[发明专利]异质结双极型晶体管的制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体微波器件的制作方法技术领域，尤其涉及一种异质结双极型晶体管的制作方法。

背景技术

随着人们对信息获取和处理的需求日益增强，推动相关通信系统不断升级换代，诸如无线LAN、WIFI、WIMAX和个人移动设备等，其性能不断得到提升和加强，目前3G个人移动设备已经上市，而4G则将要推出，因此对相关电路和器件的性能也提出了更高的要求。

功率放大器是上述通信系统里核心电路，为了满足上述应用领域的技术要求，对功率、效率和线性度提出了更高的要求。目前，为了达到上述目标，主要从以下两个层面进行提升，其一是从电路系统方面，采用诸如功率回退、前馈和预失真以及线性化辅助电路等技术；其二是从有源器件方面出发，改善器件本身的输出功率、效率和线性。

相比于其他的有源器件，异质结双极晶体管（HBT）由于具有功率密度大、工作效率高、线性度好和高频特性好等优势，占据了通信领域里的半壁江山。但是，为了满足通信技术日新月异的发展需求，进一步提升HBT器件性能，尤其是功率、效率和线性等方面的特性，就显得非常迫切。

功率放大器通常其信号输出摆幅比较大，常导致大电流、低电压和低电流、高偏压下失真，进而影响其线性度。就其从HBT器件角度方面考虑，主要是电流增益（跨导）、C_BC电容对其线性影响较大；不发生kirk效应的最大电流和适当的击穿电压以及热效应等决定着器件的输出功率；高增益，低损耗则是高效率的保证。

目前，HBT器件方面的专利，大都集中于如何提高器件的饱和功率、高频特性以及提高器件稳定性等，关于提高线性、效率方面的并不多，本专利主要针对此问题提出了一种解决方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种异质结双极型晶体管的制作方法，所述方法通过优化外延材料结构和针对性的工艺，提高了双极型晶体管的线性、功率以及效率。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种异质结双极型晶体管的制作方法，其特征在于包括以下步骤：

1）在半绝缘衬底上生长外延材料结构，从下到上依次生长次集电极层、集电极层、基极层、发射极层以及发射极帽层，发射极层从下到上为宽带隙材料层和窄带隙材料层；

2）在步骤1）中形成的外延材料结构的上表面通过光刻工艺和蒸发工艺，形成发射极欧姆接触电极；

3）利用光刻胶保护步骤2）中形成的发射极欧姆接触电极，利用干法和湿法腐蚀相结合，腐蚀掉发射极欧姆接触电极以外的发射极帽层以及部分发射极层，直到发射极层的宽带隙材料层剩下一半厚度，实现发射极侧棱保护功能；

4）在步骤3）的基础上，利用光刻工艺、湿法腐蚀工艺以及金属化工艺，在基极层的上表面形成基极金属欧姆接触电极；

5）利用等离子PECVD系统在步骤4）后形成的器件的上表面形成发射极侧墙保护层；

6）利用步骤5）中形成的发射极侧墙保护层和光刻胶一起保护双极型晶体管的有源区域，利用反应离子刻蚀工艺去掉有源区域以外区域的发射极侧墙保护层，并在有源区域以外的区域，利用高能离子注入机注入H+等离子，实现器件隔离；

7）在步骤6）的基础上，利用光刻胶保护步骤6）中注入H+等离子的有源区域以外的区域，在有源区域采用湿法腐蚀，直到露出次集电极层，在次集电极层上形成集电极欧姆接触电极；

8）利用等离子PECVD系统在步骤7）形成的器件的上表面形成电极保护层，借助光刻工艺、刻蚀工艺以及金属化工艺，实现发射极欧姆接触电极、基极金属欧姆接触电极以及集电极欧姆接触电极电镀加厚以及电极之间的互联；

9）将步骤8）形成的器件的绝缘衬底上进行背面减薄和背面通孔工艺，完成双极型晶体管的制作。

进一步的技术方案在于：所述集电极层为三层以上不同掺杂浓度和厚度的单层结构的组合，低、高掺杂浓度层交替设置。

进一步的技术方案在于：所述集电极层从下到上为第一低掺杂浓度层、高掺杂浓度层和第二低掺杂浓度层。

进一步的技术方案在于：所述发射极侧墙保护层以及电极保护层使用SIN薄膜介质。