991年2月，pp.185-196，讨论了位于高带隙发射极顶部的稍许掺杂的GaAs镇流层。
在常规外延镇流电阻设计中，增加的发射极电阻主要由两种机制造成(1)低掺杂镇流层自身的电阻性质或者(2)诸如发射极覆盖层的低掺杂镇流层的底部和高带隙发射极的顶部之间的增加的热电子发射势垒。在将相对较厚的层用作外延镇流层时，机制(1)是主要的，而当外延镇流层相对较薄时，机制(2)起到主要作用。在机制(1)中，增加的发射极电阻取决于掺杂水平和镇流层的厚度，而在机制(2)中，发射极电阻将主要由镇流层的掺杂水平确定。
在这两种情况中，即机制(1)和(2)中，镇流电阻都对外延镇流层的掺杂水平很敏感，从而需要外延生长过程期间更精确的掺杂控制，以实现均匀、可再生的HBT特性。以上掺杂控制中所需的精确度构成了很难满足的制造挑战。此外，当确定总发射极电阻中机制(2)起到主要作用时，发射极电阻趋于示出增加的基极电流相关和更大的负温度系数，这不期望地影响到功率放大器线性和热稳定性。
现在参考
图1，说明了常规的实例性NPN GaAs HBT。GaAs HBT100包括发射极接触件120、基极接触件122和124、以及集电极接触件126。此外，GaAs HBT100包括发射极覆盖层(cap)118、发射极覆盖层116、发射极114和基极112。在GaAsHBT100中，例如，发射极覆盖层118是按约每立方厘米4×1019个原子用诸如碲的N型掺杂物生长的砷化铟镓(“InGaAs”)。发射极覆盖层116可以是按约每立方厘米5×1018个原子的相对较低的掺杂水平用硅掺杂的砷化镓。发射极覆盖层116可以具有约2000埃的厚度。发射极114可以包括按每立方厘米约3×1017个原子的中等浓度用硅掺杂的AlxGa(1-x)As或InxGa(1-x)P(以下简称为“AlGaAs”和“InGaP”)。基极112例如可以是按每立方厘米约4×1019个原子的常规浓度水平用碳掺杂的砷化镓。
继续参考图1，如图所示，GaAs HBT100进一步包括集电极130和子集电极110。根据常规制造方法，集电极130包括砷化镓，它按每立方厘米1×1016个原子由硅均匀和稍许地掺杂。就在集电极130之下的是子集电极110，它也包含砷化镓。但是，子集电极110以显著较高的浓度，通常在每立方厘米约5×1018个原子的范围内由硅掺杂。在GaAs HBT100中，集电极层130的厚度可以在0.3微米和2微米之间，子集电极110的厚度可以在0.3微米和2微米之间。
在具有发射极镇流电阻的之前已知的GaAs HBT(诸如GaAs HBT100)中，发射极覆盖层116包括相对较低的硅掺杂的砷化镓，以提供外延发射极镇流电阻。当GaAsHBT100中的电流增加时，由发射极覆盖层116提供的外延发射极镇流电阻的电压增加，这趋向于降低HBT的基极-发射极结的电压，如上所述这使得GaAs HBT100稳定化。因此，发射极覆盖层116可以防止正反馈环路形成并破坏GaAs HBT100，如上所述。但是，发射极覆盖层116需要外延生长过程期间的非常精确的掺杂控制，以实现均匀、可再生的HBT特性。在向GaAs HBT100提供足够镇流电阻所需的相对较低的硅掺杂水平的情况(例如每立方厘米约3×1017个原子)下，发射极覆盖层116的掺杂控制中的所需精确度很难实现。此外，随着基极电流改变，常规GaAs HBT100中由发射极覆盖层116提供的发射极镇流电阻经受电阻值的不期望的不稳定性。
另一种方法利用外部发射极电阻来保护GaAs HBT不受以上正反馈环路引起的丝状形成所导致的破坏。但是，由于外部发射极电阻器的电阻不在GaAs HBT的内部区域上分布，外部发射极电阻不能防止丝状形成破坏GaAs HBT。
因此，在该技术领域中需要一种HBT中的发射极镇流电阻，它提供不取决于掺杂水平的稳定电阻。
发明内容
本发明针对用于HBT中的发射极镇流电阻器的结构和方法。本发明解决了本技术领域内对HBT中的一种发射极镇流电阻器的需要，该发射极镇流电阻器提供与掺杂水平无关的稳定电阻。
根据一个实例性实施例，一种异质结双极晶体管包括发射极。例如，该异质结双极晶体管可以是NPN GaAs异质结双极晶体管。该异质结双极晶体管进一步包括第一发射极覆盖层，它包括第一高掺杂层、低掺杂层和第二高掺杂层，其中第一高掺杂层位于发射极上，低掺杂层位于第一高掺杂层上，且第二高掺杂层位于低掺杂层上。第一高掺杂层、低掺杂层和第二高掺杂层形成发射极镇流电阻器。
低掺杂层的电阻取决于低掺杂层的厚度，它约为900埃。例如，低掺杂层可以是GaAs、InGaP或AlGaAs，并可以由每立方厘米约1×1016个原子的硅浓度掺杂。
例如，第一高掺杂层和第二高掺杂层可以是由浓度在每立方厘米约5×1017个原子到每立方厘米约1×1019个原子之间的硅浓度掺杂的GaAs。该第一高掺杂层和第二高掺杂层的厚度例如可以是约150埃。
根据该实例性实施例，低掺杂层具有一定厚度和掺杂物浓度水平，从而低掺杂层的电阻基本与掺杂物浓度水平无关，而是对应于低掺杂层的厚度。在另一个实施例中，本发明是一种实现上述异质结双极晶体管的方法。在检查以下的详细描述和附图之后，对于本技术领域内的普通技术人员来说，本发明的其它特点和优点将变得显而易见。
附图概述图1说明了常规实例性NPN HBT的某些结构的剖视图。
图2说明了根据本发明一个实施例制造的实例性NPN HBT的某些结构的剖视图。
图3说明了根据本发明一个实施例制造的图2的实例性NPN HBT的某些结构的剖视图。
图4说明了根据本发明一个实施例的两种实例性NPN HBT的示意图。
具体实施例方式
本发明针对用于HBT中的发射极镇流电阻的结构和方法。以下描述包含关于本发明实现的具体信息。本技术领域内的熟练技术人员将理解，可以按与本申请所具体讨论的方式不同的方式实现本发明。此外，没有讨论本发明的某些具体细节以使本发明更加清楚。
本申请中的附图和所附详细描述仅仅针对本发明的实例性实施例。为了保持简洁，本申请中没有具体描述本发明的其它实施例，且附图中也没有对其进行具体说明。
现在参考图2，它示出了实例性HBT 200。HBT 200是根据本发明一个实施例制造的实例性NPN GaAs HBT。图2中省去了特定细节和特点，它们是本技术领域内的普通技术人员显见的。虽然HBT 200说明了实例性NPN GaAs HBT，但本发明也可应用于包含硅、硅锗、砷化镓铝、磷化铟镓或磷化铟的NPN或PNP HBT。通常，本发明可以进一步应用于任何双极晶体管。
如图所示，HBT 200包括子集电极210、集电极212、基极214、发射极216、第一发射极覆盖层218和第二发射极覆盖层220。根据本发明的实例性实施例，第一发射极覆盖层218由三个分开的层组成，即层204、206和208。实例性HBT200还包括发射极接触件222、基极接触件226和228、以及集电极接触件230。如图2所示并为了进一步参考，示出了实例性HBT 200中的“结构232”以包含第一发射极覆盖层218、第二发射极覆盖层220和发射极接触件222。
继续实例性HBT 200，在本实例性实施例中，子集电极210是高度掺杂的N+埋层，它提供从集电极212到集电极接触件230的低电阻电气路径。子集电极210包括GaAs，例如，它可以按每立方厘米约1×1018个原子和每立方厘米约6×1018个原子之间由硅掺杂。在一个实施例中，子集电极210的厚度可以在约0.5微米到约1微米之间。作为实例，子集电极210可以按约等于每立方厘米5×1018个原子的浓度水平由硅掺杂且子集电极210的厚度可以约等于0.9微米。
同样如图2所示，集电极212位于子集电极210上。在本实施例中，集电极212是包含GaAs的低掺杂N-层，例如它可以按每立方厘米约1×1016个原子的浓度水平由硅掺杂。在本实施例中，集电极212的厚度可以在约0.5微米到2微米之间。在一个实施例中，集电极212的厚度约等于0.9微米。
如图2所示，基极214位于集电极212上。实例性HBT200中的基极214还包括GaAs，例如，它按每立方厘米约1×1019个原子到每立方厘米约6×1019个原子之间由碳掺杂，使其成为P+型基极。典型地，基极214的厚度可以在约500到1500埃之间。在一个实施例中，基极214可以按等于每立方厘米4×1019个原子的浓度水平由碳掺杂且基极214的厚度可以约等于900埃。
同样如图2所示，位于基极214之上的是发射极216，它可以包含InGaP。在一个实施例中，发射极216可以包含AlGaAs。厚度可以在约200埃到约700埃之间的发射极216可以按每立方厘米约3×1017个原子由硅掺杂，使得发射极216成为N型发射极。在一个实施例中，发射极216的厚度可以约等于400埃。
此外如图2所示，第一发射极覆盖层218的层204形成于发射极216之上。在本实施例中，第一发射极覆盖层218的层204包含GaAs的高掺杂N+层，即N+GaAs，在一个实施例中，第一发射极覆盖层218的层204由每立方厘米约5×1017个原子到每立方厘米约1×1019个原子之间的硅浓度掺杂。应注意，在其它实施例中，代替硅，可以使用其它N型掺杂物，诸如硫、硒或碲。事实上，本申请中关于将硅用作N型掺杂物的各种参考意味着提供N型掺杂物的简要和具体的实例。但是，在所有情况中，诸如硫、硒或碲的其它可能的N型掺杂物都可用来代替硅。在一个实施例中，第一发射极覆盖层218的层204可以按每立方厘米约等于5×1018个原子的硅浓度掺杂。第一发射极覆盖层218的层204的厚度可以是约150埃。在本实施例中，第一发射极覆盖层218的层204可以由“金属有机化学汽相沉积(MetalOrganic Chemical Vapor Deposition)”(“MOCVD”)工艺或“分子束外延(MolecularBeam Epitaxy)”(“MBE”)工艺或本技术领域内已知的其它工艺沉积。
同样如图2所示，第一发射极覆盖层218的层206形成于层204之上。在本实施例中，第一发射极覆盖层218的层206包含GaAs的低掺杂N-层，即N-GaAs，它按每立方厘米约1×1016个原子的硅浓度掺杂。在一个实施例中，第一发射极覆盖层218的层206可以包含按每立方厘米约1×1015个原子到每立方厘米约5×1016个原子之间的硅浓度掺杂的GaAs的低掺杂N-层。在另一个实施例中，第一发射极覆盖层218的层206可以包括按约等于每立方厘米1×1016个原子的硅浓度掺杂的GaAs的低掺杂N-层。在又一个实施例中，第一发射极覆盖层218的层206可以包括按每立方厘米约1×1016个原子的硅浓度掺杂的AlGaAs的低掺杂N-层。在另一个实施例中，第一发射极覆盖层218的层206可以包括按每立方厘米约1×1016个原子的硅浓度掺杂的InGaP的低掺杂的N-层。第一发射极覆盖层218的层206的厚度可以是约900埃。在本实施例中，第一发射极覆盖层218的层206可以通过“金属有机化学汽相沉积(Metal Organic Chemical Vapor Deposition)”(“MOCVD”)工艺或“分子束外延(Molecular Beam Epitaxy)”(“MBE”)工艺或本技术领域内已知的其它工艺沉积。
如图2所示，第一发射极覆盖层218的层208形成于层206之上。在本实施例中，第一发射极覆盖层218的层208包括GaAs的高掺杂N+层，即N+GaAs。在一个实施例中，第一发射极覆盖层218的层208由每立方厘米约5×1017个原子到每立方厘米约1×1019个原子之间的硅浓度掺杂。在一个实施例中，第一发射极覆盖层218的层208由约等于每立方厘米5×1018个原子的硅浓度掺杂。第一发射极覆盖层218的层208的厚度可以是约150埃。在本实施例中，第一发射极覆盖层218的层208可以通过“金属有机化学汽相沉积(Metal Organic Chemical VaporDeposition)”(“MOCVD”)工艺或“分子束外延(Molecular Beam Epitaxy)”(“MBE”)工艺或本技术领域内已知的其它工艺沉积。
图2中，第一发射极覆盖层218的层204、206和208形成本发明的发射极镇流电阻，它集成于实例性HBT 200的第一发射极覆盖层218中。因此，本实施例中，本发明的发射极镇流电阻包括GaAs的低掺杂N-层，即第一发射极覆盖层218的层206，夹在GaAs的两个高掺杂N+层(即第一发射极覆盖层218的层204和208)之间。
继续图2，第二发射极覆盖层220位于第一发射极覆盖层218的层208上并包括按每立方厘米约1×1019个原子到每立方厘米约4×1019个原子之间由碲掺杂的砷化铟镓(“InGaAs”)。第二发射极覆盖层220的厚度例如可以是约1000埃。本技术领域内的熟练技术人员可以理解，实例性HBT200的有源区(active region)是直接在第一发射极覆盖层218之下的区域，即有源区的宽度等于发射极覆盖层218的宽度。但是，那些熟练技术人员还可以理解，如图所示，发射极216延伸越过有源区直达例如HBT的基极接触件，其中它用作基极214上的电气无源“钝化”层。
如图2所示，集电极212位于实例性HBT200中的基极214之下，形成它们接触面处的集电极-基极结。因此，应注意N型基极214、P型基极214和N型集电极212构成实例性HBT200的NPN部件。
现在参考图3，所示的是根据本发明一个实施例制造的实例性结构332。图3中的结构332对应于图2中的结构232。特别是，图3中第一发射极覆盖层318的层304、306和308、第二发射极覆盖层320和发射极接触件322分别对应于图2中第一发射极覆盖层218的层204、206和208、第二发射极覆盖层220和发射极接触件222。
如图3所示，本发明中，第一发射极覆盖层318的层304的厚度334可以是约150埃。第一发射极覆盖层318的层306的厚度336可以是约900埃，且第一发射极覆盖层318的层308的厚度338可以是约150埃。如上所述，第一发射极覆盖层318的层304和308包括GaAs的高掺杂N+层，即N+GaAs，且第一发射极覆盖层318的层306包括低掺杂N-层GaAs。因此，如上所述，本发明实现发射极镇流电阻，具有夹在GaAs的两个高掺杂N+层GaAs(即N+GaAs)之间的GaAs的低掺杂N-层GaAs。例如，第一发射极覆盖层318的层306的掺杂浓度可以在每立方厘米约0.8×1016个原子到每立方厘米约1.2×1016个原子之间，而第一发射极覆盖层318的层304和308的掺杂浓度可以在每立方厘米约5×1017个原子到每立方厘米约1×1019个原子之间。作为以上的掺杂水平和层306的相对厚度的结果，第一发射极覆盖层318的层306的电阻基本确定本发明的发射极镇流电阻器的电阻。
本发明中，作为将GaAs的薄(例如，约900埃)N-层(即第一发射极覆盖层318的层306)夹在GaAs的两个高掺杂N+层(即第一发射极覆盖层318的层304和308)之间的结果，从N+GaAs层到N-GaAs层形成“德拜尾(Debye tail)”。作为背景，德拜尾也称作德拜长度，一般表示在被屏蔽或衰减之前较高载流子密度的区域中的电荷载流子将流入或扩散入较低载流子密度的区域中的距离。换句话说，在大于德拜长度的距离处，从较高载流子密度的区域扩散入较低载流子密度的区域的电荷载流子将不再影响较低载流子密度的区域。该德拜长度取决于较高载流子密度区域中的载流子密度和温度。
本发明中，德拜尾形成电子从N+层(即第一发射极覆盖层318的层304和308)溅出和扩散入N-层(即第一发射极覆盖层318的层306)的部分。以上德拜尾的产生取决于第一发射极覆盖层318的层306的厚度。例如，在第一发射极覆盖层318的层306的厚度是约900埃的本发明中，产生德拜尾效应。但是，如果层306的厚度大于约2000埃，则会显著降低德拜尾效应。
作为德拜尾的结果，第一发射极覆盖层318的层306中的载流子浓度与层306中的掺杂水平无关。例如，第一发射极覆盖层318的层306中的载流子浓度可以是约3×1016m-3。但是，层306中的载流子浓度取决于第一发射极覆盖层318的层304和308中的掺杂浓度。如上所述，第一发射极覆盖层318的层304和308中的掺杂浓度大于层306中的掺杂浓度。因此，层304和308中的掺杂浓度比第一发射极覆盖层318的层306中的掺杂浓度更易于控制，因为与第一发射极覆盖层318的层304和308中具有的不精确度相比，相同的掺杂浓度的不精确度在层306中占有更大的百分比效果。
如上所述，第一发射极覆盖层318的层306中的载流子浓度取决于层306的厚度，但与层306中掺杂浓度无关。因此，本发明有利地实现了一种发射极镇流电阻器，它的电阻主要取决于第一发射极覆盖层318的第一层306的厚度而与层306中的掺杂浓度无关。此外，通过采用具有约900埃的厚度的第一发射极覆盖层318的层306来实现所需电阻，与常规发射极镇流电阻相比，在所有掺杂水平中，本发明充分降低了对制造变化的灵敏性。
如上所述，在本实施例中第一发射极覆盖层的层306中的硅掺杂浓度是约每立方厘米约1×1016个原子。结果，本发明有利地实现了具有小于10％的电阻变化的发射极镇流电阻器。相反，常规发射极镇流电阻器(诸如图1中的常规实例性GaAsHBT 100中的发射极覆盖层116)中的电阻变化比本发明所实现的电阻变化大一倍。
因此，诸如图1中的常规实例性GaAs HBT 100中的发射极覆盖层116的常规发射极镇流电阻器会呈现不期望地取决于基极电流的电阻。例如，常规发射极镇流电阻器的电阻会随工作电流(它一般与基极电流成比例)增加而不期望地降低。相反，本发明有利地实现了一种发射极镇流电阻器，它的电阻基本与工作电流无关。在一个实施例中，本发明实现了发射极镇流电阻器，它的电阻在较高功率电平处稍许增加以补偿在较高功率电平时产生的“热失控(thermal runaway)”。
因此，本发明实现了具有稳定的发射极镇流电阻器的HBT，诸如HBT200，它可以有利地用于高电流应用中。例如，HBT200可以用于功率放大器中，该功率放大器可具有诸如每平方微米约0.3、0.5或1毫安的高输出电流密度。在一个实施例中，HBT200可用于移动电话中的功率放大器中。在该实施例中，本发明的发射极镇流电阻器可以有利地保护功率放大器不形成通过热失控和/或热崩溃破坏功率放大器的情况。作为实例，本发明的发射极镇流电阻器可以保护移动电话中的功率放大器不受来自不正常的高集电极电压的破坏，其中该高集电极电压是在用户接触移动电话的天线或折断天线时引起的，导致由于阻抗失配引起的高反射功率。作为另一个实例，在高电源电压期间，诸如在用户尝试在移动电话充电的同时用移动电话通话时，本发明的发射极镇流电阻器可以保护移动电话中的功率放大器。
图4示出了使用根据本发明制成的两个实例性HBT的示意图。在图4中的示意图400中，HBT402和HBT404对应于图2中的HBT 200，发射极镇流电阻器406和408对应于图2中包含第一发射极覆盖层218的层204、206和208的发射极镇流电阻器。应注意，虽然为了说明的简化，在示意图400中分别示出发射极镇流电阻器406和408与HBT402和404分开，但发射极镇流电阻器406和408实际位于HBT402和404中的各第一发射极覆盖层内。进一步应注意，并联耦合的HBT402和404可以认为是单个HBT晶体管的模块，其中该模块示出了包含分布的发射极镇流电阻器的单个HBT内的多个并联HBT，模块中这多个并联HBT的每一个都被分配了分布的发射极镇流电阻器的各部分。本技术领域内的普通技术人员显而易见的是，图4是否表示单个HBT的模块或者图4是否表示分离和分开的并联HBT，图4中示出的HBT数目可以是两个(如当前所示的)或者也可以是大于2的任何数目，这不会影响本讨论。
如图4所示，发射极镇流电阻器406和408耦合到接地410。HBT402和404的基极耦合在一起且HBT402和404的集电极耦合到偏置负载412。偏置负载412将合适的工作电压电平提供给HBT402和404的集电极。偏置负载412耦合到电压源414，也称作VCC。因此，如图4所示，HBT 402和404并联在一起。
在一个实施例中，并联耦合的HBT402和404可以用于功率放大器中以提供比从单个HBT可获得的电流更大的输出电流。
本发明的发射极镇流电阻器406和408可以有利地分别保护并联耦合的HBT402和404不受由于超额输出电流或不正常的高集电极电压引起的损坏或破坏。在另一个实施例中，包含多个并联耦合的HBT(诸如HBT402和404)的阵列可用于功率放大器中以提供高电流输出。在这种实施例中，诸如发射极镇流电阻器406和408的本发明的发射极镇流电阻器可以保护阵列中的每个单独并联耦合HBT不受由于超额输出电流或不正常的高集电极电压引起的损坏。通过本发明向阵列中的每个单独HBT提供的上述保护是有利的，因为阵列中任何单独HBT的故障都会导致整个阵列的故障。
通过以上的详细描述可以理解，本发明实现了一种发射极镇流电阻器，它包括HBT的第一发射极覆盖层中的三层，其中发射极镇流电阻器呈现与掺杂水平无关的稳定电阻。本发明的以上描述表明，各种技术都可用于实现本发明的概念而不背离其范围。此外，虽然采用对特定实施例的参考描述了本发明，但本技术领域内的普通技术人员可以理解，可以在形式上和细节上进行变化而不背离本发明的精神和范围。例如，可以理解，诸如N-AlGaAs或N-InGaP的其它类型的材料也可夹在两个高度掺杂的GaAs层之间以形成本发明的发射极镇流电阻器。因此，所描述的实施例在所有方面都被认为是说明性的而非限制性的。还应理解，本发明不限于这里所描述的特定实施例，而是可以进行许多重现排列、修改和替换而不背离本发明的范围。
因此，已描述了用于HBT中的发射极镇流电阻器的结构和方法。
权利要求
1.一种异质结双极晶体管，其特征在于，包括发射极；第一发射极覆盖层，它包括第一高掺杂层、低掺杂层和第二高掺杂层，所述第一高掺杂层位于所述发射极上，所述低掺杂层位于所述第一高掺杂层上，所述第二高掺杂层位于所述低掺杂层上；所述低掺杂层具有一定的掺杂物浓度水平和厚度，其中所述发射极的镇流电阻对应于所述厚度，且其中所述发射极的所述镇流电阻基本与所述掺杂物浓度水平无关。
2.如权利要求1所述的异质结双极晶体管，其特征在于，所述低掺杂层的厚度是约900埃。
3.如权利要求1所述的异质结双极晶体管，其特征在于，所述低掺杂层包括由浓度为每立方厘米约1×1016个原子的N型掺杂物掺杂的GaAs。
4.如权利要求1所述的异质结双极晶体管，其特征在于，所述低掺杂层包括由浓度为每立方厘米约1×1016个原子的N型掺杂物掺杂的InGaP。
5.如权利要求1所述的异质结双极晶体管，其特征在于，所述低掺杂层包括由浓度为每立方厘米约1×1016个原子的N型掺杂物掺杂的AlGaAs。
6.如权利要求1所述的异质结双极晶体管，其特征在于，所述第一高掺杂层和所述第二高掺杂层包括由浓度在每立方厘米约5×1017个原子到每立方厘米约1×1019个原子之间的N型掺杂物掺杂的GaAs。
7.如权利要求1所述的异质结双极晶体管，其特征在于，所述第一高掺杂层和所述第二高掺杂层的厚度是约150埃。
8.如权利要求1所述的异质结双极晶体管，其特征在于，所述异质结双极晶体管是NPN异质结双极晶体管。
9.如权利要求1所述的异质结双极晶体管，其特征在于，所述异质结双极晶体管是PNP异质结双极晶体管。
10.如权利要求1所述的异质结双极晶体管，其特征在于，所述第一发射极覆盖层通过选自MOCVD和MBE的工艺沉积。
11.一种用于制造异质结双极晶体管的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤在发射极上沉积第一发射极覆盖层的第一高掺杂层；在所述第一高掺杂层上沉积所述第一发射极覆盖层的低掺杂层；在所述低掺杂层上沉积所述第一发射极覆盖层的第二高掺杂层；所述低掺杂层具有一定的掺杂物浓度水平和厚度，其中所述发射极的镇流电阻对应于所述厚度，而所述发射极的所述镇流电阻基本与所述掺杂物浓度水平无关。
12.如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述低掺杂层的所述厚度是约900埃。
13.如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述低掺杂层包括由浓度为每立方厘米约1×1016个原子的N型掺杂物掺杂的GaAs。
14.如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述低掺杂层包括由浓度为每立方厘米约1×1016个原子的N型掺杂物掺杂的InGaP。
15.如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述低掺杂层包括由浓度为每立方厘米约1×1016个原子的N型掺杂物掺杂的AlGaAs。
16.如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述第一高掺杂层和所述第二高掺杂层包括由浓度在每立方厘米约5×1017个原子到每立方厘米约1×1019个原子之间的N型掺杂物掺杂的GaAs。
17.如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述第一高掺杂层和所述第二高掺杂层的厚度是约150埃。
18.如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述异质结双极晶体管是NPN异质结双极晶体管。
19.如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述异质结双极晶体管是PNP异质结双极晶体管。
20.如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述沉积所述第一发射极覆盖层的所述第一高掺杂层的步骤通过选自MOCVD和MBE的工艺进行。
21.如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述沉积所述第一发射极覆盖层的所述低掺杂层的步骤通过选自MOCVD和MBE的工艺进行。
22.如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述沉积所述第一发射极覆盖层的所述第二高掺杂层的步骤通过选自MOCVD和MBE的工艺进行。
23.一种放大器，其特征在于，包括具有发射极镇流电阻器的至少一个异质结双极晶体管，所述发射极镇流电阻器包括第一高掺杂层、低掺杂层和第二高掺杂层；所述低掺杂层具有一定的掺杂物浓度水平和厚度，其中所述发射极镇流电阻器的电阻对应于所述厚度，且其中所述发射极镇流电阻器的所述电阻基本与所述掺杂物浓度水平无关。
24.如权利要求23所述的放大器，其特征在于，所述低掺杂层的所述厚度是约900埃。
25.如权利要求23所述的放大器，其特征在于，所述低掺杂层包括由浓度为每立方厘米约1×1016个原子的N型掺杂物掺杂的GaAs。
26.如权利要求23所述的放大器，其特征在于，所述低掺杂层包括由浓度为每立方厘米约1×1016个原子的N型掺杂物掺杂的InGaP。
27.如权利要求23所述的放大器，其特征在于，所述低掺杂层包括由浓度为每立方厘米约1×1016个原子的N型掺杂物掺杂的AlGaAs。
28.如权利要求23所述的放大器，其特征在于，所述第一高掺杂层和所述第二高掺杂层包括由浓度在每立方厘米约5×1017个原子到每立方厘米约1×1019个原子之间的N型掺杂物掺杂的GaAs。
29.如权利要求23所述的放大器，其特征在于，所述第一高掺杂层和所述第二高掺杂层的厚度是约150埃。
30.如权利要求23所述的放大器，其特征在于，所述异质结双极晶体管是NPN异质结双极晶体管。
31.如权利要求23所述的放大器，其特征在于，所述异质结双极晶体管是PNP异质结双极晶体管。
全文摘要
根据一个实例性实施例，异质结双极晶体管(200)包括发射极(216)。该异质结双极晶体管(200)进一步包括第一发射极覆盖层(218)，它包括第一高掺杂层(204)、低掺杂层(206)和第二高掺杂层(208)，其中第一高掺杂层(204)位于发射极(216)上，低掺杂层(206)位于第一高掺杂层(204)上，且第二高掺杂层(208)位于低掺杂层(206)上。第一高掺杂层(204)、低掺杂层(206)和第二高掺杂层(208)形成发射极镇流电阻器。根据该实例性实施例，低掺杂层具有一定厚度和掺杂物浓度水平，从而低掺杂层(206)的电阻基本与掺杂物浓度水平无关，而是对应于低掺杂层(206)的厚度。
文档编号H01L21/331GK1659712SQ03812696
公开日2005年8月24日 申请日期2003年4月1日 优先权日2002年4月3日
发明者K·豪恩, R·S·伯顿, N·马迪尼, D·L·格林, C·F·克鲁姆 申请人:空间工程股份有限公司