| 專利範圍 |
1. 一種用以製造異質結構射極及異質結構基極式電晶體
之方法,包含步驟:
提供一半導體基體;
形成一緩衝層於基體上;
形成一集極層於緩衝層上;
形成一基極層於集極層上;
形成一量子井於基極層上;
形成一射極層於量子井上;
形成一侷限層於射極層上;以及
形成一歐姆接觸層於侷限層上;
其中射極層及侷限層為異質結構,而基極層及量子井為異
質結構,用此異質結構之基極及射極設計可使電晶體其在
順向操作模式下具有大電流增益及低補償電壓以降低電晶
體工作時之功率損耗;而於反向操作模式下,可藉由累增
崩潰及二階段載子侷限效應,在常溫下即可產生二次S-型
負微分電阻。
2. 如申請範圍第1項所述之方法,其中提供半導體基體包
含提供n@su+型砷化鎵基體。
3. 如申請範圍第1項所述之方法,其中形成緩衝層包含形
成一厚度約5000埃而雜質摻雜濃度約為3X10@su1@su8cm@
su-@su3之n@su+型砷化鎵緩衝層。
4. 如申請範圍第1項所述之方法,其中形成集極層包含形
成一厚度約5000埃而雜質摻雜濃度約為5X10@su1@su6cm@
su-@su3之n@su-型砷化鎵集極層。
5. 如申請範圍第1項所述之方法,其中形成基極層包含形
成一厚度約1000埃而雜質摻雜濃度約為1X10@su1@su9cm@
su-@su3之p@su+型砷化鎵基極層。
6. 如申請範圍第1項所述之方法,其中形成量子井包含形
成一厚度約100埃而雜質摻雜濃度約為1X10@su1@su9cm@su
-@su3之p@su+型In0.2Ga0.8As量子井。
7. 如申請範圍第1項所述之方法,其中形成射極層包含形
成一厚度約500埃而摻質摻雜濃度約為5X10@su1@su7cm@su
-@su3之n@su-型砷化鎵射極層。
8. 如申請範圍第1項所述之方法,其中形成侷限層包含形
成一厚度約1000埃而雜質摻雜濃度約為5X10@su1@su7cm@
su-@su3之n@su+型Al0.45Ga0.55As侷限層。
9. 如申請範圍第1項所述之方法,其中形成歐姆接觸層包
含形成一厚度約3000埃而雜質摻質濃度約為3X10@su1@
su8cm@su-@su3之n@su+型砷化鎵歐姆接觸層。
10. 一種異質結構射極及異質結構基極式電晶體,其結構
由下而上包括:
一基體;
一緩衝層生長於基體上;
一集極層生長於緩衝層上;
一基極層生長於集極層上;
一量子井生長於基極層上;
一射極層生長於量子井上;
一侷限層生長於射極層上;以及
一歐姆接觸層生長於侷限層上;
其中射極層及侷限層為異質結構,而基極層及量子井為異
質結構,用此異質結構之基極及射極設計可使電晶體其在
順向操作模式下具有大電流增益及低補償電壓以降低電晶
體工作時之功率損耗;而於反向操作模式下,可藉由累增
崩潰及二階段載子侷限效應,在常溫下即可產生二次S-型
負微分電阻。
11. 如申請範圍第10項所述之異質結構射極及異質結構基
極式電晶體,其中該基體為n@su+型砷化鎵基體。
12. 如申請範圍第10項所述之異質結構射極及異質結構基
極式電晶體,其中該緩衝層為一厚度約5000埃而雜質摻雜
濃度約為3X10@su1@su8cm@su-@su3之n@su+型砷化鎵緩衝
層。
13. 如申請範圍第10項所述之異質結構射極及異質結構基
極式電晶體,其中該集極層為一厚度約5000埃而雜質摻雜
濃度約為5X10@su1@su6cm@su-@su3之n@su-型砷化鎵集極
層。
14. 如申請範圍第10項所述之異質結構射極及異質結構基
極式電晶體,其中該基極層為一厚度約1000埃而雜質摻雜
濃度約為1X10@su1@su9cm@su-@su3之p@su+型砷化鎵基極
層。
15. 如申請範圍第10項所述之異質結構射極及異質結構基
極式電晶體,其中該量子井為一厚度約100埃而雜質摻雜
濃度約為1X10@su1@su9cm@su-@su3之p@su+型In0.2Ga0.
8As量子井。
16. 如申請範圍第10項所述之異質結構射極及異質結構基
極式電晶體,其中該射極層為一厚度約500埃而摻質摻雜
濃度約為5X10@su1@su7cm@su-@su3之n@su-型砷化鎵射極
層。
17. 如申請範圍第10項所述之異質結構射極及異質結構基
極式電晶體,其中該侷限層為一厚度約1000埃而雜質摻雜
濃度約為5X10@su1@su7cm@su-@su3之n@su+型Al0.45Ga0.
55As侷限層。
18. 如申請範圍第10項所述之異質結構射極及異質結構基
極式電晶體,其中該歐姆接觸層為一厚度約3000埃而雜質
摻質濃度約為3X10@su1@su8cm@su-@su3之n@su+型砷化鎵
歐姆接觸層。
圖示簡單說明:
圖一係本發明之異質結構射極及異質結構基極式雙極性電
晶體結構圖。
圖二係本發明之異質結構射極及異質結構基極式雙極性性
電晶體順向操作之能帶圖。
圖三係本發明之異質結構射極及異質結構基極式雙極性電
晶體電流—電壓特性曲線圖。
圖四A係本發明之異質結構射極及異質結構基極式雙極性
電晶體於逆向操作,當外加射—基極電壓(VEC)足夠大,
而在射—基極接面附近發生累增崩潰現象時之能帶圖。
圖四B係本發明之異質結構射極及異質結構基極式雙極性
電晶體於逆向操作,由於障壁降低效應使得傳導電流瞬間
增加而產生第一次S-型負微分電阻現象時之能帶圖。
圖四C係本發明之異質結構射極及異質結構基極式雙極性
電晶體於逆向操作,由於另一次的障壁降低效應造成第二
次S-型負分微分電阻現象時之能帶圖。
圖四D係本發明之異質結構射極及異質結構基極式雙極性
電晶體於逆向操作經過二次之障壁降低效應後,元件處於
最後導通狀態時之能帶圖。
圖五係本發明之異質結構射極及異質結構基極式雙極性電 |
