发射区、基区和收集区由禁带宽度不同的材料制成的晶体管。W.B.肖克莱于1951年提出这种晶体管的概念。70年代中期，在解决了砷化镓的外延生长问题之后，这种晶体管才得到较快的发展。最初称为“宽发射区”晶体管。其主要特点是发射区材料的禁带宽度EgB大于基区材料的禁带宽度EgE。

简介

制作方法

基本特征

主要优点

变异质结

简介

异质结双极型晶体管（Heterojunction bipolar transistor,HBT）是在双极结型晶体管（Bipolar Junction Transistor,BJT)的基础上，只是把发射区改用宽带隙的半导体材料，即同质的发射结采用了异质结来代替。由于异质结能带的不连续性（带隙的能量差ΔEg = 价带顶能量突变ΔEv +导带底能量突变ΔEc），对n-p-n BJT，较大的ΔEv对于基区往发射区注入的空穴有阻挡作用，则宽带隙发射区异质结的注射效率接近1（即只有电子从发射区注入到基区），并且注射效率与发射区和基区的掺杂浓度无关。HBT的最大优点就在于发射结的注射效率 (放大系数) 基本上与发射结两边的掺杂浓度无关, 从而可把基区的掺杂浓度做得很高(甚至比发射区的还高), 这就可以在保证放大系数很大的前提下来提高频率, 从而能进入毫米波段。现在HBT是能够工作在超高频和超高速的一种重要的有源器件。HBT的最大电流增益可表示为 (不考虑基区复合)βmax = IEn / IEp ∝ exp[ΔEg / kT] ，则HBT与一般BJT的最大电流增益之比完全由带隙的能量差来决定：βmax (HBT) / βmax (BJT) ＝ exp[ΔEg / kT] 。通常取ΔEg>250 meV, 则HBT的增益可比BJT的提高10的4次方倍。

对于一般的BJT，为了进一步提高频率和速度,就要求减小基极电阻、减小发射结电容和减小寄生电容。而一般的BJT，为了提高注射效率, 需要尽可能降低基区掺杂浓度NB和提高发射区掺杂浓度NE，使比值 (NB/NE) 降低；但是由于发射区重掺杂会引起禁带宽度变窄和Auger复合显著, 反而使注射效率降低，同时也会使发射结电容增大；而且基区掺杂浓度也不能太低，否则会使基极电阻增大。所以采用降低比值(NB/NE)的方法来提高发射结注射效率的作用是很有限的，而且提高放大能力与提高频率和速度是互相矛盾的。也因此一般的BJT在实现超高频、超高速上遇到了不可克服的困难。而异质结BJT（HBT）是一种新型结构的重要器件，它克服了频率、速度与放大系数之间的矛盾，从而可实现超高频和超高速。

制作方法

在高浓度n型第一子集电极层(102)上，依次形成：由能带隙小的材料构成的高浓度n型第二子集电极层(108)；由i型或者低浓度n型集电极层(103)；高浓度p型基极层(104)；由能带隙大的材料构成的n型发射极层(105)；高浓度n型发射极盖体层(106)；由能带隙小的材料构成的高浓度n型发射极接触层(107)。发射极电极(111)、基极电极(112)、以及集电极电极(113)的各自的下侧形成合金化反应层(114)～(116)。由此，基于本发明的异质结双极型晶体管，不仅可以降低制造成本，还能够实现各电极的良好的欧姆特性。

基本特征

一种异质结双极型晶体管，其特征在于，具备以下各部分：高浓度n型第一子集电极层；形成于所述第一子集电极层上，且由与所述第一子集电极层相比能带隙更小的材料构成的高浓度n型第二子集电极层；形成于所述第二子集电极层的规定部分上的i型或者低浓度n型集电极层；形成于所述集电极层上的高浓度p型的基极层；形成于所述基极层上，且由与所述基极层相比能带隙更大的材料构成的n型发射极层；形成于所述发射极层上的规定部分上的高浓度n型发射极盖体层；形成于所述发射极盖体层上，且由与所述发射极盖体层相比能带隙更小的材料构成的高浓度n型发射极接触层；形成于所述发射极接触层上，且由一个或者多个导电层构成的发射极电极；形成于所述发射极层的未形成所述发射极盖体层的部分上，且由一个或者多个导电层构成的基极电极；形成于所述第二子集电极层上的未形成所述集电极层的部分上，且由一个或者多个导电层构成的集电极电极，其中，在所述发射极接触层的所述发射极电极的下侧部分，形成第一合金化反应层；在所述发射极层的所述基极电极的下侧部分，形成第二合金化反应层；在所述第二子集电极层的所述集电极电极的下侧部分，形成第三合金化反应层。

主要优点

HBT具有以下优点：①基区可以高掺杂 (可高达1020/cm3)，则基区不易穿通，从而基区厚度可以很小 (则不限制器件尺寸的缩小)；②因为基区高掺杂，则基区电阻很小，最高振荡频率fmax得以提高；③基区电导调制不明显，则大电流密度时的增益下降不大；④基区电荷对C结电压不敏感，则Early电压得以提高；⑤发射区可以低掺杂 ( 如1017/cm3)，则发射结势垒电容降低，晶体管的特征频率fT提高；⑥可以做成基区组分缓变的器件，则基区中有内建电场，从而载流子渡越基区的时间τB得以减短。总之，HBT的高频、高速性能以及大功率等性能都较优良。它与HEMT一起都是重要的毫米波有源器件以及毫米波IC的基础器件。

变异质结

异质发射结最好是采用缓变异质结。可以用作为HBT发射结的几种异质结（举例）：①AlGaAs/GaAs异质结的晶格匹配很好，容易实现微波与光电器件及其IC；②InP/InGaAs 或 InAlAs/InGaAs异质结的晶格能匹配，其中InGaAs的电子迁移率很高 (GaAs的1.6倍，是Si的9倍)；③Si/SiGe

异质结的晶格不匹配, 但可采用应变层 (厚度<0.2μm) 来进行弹性调节之，而且在很大程度上这种异质结器件的工艺与硅工艺兼容，由于Si和SiGe的ΔEg≈ΔEv , 则Si/SiGe异质结对n-p-n型的HBT有利。