专利名称：多晶体管半导体器件及其利记博彩app
多晶体管半导体器件及其利记博彩app技术领域
本发明主要与晶体管有关；更具体地，本发明涉及共享半导体外延结构的多晶体管半导体器件及其利记博彩app。
背景技术：
随着设备和电路密度的提升，设计并制造一种可以起到不止一种功能的多功能半导体器件显得越来越有价值。这样的半导体器件将能提高设备密度和(或)电路功能，因为多种设备功能可以在单一的这种结构中实现。因此，一直有相关研究试图设计并发展多功能半导体器件，例如拥有多个晶体管的半导体器件。发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的需要而提供一种多晶体管半导体器件，该半导体器件包含多个晶体管、集多种功能于一身；同时本发明还提供了制作前述多晶体管半导体器件的方法。
为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案为一种晶体管结构，包括拥有基极部分和发射极部分的第一个晶体管；以及拥有一个基极和集电极的第二个晶体管；同时第一个晶体管的发射极部分被进一步作为第二个晶体管的基极部分，而第一个晶体管的基极部分则被作为第二个晶体管的集电极部分。
所述晶体管结构中，第一个晶体管的基极上还包括一个η+半导体层和一个η-半导体层。其中η+半导体层和η-半导体层都是砷化镓层。
所述晶体管结构中，一个晶体管的发射极部分由一个P+半导体层构成。其中P+ 半导体层是砷化镓层。
所述晶体管结构中，第一个晶体管的集电极部分与发射极部分有一定间距以保证第一个晶体管有至少O.1的直流电流增益。
所述晶体管结构中，第一个晶体管是一个双极晶体管或异质结双极型晶体管，第二个晶体管是一个双极晶体管。
所述晶体管结构中，第一个晶体管的发射极部分与一个电压源电导相连，第一个晶体管的集电极与一个功率放大器电路相连，这样第一个晶体管就成为电压电源和功率放大器电路之间的开关。其中开关拥有一个大小约I微安的关断电流。
所述晶体管结构中，第二个晶体管的发射极由η-半导体层和η+半导体层组成。
所述晶体管结构中，第一个晶体管的发射极与第二个晶体管的基极电气隔离，第一个晶体管的基极和第二个晶体管的集电极电气隔离。
一种具有前述晶体管结构的半导体器件，包括一个η+半导体的第一层；一个 η-半导体的第二层，在第一层上面；一个P+半导体的第三层，在第二层上面，并且分成相隔一定距离的两部分。
所述半导体 器件中，第一层η+半导体层作为第一个晶体管的基极和第二个晶体管的集电极；第三层P+半导体层的第一部分作为第一个晶体管的集电极，第二个部分被作为第一个晶体管的发射极，第三个部分作为第二个晶体管的基极。
所述半导体器件中，第一个晶体管是同质结双极晶体管，第二个晶体管是同质结双极晶体管或异质结双极型晶体管。
所述半导体器件中，所述第三层P+半导体层的第一部分和第二部分之间的间距会产生大小相对应的第一个晶体管的直流电流增益，而直流电流增益至少为O.1。
所述半导体器件中，第一层η+半导体层、第二层η-半导体层和第三层ρ+半导体层都是砷化镓层。
所述半导体器件中，进一步包括第四层N-半导体层，放置在第三层ρ+半导体层之上；第五层η-半导体层，放置在第四层N-半导体层之上。
所述半导体器件中，第一层η+半导体层的第一部分和第二部分中至少有一个被作为第一个晶体管的基极；而第四层N-半导体层和第五层η+半导体层被作为第二个晶体管的发射极。
所述半导体器件中，第一层η+半导体层分为两个部分，两者电气隔离；第二层 η-半导体层分为两个部分，两者电气隔离；第三层P+半导体层有分为三个部分，其中第三个部分与第一、二部分电气隔离；第一层η+半导体层的第一个部分和第二层η-半导体层一起作为第一个晶体管的基极；第一层η+半导体层的第二个部分和第二层η-半导体层一起作为第二个晶体管的集电极；第三层P+半导体层的第三个部分作为第二个晶体管的基极。
一种包含上述半导体器件的开关电路，包括用作与电压电源电气连接第一个端子；用作与功率放大器电气连接的第二个端子；用作根据切换信号，控制电源电压与功率放大器之间切换程序的第一个晶体管；用作根据关断电流，控制传给第一个晶体管信号的第二个晶体管；其中至少有一个η掺杂半导体层组成第一个晶体管的基极和第二个晶体管的集电极；其中有一个P掺杂半导体层组成了第一个开关晶体管的集电极和发射极，以及第二个开关晶体管的基极。
所述开关电路中，第一个晶体管有一个与第一个端子相连的发射极端子，一个与第二个端子相连的集电极端子，一个基极端子；而第二个晶体管有一个与第一个端子通过电阻电气相连，并在电气上同第一个晶体管的基极端子相连的集电极端子，一个接地的发射极端子和一个用于接收关断电流的基极端子。
所述开关电路中，至少有一个η掺杂半导体层拥有一个η+半导体的第一层和 η-半导体的第二层。
所述开关电路中，η+半导体层和η-半导体层都是砷化镓层。
所述开关电路中，P掺杂半导体层是P+半导体层。其中P+半导体层是砷化镓层。
所述开关电路中，第一个晶体管是双极晶体管。
一种制作前述半导体器件的方法，包括制作第一层η+半导体层、在第一层上面的第二层η-半导体层，和在第二层上面的第三层P+半导体层；刻蚀第三层P+半导体层， 形成第一个晶体管的发射极、第一个晶体管的集电极和第二个晶体管的基极；刻蚀第二层 η-半导体层和第一层η+半导体层，形成第一个晶体管的基极和第二个晶体管的集电极。
所述半导体器件的利记博彩app中，刻蚀第三层P+半导体层、第二层η-半导体层和第一层η+半导体层，使得第一个晶体管的基极与第二个晶体管的集电极电气隔离，第二个晶体管的基极与第一个晶体管的发射极和集电极电气隔离。
本发明的有益效果本发明的多晶体管半导体器件是由两个不同的部分组成的； 第一部分组成了第一个晶体管，而另一部分则是第二个晶体管。特别的，第一部分同时也是第二部分的组件。也就是说，第一个晶体管和第二个晶体管都是由同一种结构制作而成的。 这样在单一的这种结构中实现多种设备功能，设备集成度高。
图1为本发明多晶体管半导体器件的剖面结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创造特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合附图和具体实施例，对本发明作进一步阐述。
本发明的多晶体管半导体器件是由两个不同的部分组成的；第一部分组成了第一个晶体管，而另一部分则是第二个晶体管。特别的，第一部分同时也是第二部分的组件。也就是说，第一个晶体管和第二个晶体管都是由同一种结构制作而成的。
图1展示了本发明的多晶体管半导体器件的侧剖图。在这里，半导体器件结构被作为基底20的外延层。特别的，第一层是由第一部分32、第二部分34两个部分组成的η+ 半导体层，放置在20层上面。第二层是由第一部分42、第二部分44两个部分组成的η-型半导体层，放置在第一层上方。第三层是一个P+型半导体层，放置在第二层上面，并且被刻蚀成第一部分52、第二部分54、第三部分56三个部分。导电触点60、70、80、90、100被分别放置在第一层和第三层上。第四层110由N-半导体组成，放置于第三层上(这里的大写字母N表示N-掺杂和ρ掺杂半导体材料之间的异质结，例如N掺杂的InGaP和ρ掺杂的GaAs 层形成的结)，同时第五层120由η+半导体构成，放置于第四层110之上。另一个触点130 在第五层120的顶部。第一层至第五层中的每一层、导电触点60、70、80、90、100和130中的每一个触点均由积淀、掩膜、刻蚀工艺制作。
从图1中可以看出，半导体器件结构上分五层的特有构造组成了两个独立的晶体管。其中，第一层η+层和第二层η-层共同组成了一个晶体管的基极，而第三层ρ+层的两个部分组成了集电极和发射极。这样，第一层上的第一部分32、第二层上的第一部分42以及第三层50层上的第一部分52、第二部分54两部分组成了第一个沿放射状或横向延伸的 PNP型晶体管。三个导电触点60、70、80提供电路中其他设备与第一个晶体管的连接端子。 触点70是第一个晶体管的集电极端子，触点80是发射极端子，触点60是基极端子。
上述半导体器件的特有构造同时也构成了第二个晶体管。更具体的说，第一层η+ 层的第二部分34、第二层η-层的第二部分44、第三层ρ+层的第三部分56以及第四层η掺杂层100和第五层120共同组成了另一个异质NPN-型晶体管。即是说，除了参与组成前文所述的横向排布的晶体管之外，第一层、第二层、第三层同时也参与组成了另一个纵向排布的晶体管。这样，第一层、第二层、第三层同时参与组成了两个不同的器件一个通在半导体结构中横向延伸的PNP型晶体管，和另一个纵向延伸的NPN型晶体管。
由领域内的一般知识可知，本发明的半导体器件结构中的每一层可以由任何适合组成多晶体管的半导体材料制作。其中，第一层、第二层可以为η-或η+掺杂GaAs层，而第三层可以是P+掺杂型GaAs层。然而，我们也可以发现本发明还拥有着其他的具体实例—— 它们中的层结构可以是传统的同质硅或异质硅/硅锗，砷化铝镓/砷化镓，磷化铟镓/砷化镓，磷化铟/砷化铟镓层，或其他硅族，三五族或者二六族化合物的构造层。第四层110可以是磷化铟镓半导体层，而第五层120可以是砷化铟镓或砷化镓的复合或者层叠，尽管由从领域内的一般知识可以知道第四层110、第五层120可以使用任何能作为发射极材料的半导体制作。由领域内知识还可以知道，本发明的半导体器件可以在一般的圆形结构，或任何其他可以在一个完整的晶体管结构的同时还能支持一个额外的晶体管结构的形状中。
本发明的半导体器件的结构和运作已经被介绍明白，接下来我们将注意力集中在其制作上。在展示的例子中，第一层η+砷化镓被放置在一个基底20上，接下来按之前所介绍的依次放上第二层η-砷化镓层、第三层ρ+砷化镓层。为了组成NPN型的晶体管，一个额外的第四层N-磷化铟镓层110被放置在第三层上，之后为其上的第五层η+砷化铟镓/砷化镓层120。如上文所述，第四层110、第五层120这两层组成了第二个晶体管的发射极，第一层、第二层两层组成了它的集电极，而第三层构成了基极。为了制作该结构，顶部的第五层120被光刻胶层覆盖，其上覆盖耐刻蚀金属以形成触点130。之后，金属层的剩余部分和光刻胶层一起脱离，留下触点130露出。触点130和第五层120之后被掩膜并刻蚀，使第三层露出。之后掩膜被移除。在这之后，第三层被掩膜以使触点70、80、90的位置曝光，而另一种耐刻蚀金属层积淀形成触点70、80、90。之后掩膜和耐刻蚀金属层被移除。
第三层的第一部分52和第二部分54之间的距离会影响PNP型晶体管的直流电流增益，并且本发明中所包含的任何掩膜和其他制作中必要的步骤都需要合适的距离以实现需要的直流电流增益。尤其像上面所说，当距离同第二层的厚度相近时，制作直流电流增益至少为O.1的这种PNP型晶体管是可行的。
以上可以看出，本发明的半导体器件中有一个由集电极70、发射极80和基极60组成的横向排布的PNP型晶体管。集电极70同第三层中作为集电极的第一部分52在电气上相连。发射极端子80同第三层中作为发射极的第二部分54在电气上连接。第一层的第一部分32和第二层的第一部分42相互之间电气连接，并且第二层的第一部分42同第三层的第一部分52、第二部分54连接，以及第一层的第一部分32同基极触点60连接，同时共同组成基极部分。
另一方面可以看到在半导体器件中，组成横向排布晶体管的部件同时也组成了另一个纵向排布晶体管的一部分。尤其是组成了横向PNP型晶体管基极的第一层和第二层同时也可以组成纵向NPN型晶体管的集电极。而作为横向PNP型晶体管的发射极和集电极的第三层也同时作为纵向NPN型晶体管的基极。再加上由第四层110、第五层120组成的发射极和一个由第一层组成的集电极，这样半导体器件结构同时又包含了另一个排布上更偏纵向的NPN型晶体管。
该半导体器件具有多种用途。例如，无论是纵向晶体管还是横向晶体管在多种应用中都可以发挥作用。事实上，两个晶体管还可以被电气隔离并使用同一电路。
上述说明处于解释的目的，使用了特定的术语以便于更好地理解。然而在专业技术人员看来，很明显那些具体的细节在本专利的实际操作中并不必要。因此，上述的例子只是为了图解和说明。这些说明并不会将本专利详解或局限到具体细节上。上述的指导说明也有很大的潜在修改或变化空间。例如，半导体器件的各个层结构可以使用任何能用于横向排布晶体管——同时其中的一部分还将作为另一个纵向排布晶体管的集电极和基极——的材料。本发明的半导体器件也可以是任何合适的大小或形状，可以包含能适应各种用途的晶体管，包括但不局限于开关电路。这些实例被挑选出来并进行介绍是为了最好的解 释该发明的原理和实际用途，以便该领域内人士能够更好地运用这一发明和相关的实例，以便实现各种各样的不同用途。
权利要求
1.一种晶体管结构，其特征在于包括拥有基极部分和发射极部分的第一个晶体管； 以及拥有一个基极和集电极的第二个晶体管；同时第一个晶体管的发射极部分被进一步作为第二个晶体管的基极部分，而第一个晶体管的基极部分则被作为第二个晶体管的集电极部分。
2.如权利要求1所述的晶体管结构，其特征在于第一个晶体管的基极上还包括一个 η+半导体层和一个η-半导体层。
3.如权利要求2所述的晶体管结构，其特征在于η+半导体层和η-半导体层都是砷化镓层。
4.如权利要求1所述的晶体管结构，其特征在于一个晶体管的发射极部分由一个P+ 半导体层构成。
5.如权利要求4所述的晶体管结构，其特征在于所述ρ+半导体层是砷化镓层。
6.如权利要求1所述的晶体管结构，其特征在于第一个晶体管的集电极部分与发射极部分有一定间距以保证第一个晶体管有至少O.1的直流电流增益。
7.如权利要求1所述的晶体管结构，其特征在于第一个晶体管是一个双极晶体管或异质结双极型晶体管，第二个晶体管是一个双极晶体管。
8.如权利要求1所述的晶体管结构，其特征在于第一个晶体管的发射极部分与一个电压源电导相连，第一个晶体管的集电极与一个功率放大器电路相连，这样第一个晶体管就成为电压电源和功率放大器电路之间的开关。
9.如权利要求8所述的晶体管结构，其特征在于所述开关拥有一个大小约I微安的关断电流。
10.如权利要求1所述的晶体管结构，其特征在于第二个晶体管的发射极由η-半导体层和η+半导体层组成。
11.如权利要求1所述的晶体管结构，其特征在于第一个晶体管的发射极与第二个晶体管的基极电气隔离，第一个晶体管的基极和第二个晶体管的集电极电气隔离。
12.—种具有权利要求1所述晶体管结构的半导体器件，其特征在于包括一个η+半导体的第一层；一个η-半导体的第二层，在第一层上面；一个P+半导体的第三层，在第二层上面，并且分成相隔一定距离的两部分。
13.如权利要求12所述的半导体器件，其特征在于第一层η+半导体层作为第一个晶体管的基极和第二个晶体管的集电极；第三层P+半导体层的第一部分作为第一个晶体管的集电极，第二个部分被作为第一个晶体管的发射极，第三个部分作为第二个晶体管的基极。
14.如权利要求13所述的半导体器件，其特征在于第一个晶体管是同质结双极晶体管，第二个晶体管是同质结双极晶体管或异质结双极型晶体管。
15.如权利要求13所述的半导体器件，其特征在于所述第三层ρ+半导体层的第一部分和第二部分之间的间距会产生大小相对应的第一个晶体管的直流电流增益，而直流电流增益至少为O.1。
16.如权利要求12所述的半导体器件，其特征在于第一层η+半导体层、第二层η-半导体层和第三层P+半导体层都是砷化镓层。
17.如权利要求13所述的半导体器件，其特征在于进一步包括第四层N-半导体层，放置在第三层ρ+半导体层之上；第五层η-半导体层，放置在第四层N-半导体层之上。
18.如权利要求17所述的半导体器件，其特征在于第一层η+半导体层的第一部分和第二部分中至少有一个被作为第一个晶体管的基极；而第四层N-半导体层和第五层η+半导体层被作为第二个晶体管的发射极。
19.如权利要求13所述的半导体器件，其特征在于第一层η+半导体层分为两个部分，两者电气隔离；第二层η-半导体层分为两个部分，两者电气隔离；第三层P+半导体层有分为三个部分，其中第三个部分与第一、二部分电气隔离； 第一层η+半导体层的第一个部分和第二层η-半导体层一起作为第一个晶体管的基极；第一层η+半导体层的第二个部分和第二层η-半导体层一起作为第二个晶体管的集电极；第三层P+半导体层的第三个部分作为第二个晶体管的基极。
20.一种包含权利要求12所述半导体器件的开关电路，其特征在于包括用作与电压电源电气连接第一个端子；用作与功率放大器电气连接的第二个端子；用作根据切换信号，控制电源电压与功率放大器之间切换程序的第一个晶体管；用作根据关断电流，控制传给第一个晶体管信号的第二个晶体管；其中至少有一个η掺杂半导体层组成第一个晶体管的基极和第二个晶体管的集电极； 其中有一个P掺杂半导体层组成了第一个晶体管的集电极和发射极，以及第二个晶体管的基极。
21.如权利要求20所述的开关电路，其特征在于第一个晶体管有一个与第一个端子相连的发射极端子，一个与第二个端子相连的集电极端子，一个基极端子；而第二个晶体管有一个与第一个端子通过电阻电气相连，并在电气上同第一个晶体管的基极端子相连的集电极端子，一个接地的发射极端子和一个用于接收关断电流的基极端子。
22.如权利要求20所述的开关电路，其特征在于至少有一个η掺杂半导体层拥有一个η+半导体的第一层和η-半导体的第二层。
23.如权利要求22所述的开关电路，其特征在于η+半导体层和η-半导体层都是砷化镓层。
24.如权利要求20所述的开关电路，其特征在于ρ掺杂半导体层是ρ+半导体层。
25.如权利要求24所述的开关电路，其特征在于
26.如权利要求20所述的开关电路，其特征在于
27.一种制作权利要求12所述半导体器件的方法，其特征在于包括制作第一层η+半导体层、在第一层上面的第二层η-半导体层，和在第二层上面的第J层P+半导体层；刻蚀第三层P+半导体层，形成第一个晶体管的发射极、第一个晶体管的集电极和第 个晶体管的基极；P+半导体层是砷化镓层。第一个晶体管是双极晶体管。刻蚀第二层η-半导体层和第一层η+半导体层，形成第一个晶体管的基极和第二个晶体管的集电极。
28.如权利要求27所述半导体器件的利记博彩app，其特征在于刻蚀第三层P+半导体层、第二层η-半导体层和第一层η+半导体层，使得第一个晶体管的基极与第二个晶体管的集电极电气隔离，第二个晶体管的基极与第一个晶体管的发射极和集电极电气隔离。
全文摘要
本发明公开了一种多晶体管半导体器件及其利记博彩app，所述多晶体管半导体器件是由两个不同的部分组成的；第一部分组成了第一个晶体管，而另一部分则是第二个晶体管。特别的，第一部分同时也是第二部分的组件。也就是说，第一个晶体管和第二个晶体管都是由同一种结构制作而成的。这样在单一的这种结构中实现多种设备功能，设备集成度高。
文档编号H03K17/60GK103035644SQ201210321380
公开日2013年4月10日 申请日期2012年9月3日 优先权日2012年9月3日
发明者刘轶 申请人:池州睿成微电子有限公司