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JP6447322B2 - Semiconductor device and method for manufacturing semiconductor device - Google Patents
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JP6447322B2 JP2015075750A JP2015075750A JP6447322B2 JP 6447322 B2 JP6447322 B2 JP 6447322B2 JP 2015075750 A JP2015075750 A JP 2015075750A JP 2015075750 A JP2015075750 A JP 2015075750A JP 6447322 B2 JP6447322 B2 JP 6447322B2
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Description

本発明は、半導体素子及び半導体素子の製造方法に関する。   The present invention relates to a semiconductor element and a method for manufacturing a semiconductor element.

近年、通信機器等の高速化により、高速動作可能な半導体素子が求められている。このような半導体素子の一つとして、例えばヘテロ接合バイポーラトランジスタ(HBT)が知られている。例えば下記特許文献1には、半絶縁性のGaAs基板上に、n型GaAsコレクタ層と、p型GaAsベース層と、n型InGaP層及びn型AlGaAs層によって構成されるエミッタ層と、を順番に設けたHBTが開示されている。   In recent years, there has been a demand for semiconductor elements capable of high-speed operation as communication equipment and the like increase in speed. As one of such semiconductor elements, for example, a heterojunction bipolar transistor (HBT) is known. For example, in the following Patent Document 1, an n-type GaAs collector layer, a p-type GaAs base layer, an emitter layer composed of an n-type InGaP layer and an n-type AlGaAs layer are sequentially arranged on a semi-insulating GaAs substrate. HBT provided in is disclosed.

特開平5−36713号公報JP-A-5-36713

上述のHBTのような半導体素子が、例えば数十GHz〜数百GHzにて高周波動作する場合、該半導体素子の寄生容量の影響が無視できないものとなる。このため、半導体素子の寄生容量を低減する手法が望まれている。   When a semiconductor element such as the above-described HBT operates at a high frequency at, for example, several tens of GHz to several hundreds of GHz, the influence of the parasitic capacitance of the semiconductor element cannot be ignored. For this reason, a technique for reducing the parasitic capacitance of the semiconductor element is desired.

本発明は、寄生容量を低減できる半導体素子及び半導体素子の製造方法を提供することを目的とする。   An object of the present invention is to provide a semiconductor element and a method for manufacturing the semiconductor element that can reduce parasitic capacitance.

本発明の一側面に係る半導体素子は、支持基板と、支持基板の主面上に設けられる半導体積層体であって、支持基板側から順に積層されるコレクタ層、ベース層、及びエミッタ層を有する半導体積層体と、を備え、コレクタ層は、コレクタ層の側面に対して内側に形成されると共に支持基板の主面と交差する方向に沿って延在する第1面、及び、第1面のベース層側の端から、コレクタ層の側面に向けて延在する第2面を有し、第1面及び第2面に接すると共に、コレクタ層よりも小さい比誘電率を有する領域をさらに備える。   A semiconductor device according to one aspect of the present invention is a support substrate and a semiconductor stacked body provided on a main surface of the support substrate, and includes a collector layer, a base layer, and an emitter layer that are sequentially stacked from the support substrate side. A collector layer, and a collector layer formed inside the side surface of the collector layer and extending along a direction intersecting with a main surface of the support substrate; and The semiconductor device further includes a region having a second surface extending from the end on the base layer side toward the side surface of the collector layer, in contact with the first surface and the second surface, and having a relative dielectric constant smaller than that of the collector layer.

本発明の他の一側面に係る半導体素子の製造方法は、半導体基板上に、コレクタ層、ベース層、及びエミッタ層が順に積層された半導体積層体を形成する工程と、半導体積層体において半導体基板側と反対側の第1主面上に第1支持基板を接着する工程と、半導体基板を半導体積層体から除去する工程と、半導体積層体において第1主面に対向する第2主面上からコレクタ層の一部をエッチングする工程と、コレクタ層がエッチングされて形成される空隙に、コレクタ層よりも比誘電率の小さい樹脂を充填する工程と、第2主面上に第2支持基板を接着する工程と、第1支持基板を半導体積層体から除去する工程と、半導体積層体の一部をエッチングする工程と、を備える。   According to another aspect of the present invention, there is provided a method for manufacturing a semiconductor device, comprising: forming a semiconductor stacked body in which a collector layer, a base layer, and an emitter layer are sequentially stacked on a semiconductor substrate; Bonding the first support substrate onto the first main surface opposite to the side, removing the semiconductor substrate from the semiconductor stacked body, and from the second main surface facing the first main surface in the semiconductor stacked body Etching a part of the collector layer; filling a gap formed by etching the collector layer with a resin having a relative dielectric constant smaller than that of the collector layer; and a second support substrate on the second main surface. A step of bonding, a step of removing the first support substrate from the semiconductor stacked body, and a step of etching a part of the semiconductor stacked body.

本発明によれば、寄生容量を低減できる半導体素子及び半導体素子の製造方法を提供できる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the manufacturing method of the semiconductor element which can reduce a parasitic capacitance, and a semiconductor element can be provided.

図1は、第1実施形態に係る半導体素子を示す平面図である。FIG. 1 is a plan view showing the semiconductor element according to the first embodiment. 図2は、図1のII−II線矢視断面図である。2 is a cross-sectional view taken along line II-II in FIG. 図3の(a)〜(c)、は、第1実施形態に係る半導体素子の製造方法を説明する図である。(A)-(c) of FIG. 3 is a figure explaining the manufacturing method of the semiconductor element which concerns on 1st Embodiment. 図4の(a)〜(c)は、第1実施形態に係る半導体素子の製造方法を説明する図である。FIGS. 4A to 4C are views for explaining a method of manufacturing a semiconductor device according to the first embodiment. 図5の(a)〜(c)は、第1実施形態に係る半導体素子の製造方法を説明する図である。FIGS. 5A to 5C are views for explaining a method of manufacturing a semiconductor device according to the first embodiment. 図6の(a)〜(c)は、第1実施形態に係る半導体素子の製造方法を説明する図である。6A to 6C are views for explaining a method of manufacturing a semiconductor element according to the first embodiment. 図7の(a)〜(c)は、第1実施形態に係る半導体素子の製造方法を説明する図である。7A to 7C are views for explaining the method for manufacturing the semiconductor device according to the first embodiment. 図8の(a),(b)は、第1実施形態に係る半導体素子の製造方法を説明する図である。FIGS. 8A and 8B are views for explaining a method of manufacturing a semiconductor device according to the first embodiment. 図9は、第1実施形態の第1変形例の半導体素子を示す平面図である。FIG. 9 is a plan view showing a semiconductor element of a first modification of the first embodiment. 図10は、図9のX−X線矢視断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view taken along line XX in FIG. 図11は、第1実施形態の第2変形例の半導体素子を示す断面図である。FIG. 11 is a cross-sectional view showing a semiconductor element of a second modification of the first embodiment. 図12は、第1実施形態の第3変形例の半導体素子を示す平面図である。FIG. 12 is a plan view showing a semiconductor element of a third modification of the first embodiment. 図13は、図12のXIII−XIII線矢視断面図である。13 is a cross-sectional view taken along line XIII-XIII in FIG. 図14は、第2実施形態に係る半導体素子を示す平面図である。FIG. 14 is a plan view showing a semiconductor element according to the second embodiment. 図15は、図14のXV−XV線矢視断面図である。15 is a cross-sectional view taken along line XV-XV in FIG. 図16は、第2実施形態の第1変形例に係る半導体素子を示す断面図である。FIG. 16 is a cross-sectional view showing a semiconductor element according to a first modification of the second embodiment.

[本願発明の実施形態の説明]
最初に本願発明の実施形態の内容を列記して説明する。本願発明の一実施形態は、支持基板と、支持基板の主面上に設けられる半導体積層体であって、支持基板側から順に積層されるコレクタ層、ベース層、及びエミッタ層を有する半導体積層体と、を備え、コレクタ層は、コレクタ層の側面に対して内側に形成されると共に支持基板の主面と交差する方向に沿って延在する第1面、及び、第1面のベース層側の端から、コレクタ層の側面に向けて延在する第2面を有し、第1面及び第2面に接すると共に、コレクタ層よりも小さい比誘電率を有する領域をさらに備える半導体素子である。
[Description of Embodiment of Present Invention]
First, the contents of the embodiments of the present invention will be listed and described. One embodiment of the present invention is a semiconductor substrate having a support substrate and a semiconductor laminate provided on a main surface of the support substrate, the collector laminate having a collector layer, a base layer, and an emitter layer that are sequentially laminated from the support substrate side. The collector layer is formed on the inner side with respect to the side surface of the collector layer and extends along a direction intersecting the main surface of the support substrate, and the base layer side of the first surface The semiconductor device further includes a region having a second surface extending from the edge of the collector layer toward the side surface of the collector layer, in contact with the first surface and the second surface, and having a relative dielectric constant smaller than that of the collector layer. .

この半導体素子は、第1面及び第2面に接すると共に、コレクタ層よりも小さい比誘電率を有する領域を備えている。このような領域が上記半導体素子に設けられることにより、該半導体素子の寄生容量を低減できる。   The semiconductor element includes a region in contact with the first surface and the second surface and having a relative dielectric constant smaller than that of the collector layer. By providing such a region in the semiconductor element, parasitic capacitance of the semiconductor element can be reduced.

また、コレクタ層は、第1コレクタ層と、第1コレクタ層上に積層される第2コレクタ層とを有し、領域は、第1コレクタ層内のみに設けられてもよい。この場合、上記領域を介することなく第2コレクタ層の側面から放熱できるので、半導体素子の放熱性が向上する。   The collector layer may include a first collector layer and a second collector layer stacked on the first collector layer, and the region may be provided only in the first collector layer. In this case, since heat can be radiated from the side surface of the second collector layer without passing through the region, the heat dissipation of the semiconductor element is improved.

また、コレクタ層は、第1コレクタ層と、第1コレクタ層上に積層される第2コレクタ層とを有し、第2コレクタ層は、第1層と、第1層上に設けられる第2層と、第1層の側面と第1面との間に位置すると共に支持基板の主面と交差する方向に沿って延在する第3面と、を有し、領域は、第3面と接してもよい。この場合、例えば第2コレクタ層上のベース層等をウェットエッチングする際に、エッチャントが上記領域の表面を伝って第1コレクタ層に浸入することを抑制できる。   The collector layer includes a first collector layer and a second collector layer stacked on the first collector layer, and the second collector layer is provided on the first layer and the first layer. And a third surface located between the side surface and the first surface of the first layer and extending along a direction intersecting the main surface of the support substrate, and the region includes the third surface, You may touch. In this case, for example, when wet etching is performed on the base layer or the like on the second collector layer, the etchant can be prevented from entering the first collector layer along the surface of the region.

また、上記半導体素子は、半導体積層体と支持基板との間に設けられると共に、半導体積層体と支持基板とを互いに接合する金属層をさらに備えてもよい。この場合、半導体積層体内で発生した熱は、支持基板と半導体積層体とに接する金属層を介して支持基板に良好に放出される。   The semiconductor element may further include a metal layer that is provided between the semiconductor stacked body and the support substrate and that joins the semiconductor stacked body and the support substrate to each other. In this case, the heat generated in the semiconductor stacked body is favorably released to the supporting substrate through the metal layer in contact with the supporting substrate and the semiconductor stacked body.

また、金属層は、互いに積層される第1金属層及び第2金属層を有し、半導体積層体の積層方向において、領域と重なる第1金属層と第2金属層との間には、第1空隙が設けられてもよい。この場合、半導体素子の使用時に発生する熱応力を緩和できる。   The metal layer includes a first metal layer and a second metal layer that are stacked on each other. In the stacking direction of the semiconductor stacked body, the first metal layer that overlaps the region and the second metal layer are disposed between the first metal layer and the second metal layer. One gap may be provided. In this case, thermal stress generated when the semiconductor element is used can be relaxed.

また、領域は、樹脂であってもよい。この場合、上記領域内への不純物等の侵入を抑制できる。   The region may be a resin. In this case, entry of impurities or the like into the region can be suppressed.

また、樹脂は、半導体積層体の積層方向において、支持基板側からベース層側に向けて窪んでいる凹部を有しており、凹部は、第2空隙を形成してもよい。半導体素子の使用に伴って樹脂が熱膨張した場合、当該樹脂は、凹部によって形成される第2空隙内に膨張できる。これにより、半導体素子の破損を抑制できる。   Further, the resin may have a recess that is recessed from the support substrate side toward the base layer side in the stacking direction of the semiconductor stacked body, and the recess may form a second gap. When the resin thermally expands with the use of the semiconductor element, the resin can expand into the second gap formed by the recess. Thereby, damage to the semiconductor element can be suppressed.

本願発明の他の一実施形態は、半導体基板上に、コレクタ層、ベース層、及びエミッタ層が順に積層された半導体積層体を形成する工程と、半導体積層体において半導体基板側と反対側の第1主面上に第1支持基板を接着する工程と、半導体基板を半導体積層体から除去する工程と、半導体積層体において第1主面に対向する第2主面上からコレクタ層の一部をエッチングする工程と、コレクタ層がエッチングされて形成される空隙に、コレクタ層よりも比誘電率の小さい樹脂を充填する工程と、第2主面上に第2支持基板を接着する工程と、第1支持基板を半導体積層体から除去する工程と、半導体積層体の一部をエッチングする工程と、を備える半導体素子の製造方法である。   Another embodiment of the present invention includes a step of forming a semiconductor stacked body in which a collector layer, a base layer, and an emitter layer are sequentially stacked on a semiconductor substrate, and a first step of the semiconductor stacked body on the side opposite to the semiconductor substrate side. Bonding a first support substrate on one main surface, removing the semiconductor substrate from the semiconductor stack, and forming a part of the collector layer on the second main surface facing the first main surface in the semiconductor stack. Etching, filling the gap formed by etching the collector layer with a resin having a relative dielectric constant smaller than that of the collector layer, bonding the second support substrate on the second main surface, 1 is a method for manufacturing a semiconductor element, comprising: removing a supporting substrate from a semiconductor stacked body; and etching a part of the semiconductor stacked body.

この製造方法によれば、コレクタ層の一部が除去されることによって形成される空隙に、該コレクタ層の比誘電率よりも低い比誘電率を有する樹脂が充填されている。これにより、上記製造方法によって製造される半導体素子の寄生容量を低減できる。   According to this manufacturing method, the void formed by removing a part of the collector layer is filled with a resin having a relative dielectric constant lower than that of the collector layer. Thereby, the parasitic capacitance of the semiconductor element manufactured by the manufacturing method can be reduced.

また、上記製造方法は、第2の接着層を形成する前に、充填された樹脂の一部を除去して凹部を形成する工程をさらに備えてもよい。半導体素子の形成時等に樹脂が熱膨張した場合、凹部によって形成される空隙内に膨張できる。これにより、半導体素子の破損を抑制できる。   In addition, the manufacturing method may further include a step of removing a part of the filled resin to form a recess before forming the second adhesive layer. When the resin is thermally expanded at the time of forming a semiconductor element or the like, the resin can be expanded into a gap formed by the recess. Thereby, damage to the semiconductor element can be suppressed.

[本願発明の実施形態の詳細]
以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、以下の説明において、同一要素又は同一機能を有する要素には、同一符号を用いることとし、重複する説明は省略する。
[Details of the embodiment of the present invention]
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description, the same reference numerals are used for the same elements or elements having the same functions, and redundant description is omitted.

(第1実施形態)
図1は、第1実施形態に係る半導体素子を示す平面図である。図2は、図1のII−II線矢視断面図である。図1及び図2に示されるように、第1実施形態の半導体素子1は、支持基板2上に設けられるヘテロ接合バイポーラトランジスタ(HBT)である。半導体素子1は、支持基板(第2の支持基板)2の主面2a上に設けられる金属層3と、金属層3上に設けられる半導体積層体4と、半導体積層体4上に設けられる電極5〜7と、半導体積層体4及び電極5〜7を埋め込む絶縁膜8と、配線層9〜11と、半導体積層体4の一部が除去されることによって設けられる領域12と、を有する。
(First embodiment)
FIG. 1 is a plan view showing the semiconductor element according to the first embodiment. 2 is a cross-sectional view taken along line II-II in FIG. As shown in FIGS. 1 and 2, the semiconductor element 1 of the first embodiment is a heterojunction bipolar transistor (HBT) provided on a support substrate 2. The semiconductor element 1 includes a metal layer 3 provided on a main surface 2 a of a support substrate (second support substrate) 2, a semiconductor laminate 4 provided on the metal layer 3, and an electrode provided on the semiconductor laminate 4. 5-7, the insulating film 8 which embeds the semiconductor stacked body 4 and the electrodes 5-7, the wiring layers 9-11, and the region 12 provided by removing a part of the semiconductor stacked body 4.

支持基板2は、高い熱伝導性を有する基板であり、例えばAlN基板(窒化アルミニウム基板)、Si基板(シリコン基板)、SiC基板(炭化ケイ素基板)又はダイヤモンド基板等である。支持基板2の厚さは、例えば20μm〜200μmである。支持基板2の熱伝導率は、例えばInP基板(インジウムリン基板)の熱伝導率よりも高いことが好ましい。支持基板2の熱伝導率は、例えば100W/(m・K)以上2000W/(m・K)以下である。また、支持基板2の熱膨張率は、例えば1〜5ppm/℃程度である。   The support substrate 2 is a substrate having high thermal conductivity, such as an AlN substrate (aluminum nitride substrate), a Si substrate (silicon substrate), a SiC substrate (silicon carbide substrate), or a diamond substrate. The thickness of the support substrate 2 is, for example, 20 μm to 200 μm. The thermal conductivity of the support substrate 2 is preferably higher than that of, for example, an InP substrate (indium phosphorous substrate). The thermal conductivity of the support substrate 2 is, for example, 100 W / (m · K) or more and 2000 W / (m · K) or less. Moreover, the thermal expansion coefficient of the support substrate 2 is about 1-5 ppm / degrees C, for example.

金属層3は、支持基板2と半導体積層体4との間に設けられると共に、支持基板2と半導体積層体4とを互いに接合するための層である。金属層3は、例えばタングステン、モリブデン及びタンタルの内少なくとも1つを含む金属又は合金から構成される。金属層3の厚さは、10nm〜60nmである。金属層3の厚さが10nm以上である場合、半導体積層体4が支持基板2から剥離することを抑制できる。金属層3の厚さが60nm以下である場合、半導体積層体4で発生した熱が支持基板2に十分に伝達される。金属層3の厚さは、50nm以下であることが好ましく、45nm以下であることがより好ましく、40nm以下であることがさらに好ましい。   The metal layer 3 is provided between the support substrate 2 and the semiconductor stacked body 4 and is a layer for bonding the support substrate 2 and the semiconductor stacked body 4 to each other. The metal layer 3 is made of, for example, a metal or alloy containing at least one of tungsten, molybdenum, and tantalum. The thickness of the metal layer 3 is 10 nm to 60 nm. When the thickness of the metal layer 3 is 10 nm or more, it can suppress that the semiconductor laminated body 4 peels from the support substrate 2. FIG. When the thickness of the metal layer 3 is 60 nm or less, the heat generated in the semiconductor stacked body 4 is sufficiently transferred to the support substrate 2. The thickness of the metal layer 3 is preferably 50 nm or less, more preferably 45 nm or less, and further preferably 40 nm or less.

金属層3は、互いに積層される第1金属層13及び第2金属層14を有する。第1金属層13及び第2金属層14は、互いに同一の材料から構成されてもよいし、互いに異なる材料から構成されてもよい。半導体積層体4の積層方向(以下、単に積層方向とする)において、領域12と重なる第1金属層13と第2金属層14との間には、空隙15が設けられている。空隙15には空気が充填されてもよいし、該空隙15は、真空状態であってもよい。   The metal layer 3 includes a first metal layer 13 and a second metal layer 14 that are stacked on each other. The first metal layer 13 and the second metal layer 14 may be made of the same material, or may be made of different materials. A gap 15 is provided between the first metal layer 13 and the second metal layer 14 that overlap the region 12 in the stacking direction of the semiconductor stacked body 4 (hereinafter simply referred to as the stacking direction). The space 15 may be filled with air, or the space 15 may be in a vacuum state.

半導体積層体4は、例えばIII−V族化合物半導体によって構成される。半導体積層体4は、支持基板2側から順に積層されるコレクタ層21、ベース層22、エミッタ層23、及びエミッタコンタクト層24を有する。   The semiconductor stacked body 4 is made of, for example, a III-V group compound semiconductor. The semiconductor stacked body 4 includes a collector layer 21, a base layer 22, an emitter layer 23, and an emitter contact layer 24 that are sequentially stacked from the support substrate 2 side.

コレクタ層21は、サブコレクタ層(第1コレクタ層)25と、該サブコレクタ層25上に積層されるメインコレクタ層(第2コレクタ層)26とを有する層である。メインコレクタ層26の側面26aは、サブコレクタ層25の側面25aに対して内側に形成されている。以下では、上記側面25a,26aを組み合わせたものを、コレクタ層21の側面21aとする。   The collector layer 21 is a layer having a sub-collector layer (first collector layer) 25 and a main collector layer (second collector layer) 26 stacked on the sub-collector layer 25. The side surface 26 a of the main collector layer 26 is formed inside the side surface 25 a of the subcollector layer 25. Hereinafter, a combination of the side surfaces 25 a and 26 a is referred to as a side surface 21 a of the collector layer 21.

サブコレクタ層25は、金属層3に接している層であり、例えばn型のInP層である。サブコレクタ層25の厚さは、例えば300nmである。サブコレクタ層25内のSi(シリコン)の濃度は、例えば2×1019atoms/cm程度である。サブコレクタ層25を形成するInPの比誘電率は12.4であり、InPの熱膨張率は4.5ppm/℃である。 The subcollector layer 25 is a layer in contact with the metal layer 3 and is, for example, an n-type InP layer. The thickness of the subcollector layer 25 is, for example, 300 nm. The concentration of Si (silicon) in the subcollector layer 25 is, for example, about 2 × 10 19 atoms / cm 3 . The relative dielectric constant of InP forming the subcollector layer 25 is 12.4, and the thermal expansion coefficient of InP is 4.5 ppm / ° C.

メインコレクタ層26は、サブコレクタ層25の一部の領域に接しており、例えば支持基板2側から順に積層される第1層31及び第2層32を有する。第1層31は例えばn型のInP層である。第2層32は、例えばn型のInAlGaAs層である。第1層31の厚さは例えば200nmであり、第2層32の厚さは例えば50nmである。第1層31内のSiの濃度は、例えば3×1016atoms/cm程度である。第2層32内のSiの濃度は、例えば1×1017atoms/cm程度である。メインコレクタ層26において、第2層32の側面32aはベース層22の側面22aと略面一になっており、第1層31の側面31aは、第2層32の側面32aに対して外側に形成されている。また、第1層31の側面31aは、サブコレクタ層25の側面25aに対して内側に形成されている。 The main collector layer 26 is in contact with a partial region of the sub-collector layer 25, and includes, for example, a first layer 31 and a second layer 32 that are sequentially stacked from the support substrate 2 side. The first layer 31 is, for example, an n-type InP layer. The second layer 32 is, for example, an n-type InAlGaAs layer. The thickness of the first layer 31 is, for example, 200 nm, and the thickness of the second layer 32 is, for example, 50 nm. The concentration of Si in the first layer 31 is, for example, about 3 × 10 16 atoms / cm 3 . The concentration of Si in the second layer 32 is, for example, about 1 × 10 17 atoms / cm 3 . In the main collector layer 26, the side surface 32 a of the second layer 32 is substantially flush with the side surface 22 a of the base layer 22, and the side surface 31 a of the first layer 31 is outside the side surface 32 a of the second layer 32. Is formed. Further, the side surface 31 a of the first layer 31 is formed inside the side surface 25 a of the subcollector layer 25.

サブコレクタ層25の一部には、積層方向から見て略U字型になるように開口部25bが形成されている。この開口部25bは、メインコレクタ層26の第1層31の側面31aに対して内側であって、エミッタコンタクト層24に対して外側に設けられている。また、メインコレクタ層26における第1層31には、積層方向にて上記開口部25bに重なると共に第2層32の支持基板2側の面を露出する開口部31bが設けられている。この開口部31bの一部は、第2層32の側面32aに対して外側に設けられていると共に該第2層32から露出している。これらの開口部25b,31bによって、コレクタ層21には空隙41が構成されている。   An opening 25b is formed in a part of the subcollector layer 25 so as to be substantially U-shaped when viewed from the stacking direction. The opening 25 b is provided inside the side surface 31 a of the first layer 31 of the main collector layer 26 and outside the emitter contact layer 24. The first layer 31 in the main collector layer 26 is provided with an opening 31b that overlaps the opening 25b in the stacking direction and exposes the surface of the second layer 32 on the support substrate 2 side. A part of the opening 31 b is provided outside the side surface 32 a of the second layer 32 and is exposed from the second layer 32. A void 41 is formed in the collector layer 21 by these openings 25b and 31b.

この空隙41がコレクタ層21に構成されていることによって、該コレクタ層21は、第1面42、第2面43、及び第3面44を有する。第1面42は、コレクタ層21の側面21a(特に、第1層31の側面31a)に対して内側に形成されると共に支持基板2の主面2aと交差する方向に沿って延在する面である。第2面43は、第1面42のベース層22側の端42aからコレクタ層21の側面21aに向けて延在する面である。第3面44は、第1層31の側面31aと第1面42との間に位置すると共に支持基板2の主面2aと交差する方向に沿って延在する面である。第1面42及び第3面44は、サブコレクタ層25及びメインコレクタ層26の両方に設けられており、第2面43は、メインコレクタ層26のみに設けられている。第2面43における第1面42の端42aに接する端43aと反対側の端43bは、第2層32の側面32aに位置しており、第3面44のベース層22側の端44aに対して内側に位置している。   Since the void 41 is formed in the collector layer 21, the collector layer 21 has a first surface 42, a second surface 43, and a third surface 44. The first surface 42 is formed on the inner side with respect to the side surface 21a of the collector layer 21 (particularly, the side surface 31a of the first layer 31) and extends along the direction intersecting the main surface 2a of the support substrate 2. It is. The second surface 43 is a surface extending from the end 42 a on the base layer 22 side of the first surface 42 toward the side surface 21 a of the collector layer 21. The third surface 44 is a surface that is located between the side surface 31 a and the first surface 42 of the first layer 31 and extends in a direction that intersects the main surface 2 a of the support substrate 2. The first surface 42 and the third surface 44 are provided on both the sub-collector layer 25 and the main collector layer 26, and the second surface 43 is provided only on the main collector layer 26. The end 43b of the second surface 43 opposite to the end 43a that contacts the end 42a of the first surface 42 is located on the side surface 32a of the second layer 32, and the end 44a of the third surface 44 on the base layer 22 side. It is located inside.

ベース層22は、コレクタ層21に接しており、例えばp型のInGaAs層である。ベース層22の厚さは、例えば400nmである。ベース層22内のC(炭素)の濃度は、例えば5×1019atoms/cm程度である。 The base layer 22 is in contact with the collector layer 21 and is, for example, a p-type InGaAs layer. The thickness of the base layer 22 is 400 nm, for example. The concentration of C (carbon) in the base layer 22 is, for example, about 5 × 10 19 atoms / cm 3 .

エミッタ層23は、ベース層22の一部の領域に接しており、例えばn型のInP層である。エミッタ層23の厚さは、例えば150nmである。エミッタ層23内のSiの濃度は、例えば2×1018atoms/cm程度である。 The emitter layer 23 is in contact with a part of the base layer 22 and is, for example, an n-type InP layer. The thickness of the emitter layer 23 is, for example, 150 nm. The concentration of Si in the emitter layer 23 is, for example, about 2 × 10 18 atoms / cm 3 .

エミッタコンタクト層24は、エミッタ層23に接しており、例えばn型のInGaAs層である。エミッタコンタクト層24の厚さは、例えば250nmである。エミッタコンタクト層24内のSiの濃度は、例えば2×1019atoms/cm程度である。 The emitter contact layer 24 is in contact with the emitter layer 23 and is, for example, an n-type InGaAs layer. The thickness of the emitter contact layer 24 is, for example, 250 nm. The concentration of Si in the emitter contact layer 24 is, for example, about 2 × 10 19 atoms / cm 3 .

電極5は、メインコレクタ層26から露出したサブコレクタ層25に接しているコレクタ電極である。電極6は、エミッタ層23から露出したベース層22に接しているベース電極である。電極7は、エミッタコンタクト層24の頂面に接しているエミッタ電極である。電極5〜7のそれぞれは、例えば第1Pt層(白金層)、Ti層(チタン層)、第2Pt層、Au層(金層)が順に積層されることによって構成される。電極5〜7のそれぞれにおいて、第1Pt層の厚さは例えば10nmであり、Ti層の厚さは例えば30nmであり、第2Pt層の厚さは例えば30nmであり、Au層の厚さは例えば100nmである。   The electrode 5 is a collector electrode in contact with the sub-collector layer 25 exposed from the main collector layer 26. The electrode 6 is a base electrode in contact with the base layer 22 exposed from the emitter layer 23. The electrode 7 is an emitter electrode in contact with the top surface of the emitter contact layer 24. Each of the electrodes 5 to 7 is configured, for example, by sequentially stacking a first Pt layer (platinum layer), a Ti layer (titanium layer), a second Pt layer, and an Au layer (gold layer). In each of the electrodes 5 to 7, the thickness of the first Pt layer is, for example, 10 nm, the thickness of the Ti layer is, for example, 30 nm, the thickness of the second Pt layer is, for example, 30 nm, and the thickness of the Au layer is, for example, 100 nm.

絶縁膜8は、半導体積層体4を覆うと共に領域12に接するように設けられており、例えばSiON膜(酸化窒化ケイ素膜)とSiN膜(窒化ケイ素膜)との積層体から構成される。絶縁膜8には、SiOx膜(酸化ケイ素膜)又は有機樹脂層(例えばポリイミド層等)等が含まれていてもよい。絶縁膜8には、開口部8a〜8cが設けられている。   The insulating film 8 is provided so as to cover the semiconductor stacked body 4 and to be in contact with the region 12, and is composed of, for example, a stacked body of a SiON film (silicon oxynitride film) and a SiN film (silicon nitride film). The insulating film 8 may include a SiOx film (silicon oxide film) or an organic resin layer (for example, a polyimide layer). The insulating film 8 is provided with openings 8a to 8c.

配線層9は、絶縁膜8の開口部8aを介して電極6に接続されている。配線層10は、絶縁膜8の開口部8bを介して電極5に接続されている。配線層11は、絶縁膜8の開口部8cを介して電極7に接続されている。配線層9〜11のそれぞれは、例えばTi層、Pt層、Au層が順に積層されることによって構成される。配線層9〜11のそれぞれにおいて、Ti層の厚さは例えば30nmであり、Pt層の厚さは例えば50nmであり、Au層の厚さは例えば500nmである。なお、本明細書における「接続」とは、直接的な接続に限らず、電気的な接続及び機能的な接続を含む。   The wiring layer 9 is connected to the electrode 6 through the opening 8 a of the insulating film 8. The wiring layer 10 is connected to the electrode 5 through the opening 8 b of the insulating film 8. The wiring layer 11 is connected to the electrode 7 through the opening 8 c of the insulating film 8. Each of the wiring layers 9 to 11 is configured by, for example, sequentially stacking a Ti layer, a Pt layer, and an Au layer. In each of the wiring layers 9 to 11, the thickness of the Ti layer is, for example, 30 nm, the thickness of the Pt layer is, for example, 50 nm, and the thickness of the Au layer is, for example, 500 nm. Note that “connection” in this specification includes not only direct connection but also electrical connection and functional connection.

領域12は、上述したコレクタ層21の空隙41に設けられており、該コレクタ層21の第1面42、第2面43、及び第3面44に接している。この領域12は、積層方向から見て、支持基板2と、ベース電極である電極6とが重なる部分に少なくとも設けられており、該領域12は、積層方向から見て略U字型になっている。また、上記空隙41を構成する開口部31bの一部は露出していることから、領域12の一部は第2層32から露出している。本実施形態では、領域12は、絶縁性を有する樹脂である。したがって、半導体素子1では、積層方向から見て領域12が設けられていない半導体積層体4を介して、エミッタ−コレクタ間に電流が流れる。   The region 12 is provided in the gap 41 of the collector layer 21 described above, and is in contact with the first surface 42, the second surface 43, and the third surface 44 of the collector layer 21. The region 12 is provided at least in a portion where the support substrate 2 and the electrode 6 serving as the base electrode overlap when viewed from the stacking direction, and the region 12 is substantially U-shaped when viewed from the stacking direction. Yes. Further, since a part of the opening 31 b constituting the gap 41 is exposed, a part of the region 12 is exposed from the second layer 32. In the present embodiment, the region 12 is an insulating resin. Therefore, in the semiconductor element 1, a current flows between the emitter and the collector through the semiconductor stacked body 4 in which the region 12 is not provided when viewed from the stacking direction.

領域12である樹脂の比誘電率は、コレクタ層21の比誘電率よりも小さい。上述したようにサブコレクタ層25及び第1層31を構成するInPの比誘電率は12.4であることから、この樹脂の比誘電率は、例えば2〜6であればよい。本実施形態では、上記樹脂として、例えば比誘電率が2.6であるベンゾシクロブテン(BCB)を用いる。なお、上記ベンゾシクロブテンの比誘電率は、半導体積層体4の各層の比誘電率よりも小さく、その熱膨張率は、52ppm/℃である。   The relative dielectric constant of the resin that is the region 12 is smaller than the relative dielectric constant of the collector layer 21. As described above, since the relative dielectric constant of InP constituting the subcollector layer 25 and the first layer 31 is 12.4, the relative dielectric constant of this resin may be, for example, 2-6. In the present embodiment, for example, benzocyclobutene (BCB) having a relative dielectric constant of 2.6 is used as the resin. The relative permittivity of the benzocyclobutene is smaller than the relative permittivity of each layer of the semiconductor stacked body 4, and the thermal expansion coefficient is 52 ppm / ° C.

領域12である樹脂は、積層方向において、支持基板2側からエミッタ層23側に向けて窪んでいる凹部12aを有している。この凹部12aは空隙(第2空隙)を形成しており、該空隙が形成されていることにより上述した空隙15が形成される。   The resin that is the region 12 has a recess 12a that is recessed from the support substrate 2 side toward the emitter layer 23 side in the stacking direction. The recess 12a forms a gap (second gap), and the gap 15 is formed by forming the gap.

次に、図3〜図8を用いながら第1実施形態に係る半導体素子の製造方法を説明する。図3の(a)〜(c)、図4の(a)〜(c)、図5の(a)〜(c)、図6の(a)〜(c)、図7の(a)〜(c)、及び図8の(a),(b)は、第1実施形態に係る半導体素子の製造方法を説明する図である。   Next, a method for manufacturing a semiconductor device according to the first embodiment will be described with reference to FIGS. 3 (a) to (c), FIG. 4 (a) to (c), FIG. 5 (a) to (c), FIG. 6 (a) to (c), FIG. 7 (a). (C) and (a), (b) of Drawing 8 are figures explaining a manufacturing method of a semiconductor device concerning a 1st embodiment.

まず、図3の(a)に示されるように、第1ステップとして、保護層52、半導体積層体53、保護層54、接着層55、及び支持基板(第1支持基板)56が順に積層された半導体基板51を準備する。第1ステップでは、まず、半導体基板51上に保護層52、半導体積層体53、保護層54を形成する。そして、該保護層54上に設けられた金属層と、支持基板56上に設けられた金属層とを互いに接着させて接着層55を形成する。これにより、半導体積層体53において半導体基板51と反対側の第1主面53a上の保護層54に、接着層55を介して支持基板56を接着する。上記金属層同士の接着は、例えば原子拡散接合によって行われる。   First, as shown in FIG. 3A, as a first step, a protective layer 52, a semiconductor stacked body 53, a protective layer 54, an adhesive layer 55, and a support substrate (first support substrate) 56 are sequentially stacked. A semiconductor substrate 51 is prepared. In the first step, first, the protective layer 52, the semiconductor stacked body 53, and the protective layer 54 are formed on the semiconductor substrate 51. Then, the metal layer provided on the protective layer 54 and the metal layer provided on the support substrate 56 are bonded to each other to form the adhesive layer 55. Accordingly, the support substrate 56 is bonded to the protective layer 54 on the first main surface 53 a opposite to the semiconductor substrate 51 in the semiconductor stacked body 53 via the adhesive layer 55. The adhesion between the metal layers is performed, for example, by atomic diffusion bonding.

半導体基板51は、例えばIII−V族化合物半導体によって構成される。半導体基板51は、例えばInP基板である。保護層52は、半導体積層体53の後述する半導体層61に対してエッチング選択性が高い半導体層である。保護層52は、例えば200nm程度のInGaAs層である。保護層52は、エピタキシャル成長法によって形成される。   The semiconductor substrate 51 is made of, for example, a III-V group compound semiconductor. The semiconductor substrate 51 is, for example, an InP substrate. The protective layer 52 is a semiconductor layer having high etching selectivity with respect to a semiconductor layer 61 described later of the semiconductor stacked body 53. The protective layer 52 is an InGaAs layer of about 200 nm, for example. The protective layer 52 is formed by an epitaxial growth method.

半導体積層体53は、半導体層61〜65を有している。半導体層61は、図2に示されるサブコレクタ層25に対応する層である。半導体層62は、図2に示されるメインコレクタ層26に対応する層である。半導体層62は、図2に示される第1層31に対応する層62aと、第2層32に対応する層62bとを有する。半導体層63は、図2に示されるベース層22に対応する層である。半導体層64は、図2に示されるエミッタ層23に対応する層である。半導体層65は、図2に示されるエミッタコンタクト層24に対応する層である。半導体層61〜65は、例えばエピタキシャル成長法によって形成される。   The semiconductor stacked body 53 includes semiconductor layers 61 to 65. The semiconductor layer 61 is a layer corresponding to the subcollector layer 25 shown in FIG. The semiconductor layer 62 is a layer corresponding to the main collector layer 26 shown in FIG. The semiconductor layer 62 includes a layer 62 a corresponding to the first layer 31 shown in FIG. 2 and a layer 62 b corresponding to the second layer 32. The semiconductor layer 63 is a layer corresponding to the base layer 22 shown in FIG. The semiconductor layer 64 is a layer corresponding to the emitter layer 23 shown in FIG. The semiconductor layer 65 is a layer corresponding to the emitter contact layer 24 shown in FIG. The semiconductor layers 61 to 65 are formed by, for example, an epitaxial growth method.

保護層54は、半導体積層体53の半導体層65に対してエッチング選択性が高い半導体層である。保護層54は、例えば200nm程度のInP層である。保護層54は、エピタキシャル成長法によって形成される。接着層55はタングステン層等であり、例えばスパッタリングで成長される。   The protective layer 54 is a semiconductor layer having high etching selectivity with respect to the semiconductor layer 65 of the semiconductor stacked body 53. The protective layer 54 is an InP layer of about 200 nm, for example. The protective layer 54 is formed by an epitaxial growth method. The adhesive layer 55 is a tungsten layer or the like, and is grown by sputtering, for example.

次に、図3の(b)に示されるように、第2ステップとして、半導体基板51を半導体積層体53から除去する。例えば、ドライエッチング又はウェットエッチングにより半導体基板51を除去する。そして、保護層52を半導体積層体53から除去する。   Next, as shown in FIG. 3B, as a second step, the semiconductor substrate 51 is removed from the semiconductor stacked body 53. For example, the semiconductor substrate 51 is removed by dry etching or wet etching. Then, the protective layer 52 is removed from the semiconductor stacked body 53.

次に、図3の(c)に示されるように、第3ステップとして、露出した半導体積層体53の第1主面53aに対向する第2主面53b上に、パターニングされたエッチングマスク57を形成する。このエッチングマスク57は、例えばシリコン化合物(SiN層又はSiOx層等)であり、開口部57aを有する。この開口部57aによって、第2主面53bの一部が露出する。   Next, as shown in FIG. 3C, as a third step, a patterned etching mask 57 is formed on the second main surface 53 b facing the first main surface 53 a of the exposed semiconductor stacked body 53. Form. The etching mask 57 is made of, for example, a silicon compound (SiN layer or SiOx layer) and has an opening 57a. A part of the second main surface 53b is exposed through the opening 57a.

次に、図4の(a)に示されるように、第4ステップとして、エッチングマスク57を用いて半導体積層体53の一部をエッチングする。具体的には、コレクタ層21に対応する半導体積層体53の半導体層61,62をウェットエッチングすることにより、半導体積層体53に空隙41を形成する。より具体的には、半導体層61を構成するInP、及び半導体層62に含まれる層62aを構成するInPを、濃度を調整した塩酸を用いてウェットエッチングすることにより、半導体積層体53に空隙41を形成する。ウェットエッチングの時間を調整することにより、空隙41の最大幅は、エッチングマスク57に設けられる開口部57aの幅よりも大きくなっている。ウェットエッチングの時間は、例えば数分から数十分であってよい。   Next, as shown in FIG. 4A, as a fourth step, a part of the semiconductor stacked body 53 is etched using the etching mask 57. Specifically, the gap 41 is formed in the semiconductor stacked body 53 by wet etching the semiconductor layers 61 and 62 of the semiconductor stacked body 53 corresponding to the collector layer 21. More specifically, the InP constituting the semiconductor layer 61 and the InP constituting the layer 62a included in the semiconductor layer 62 are wet-etched using hydrochloric acid whose concentration is adjusted, whereby the gap 41 is formed in the semiconductor stacked body 53. Form. By adjusting the wet etching time, the maximum width of the gap 41 is larger than the width of the opening 57 a provided in the etching mask 57. The wet etching time may be several minutes to several tens of minutes, for example.

次に、図4の(b)に示されるように、第5ステップとして、エッチングマスク57上に樹脂層58を形成すると共に、上記空隙41内に樹脂を充填する。例えば、塗布法又はインクジェット法等によって樹脂層58を形成すると共に、空隙41内に樹脂を充填する。   Next, as shown in FIG. 4B, as a fifth step, a resin layer 58 is formed on the etching mask 57 and the gap 41 is filled with resin. For example, the resin layer 58 is formed by a coating method, an inkjet method, or the like, and the gap 41 is filled with a resin.

次に、図4の(c)に示されるように、第6ステップとして、樹脂層58を除去する。例えば、CMP(Chemical Mechanical Polishing)によって樹脂層58を除去する。これにより、少なくとも空隙41に充填された樹脂は残存し、本実施形態の領域12を形成する。また、エッチングマスク57の表面と、領域12である樹脂の露出面とは、略面一になる。なお、樹脂の上記露出面はディッシングによって窪んでもよい。   Next, as shown in FIG. 4C, as a sixth step, the resin layer 58 is removed. For example, the resin layer 58 is removed by CMP (Chemical Mechanical Polishing). As a result, at least the resin filled in the gap 41 remains and forms the region 12 of the present embodiment. Further, the surface of the etching mask 57 and the exposed surface of the resin that is the region 12 are substantially flush with each other. The exposed surface of the resin may be recessed by dishing.

次に、図5の(a)に示されるように、第7ステップとして、領域12である樹脂の一部を除去することにより、該領域12に凹部12aを形成する。具体的には、エッチングマスク57を用いて領域12の一部をドライエッチングすることにより、凹部12aを形成する。このドライエッチングは、例えばCFガス及びOガスを用いた反応性イオンエッチングであり、凹部12aの窪みが少なくとも第2主面53bよりも支持基板56側に到達するまで行われる。例えば、CFガスの流量を10sccm、Oガスの流量を5sccm、圧力を20Pa、及び100Wの条件下で上記反応性イオンエッチングを行う。 Next, as shown in FIG. 5A, as a seventh step, a part of the resin that is the region 12 is removed to form a recess 12 a in the region 12. Specifically, the recess 12a is formed by dry etching a part of the region 12 using the etching mask 57. This dry etching is reactive ion etching using, for example, CF 4 gas and O 2 gas, and is performed until the recess of the recess 12a reaches at least the second main surface 53b toward the support substrate 56. For example, the reactive ion etching is performed under the conditions of a CF 4 gas flow rate of 10 sccm, an O 2 gas flow rate of 5 sccm, a pressure of 20 Pa, and 100 W.

次に、図5の(b)に示されるように、第8ステップとして、エッチングマスク57を除去する。例えば、種々のエッチングによってエッチングマスク57を除去する。   Next, as shown in FIG. 5B, as an eighth step, the etching mask 57 is removed. For example, the etching mask 57 is removed by various etchings.

次に、図5の(c)に示されるように、第9ステップとして、その主面2aに第1金属層13に対応する金属層59aが設けられた支持基板(第2支持基板)2を準備する。また、半導体積層体53の第2主面53b上、及び領域12の露出面上に第2金属層14に対応する金属層59bを形成する。金属層59a,59bは、例えばタングステン層等である。金属層59a,59bの熱伝導率は、半導体積層体53よりも高い。また、支持基板2の熱伝導率は、半導体基板51の熱伝導率よりも高い。   Next, as shown in FIG. 5C, as a ninth step, a support substrate (second support substrate) 2 in which a metal layer 59a corresponding to the first metal layer 13 is provided on the main surface 2a is provided. prepare. In addition, a metal layer 59 b corresponding to the second metal layer 14 is formed on the second main surface 53 b of the semiconductor stacked body 53 and on the exposed surface of the region 12. The metal layers 59a and 59b are, for example, tungsten layers. The thermal conductivity of the metal layers 59 a and 59 b is higher than that of the semiconductor stacked body 53. Further, the thermal conductivity of the support substrate 2 is higher than the thermal conductivity of the semiconductor substrate 51.

次に、図6の(a)に示されるように、第10ステップとして、半導体積層体53の第2主面53b上に支持基板2を接着する。具体的には、金属層59aと金属層59bとを互いに接着させることにより金属層59を形成し、これにより支持基板2を半導体積層体53の第2主面53b上に接着する。金属層59a,59bの接着は、例えば原子拡散接合によって行われる。ここで、積層方向から見て領域12の凹部12aに重なる金属層59a,59bは互いに接着せず、空隙15を形成する。次に、支持基板56を半導体積層体53から除去する。例えば、ドライエッチング又はウェットエッチングにより支持基板56を除去する。そして、接着層55及び保護層54を除去する。これにより、半導体積層体53の第1主面53aを露出する。   Next, as shown in FIG. 6A, as a tenth step, the support substrate 2 is bonded onto the second main surface 53 b of the semiconductor stacked body 53. Specifically, the metal layer 59 is formed by bonding the metal layer 59 a and the metal layer 59 b to each other, and thereby the support substrate 2 is bonded onto the second main surface 53 b of the semiconductor stacked body 53. The adhesion of the metal layers 59a and 59b is performed by, for example, atomic diffusion bonding. Here, the metal layers 59a and 59b overlapping the concave portion 12a of the region 12 when viewed from the stacking direction do not adhere to each other and form the gap 15. Next, the support substrate 56 is removed from the semiconductor stacked body 53. For example, the support substrate 56 is removed by dry etching or wet etching. Then, the adhesive layer 55 and the protective layer 54 are removed. Thereby, the first main surface 53a of the semiconductor stacked body 53 is exposed.

次に、第11ステップとして、半導体積層体53の一部を除去する。第11ステップでは、まず、半導体層65をパターニングすることにより、図6の(b)に示されるように、エミッタコンタクト層24を形成する。例えば、ウェットエッチングにより、エミッタコンタクト層24を形成する。次に、少なくともエミッタコンタクト層24を覆うエッチングマスク71を形成した後、半導体層63,64、及び半導体層62の層62bをウェットエッチングする。これにより、エミッタ層23、ベース層22、及びコレクタ層21における第2層32を形成する(図2を参照)。上記第11ステップを経て、第2層32の側面32aに対して外側に形成される領域12が露出する。   Next, as an eleventh step, a part of the semiconductor stacked body 53 is removed. In the eleventh step, first, the emitter contact layer 24 is formed by patterning the semiconductor layer 65 as shown in FIG. For example, the emitter contact layer 24 is formed by wet etching. Next, after forming an etching mask 71 covering at least the emitter contact layer 24, the semiconductor layers 63 and 64 and the layer 62b of the semiconductor layer 62 are wet-etched. Thereby, the second layer 32 in the emitter layer 23, the base layer 22, and the collector layer 21 is formed (see FIG. 2). Through the eleventh step, the region 12 formed outside the side surface 32a of the second layer 32 is exposed.

次に、第12ステップとして、エッチングマスク71を除去した後、図6の(c)に示されるように、少なくとも露出した領域12、コレクタ層21の第2層32、ベース層22、エミッタ層23、及びエミッタコンタクト層24を覆うエッチングマスク72を形成する。そして、半導体層62の層62aをウェットエッチングすることにより、第1層31を形成する(図2を参照)。これにより、第1層31及び第2層32を有するメインコレクタ層26を形成する。   Next, as a twelfth step, after removing the etching mask 71, as shown in FIG. 6C, at least the exposed region 12, the second layer 32 of the collector layer 21, the base layer 22, the emitter layer 23. And an etching mask 72 that covers the emitter contact layer 24 is formed. Then, the first layer 31 is formed by wet etching the layer 62a of the semiconductor layer 62 (see FIG. 2). Thereby, the main collector layer 26 having the first layer 31 and the second layer 32 is formed.

次に、第13ステップとして、エッチングマスク72を除去した後、図7の(a)に示されるように、少なくとも露出した領域12、メインコレクタ層26、ベース層22、エミッタ層23、及びエミッタコンタクト層24を覆うエッチングマスク73を形成する。そして、半導体層61をウェットエッチングすることにより、サブコレクタ層25を形成する(図2を参照)。これにより、サブコレクタ層25及びメインコレクタ層26を有するコレクタ層21、ベース層22、エミッタ層23、及びエミッタコンタクト層24を有するメサ構造の半導体積層体4を形成する。   Next, as a thirteenth step, after removing the etching mask 72, as shown in FIG. 7A, at least the exposed region 12, the main collector layer 26, the base layer 22, the emitter layer 23, and the emitter contact An etching mask 73 covering the layer 24 is formed. Then, the subcollector layer 25 is formed by wet etching the semiconductor layer 61 (see FIG. 2). Thus, the mesa structure semiconductor stacked body 4 having the collector layer 21 having the sub-collector layer 25 and the main collector layer 26, the base layer 22, the emitter layer 23, and the emitter contact layer 24 is formed.

次に、第14ステップとして、図7の(b)に示されるように、エッチングマスク73を用いた反応性イオンエッチングによって金属層59を除去し、第1金属層13及び第2金属層14を有する金属層3を形成する。   Next, as a 14th step, as shown in FIG. 7B, the metal layer 59 is removed by reactive ion etching using the etching mask 73, and the first metal layer 13 and the second metal layer 14 are removed. The metal layer 3 is formed.

次に、第15ステップとして、図7の(c)に示されるようにエッチングマスク73を除去する。このエッチングマスク73は、種々のエッチングによって除去される。   Next, as a fifteenth step, the etching mask 73 is removed as shown in FIG. The etching mask 73 is removed by various etchings.

次に、図8の(a)に示されるように、第16ステップとして、エミッタコンタクト層24の一部の領域上(図3(a)に示される第1主面53a上)に電極7を形成する。また、サブコレクタ層25の一部の領域上に電極5を形成し、ベース層22の一部の領域上に電極6を形成する。ベース層22の一部の領域上に形成された電極6は、例えば400℃、1分の熱処理による白金のシンタリングによって、ベース層22と接続される。   Next, as shown in FIG. 8A, as a sixteenth step, the electrode 7 is formed on a partial region of the emitter contact layer 24 (on the first main surface 53a shown in FIG. 3A). Form. Further, the electrode 5 is formed on a partial region of the subcollector layer 25, and the electrode 6 is formed on a partial region of the base layer 22. The electrode 6 formed on a partial region of the base layer 22 is connected to the base layer 22 by, for example, platinum sintering by heat treatment at 400 ° C. for 1 minute.

次に、図8の(b)に示されるように、第17ステップとして、半導体積層体4及び電極5〜7を埋め込むように絶縁膜8を形成する。絶縁膜8を選択的にエッチングすることにより電極5を露出する開口部8aと、電極6を露出する開口部8bと、電極7を露出する開口部8cとを形成する(図1を併せて参照)。そして、配線層9〜11をパターニング形成することにより、これにより、HBTである半導体素子1が完成する(図2を参照)。   Next, as shown in FIG. 8B, as a seventeenth step, the insulating film 8 is formed so as to embed the semiconductor stacked body 4 and the electrodes 5 to 7. By selectively etching the insulating film 8, an opening 8a exposing the electrode 5, an opening 8b exposing the electrode 6, and an opening 8c exposing the electrode 7 are formed (see also FIG. 1). ). Then, the wiring layers 9 to 11 are formed by patterning, thereby completing the semiconductor element 1 that is an HBT (see FIG. 2).

以上に説明した、第1実施形態に係る製造方法によって形成された半導体素子1は、コレクタ層21の第1面42及び第2面43に接すると共に、コレクタ層21よりも小さい比誘電率を有する領域12を備えている。このような領域12が半導体素子1に設けられることにより、半導体素子1に含まれる半導体積層体4の一部が、その比誘電率よりも小さい領域12に置換されるので、該半導体素子1の寄生容量を低減できる。   The semiconductor element 1 formed by the manufacturing method according to the first embodiment described above is in contact with the first surface 42 and the second surface 43 of the collector layer 21 and has a relative dielectric constant smaller than that of the collector layer 21. A region 12 is provided. By providing such a region 12 in the semiconductor element 1, a part of the semiconductor stacked body 4 included in the semiconductor element 1 is replaced with the region 12 having a smaller relative dielectric constant. Parasitic capacitance can be reduced.

また、メインコレクタ層26は、第1層31と、第1層31上に設けられる第2層32と、第1層31の側面31aとコレクタ層21の第2面43との間に位置すると共に支持基板2の主面2aと交差する方向に沿って延在する第3面44を有し、領域12は、第3面44と接してもよい。この場合、例えば半導体層61上に設けられる、メインコレクタ層26の第1層31に対応する層62a等をウェットエッチングする際に、エッチャントが上記領域12の表面を伝ってサブコレクタ層25に対応する半導体層61に浸入することを抑制できる。   The main collector layer 26 is located between the first layer 31, the second layer 32 provided on the first layer 31, and the side surface 31 a of the first layer 31 and the second surface 43 of the collector layer 21. The third surface 44 may extend along the direction intersecting the main surface 2 a of the support substrate 2, and the region 12 may be in contact with the third surface 44. In this case, for example, when the layer 62 a corresponding to the first layer 31 of the main collector layer 26 provided on the semiconductor layer 61 is wet etched, the etchant travels along the surface of the region 12 and corresponds to the subcollector layer 25. Intrusion into the semiconductor layer 61 can be suppressed.

また、半導体素子1は、半導体積層体4と支持基板2との間に設けられると共に、半導体積層体4と支持基板2とを互いに接合する金属層3をさらに備えてもよい。この場合、半導体積層体4内で発生した熱は、支持基板2と半導体積層体4とに接する金属層3を介して支持基板2に良好に放出される。   The semiconductor element 1 may further include a metal layer 3 that is provided between the semiconductor stacked body 4 and the support substrate 2 and that joins the semiconductor stacked body 4 and the support substrate 2 to each other. In this case, the heat generated in the semiconductor stacked body 4 is favorably released to the support substrate 2 through the metal layer 3 in contact with the support substrate 2 and the semiconductor stacked body 4.

また、金属層3は、互いに積層される第1金属層13及び第2金属層14を有し、半導体積層体4の積層方向において、領域12と重なる第1金属層13と第2金属層14との間には、空隙15が設けられてもよい。この場合、半導体素子1の使用時に発生する熱応力を緩和できる。なお、図示しないが、支持基板2と半導体積層体4とのいずれかに空隙を設けることで、領域12と重なる第1金属層13と第2金属層14との間に空隙15が設けられてもよい。   The metal layer 3 includes a first metal layer 13 and a second metal layer 14 that are stacked on each other, and the first metal layer 13 and the second metal layer 14 that overlap the region 12 in the stacking direction of the semiconductor stacked body 4. A gap 15 may be provided between the two. In this case, the thermal stress generated when the semiconductor element 1 is used can be relaxed. Although not shown, by providing a gap in one of the support substrate 2 and the semiconductor laminate 4, a gap 15 is provided between the first metal layer 13 and the second metal layer 14 that overlap the region 12. Also good.

また、領域12は、樹脂であってもよい。コレクタ層21の空隙41に樹脂が充填されて領域12が形成されることによって、上記領域12内への不純物等の侵入を抑制できる。   Further, the region 12 may be a resin. By filling the void 41 of the collector layer 21 with the resin and forming the region 12, it is possible to suppress the entry of impurities or the like into the region 12.

また、樹脂である領域12は、半導体積層体4の積層方向において、支持基板2側からベース層22側に向けて窪んでいる凹部12aを有しており、凹部12aは、空隙を形成してもよい。半導体素子1の使用に伴って樹脂が熱膨張した場合、当該樹脂は、凹部12aによって形成される空隙内に膨張できる。これにより、半導体素子1の破損を抑制できる。   The region 12 made of resin has a recess 12a that is recessed from the support substrate 2 side toward the base layer 22 side in the stacking direction of the semiconductor stacked body 4, and the recess 12a forms a void. Also good. When the resin thermally expands with the use of the semiconductor element 1, the resin can expand into the gap formed by the recess 12a. Thereby, damage to the semiconductor element 1 can be suppressed.

また、半導体素子1は、半導体積層体4を覆う絶縁膜8をさらに備え、絶縁膜8は、領域12に接していてもよい。上記領域12がコレクタ層21から露出している場合であっても、絶縁膜8によって露出した上記領域12を覆うことができる。   The semiconductor element 1 may further include an insulating film 8 that covers the semiconductor stacked body 4, and the insulating film 8 may be in contact with the region 12. Even when the region 12 is exposed from the collector layer 21, the region 12 exposed by the insulating film 8 can be covered.

また、半導体素子1は、コレクタ層21から露出したベース層22に接続される電極6をさらに備え、領域12は、支持基板2と電極6とが半導体積層体4の積層方向に沿って重なる部分に少なくとも設けられてもよい。このように領域12が設けられることによって、ベース電極である電極6に起因して発生する寄生容量を好適に低減できる。   The semiconductor element 1 further includes an electrode 6 connected to the base layer 22 exposed from the collector layer 21, and the region 12 is a portion where the support substrate 2 and the electrode 6 overlap along the stacking direction of the semiconductor stacked body 4. May be provided at least. By providing the region 12 in this manner, the parasitic capacitance generated due to the electrode 6 serving as the base electrode can be suitably reduced.

図9は、第1実施形態の第1変形例の半導体素子を示す平面図である。図10は、図9のX−X線矢視断面図である。図10に示されるように、半導体素子1Aは、複数のエミッタコンタクト層24A,24Bを有してもよい。この場合、エミッタコンタクト層24A,24Bは、エミッタ層23の互いに分離した異なる領域上に設けられている。また、エミッタコンタクト層24A上には電極7Aが設けられており、エミッタコンタクト層24B上には電極7Bが設けられている。この場合であっても、第1実施形態と同様の作用効果を奏する。加えて、半導体積層体4内に流れる電流量を増加できる。   FIG. 9 is a plan view showing a semiconductor element of a first modification of the first embodiment. FIG. 10 is a cross-sectional view taken along line XX in FIG. As shown in FIG. 10, the semiconductor element 1A may have a plurality of emitter contact layers 24A and 24B. In this case, the emitter contact layers 24A and 24B are provided on different regions of the emitter layer 23 that are separated from each other. An electrode 7A is provided on the emitter contact layer 24A, and an electrode 7B is provided on the emitter contact layer 24B. Even in this case, the same effects as those of the first embodiment can be obtained. In addition, the amount of current flowing in the semiconductor stacked body 4 can be increased.

図11は、第1実施形態の第2変形例の半導体素子を示す断面図である。図11に示されるように、半導体素子1Bの空隙41は、サブコレクタ層25内のみに形成される。すなわち、空隙41に充填される樹脂である領域12は、サブコレクタ層25内のみに設けられる。この場合、メインコレクタ層26における第1層31の支持基板2側の面が、領域12に接する。また、第1面42及び第3面44は、サブコレクタ層25のみに形成される。この場合であっても、第1実施形態と同様に、半導体素子1Bの寄生容量を低減できる。加えて、領域12を介することなくメインコレクタ層26の第1層31の側面31a全体から放熱できるので、半導体素子1Bの放熱性が向上する。   FIG. 11 is a cross-sectional view showing a semiconductor element of a second modification of the first embodiment. As shown in FIG. 11, the gap 41 of the semiconductor element 1 </ b> B is formed only in the subcollector layer 25. That is, the region 12 that is the resin filled in the gap 41 is provided only in the subcollector layer 25. In this case, the surface on the support substrate 2 side of the first layer 31 in the main collector layer 26 is in contact with the region 12. The first surface 42 and the third surface 44 are formed only on the subcollector layer 25. Even in this case, the parasitic capacitance of the semiconductor element 1B can be reduced as in the first embodiment. In addition, since heat can be radiated from the entire side surface 31a of the first layer 31 of the main collector layer 26 without going through the region 12, the heat dissipation of the semiconductor element 1B is improved.

図12は、第1実施形態の第3変形例の半導体素子を示す平面図である。図13は、図12のXIII−XIII線矢視断面図である。図12に示されるように、半導体素子1Cの領域12は、積層方向から見てエミッタコンタクト層24を囲むように形成されている。この場合、半導体素子1Cにおける領域12の割合が大きくなることから、半導体素子1Cの寄生容量を良好に低減できる。なお、図13に示されるように、電極5は金属層3上に直接設けられている。これにより、領域12がエミッタコンタクト層24を囲むように形成されている場合であっても、半導体素子1内に良好に電流が流れる。   FIG. 12 is a plan view showing a semiconductor element of a third modification of the first embodiment. 13 is a cross-sectional view taken along line XIII-XIII in FIG. As shown in FIG. 12, the region 12 of the semiconductor element 1 </ b> C is formed so as to surround the emitter contact layer 24 when viewed from the stacking direction. In this case, since the ratio of the region 12 in the semiconductor element 1C is increased, the parasitic capacitance of the semiconductor element 1C can be favorably reduced. As shown in FIG. 13, the electrode 5 is provided directly on the metal layer 3. Thereby, even when the region 12 is formed so as to surround the emitter contact layer 24, a current flows favorably in the semiconductor element 1.

(第2実施形態)
以下では、第2実施形態に係る半導体素子について説明する。第2実施形態の説明において第1実施形態と重複する記載は省略し、第1実施形態と異なる部分を記載する。つまり、技術的に可能な範囲において、第2実施形態に第1実施形態の記載を適宜用いてもよい。
(Second Embodiment)
Hereinafter, the semiconductor element according to the second embodiment will be described. In the description of the second embodiment, descriptions overlapping with the first embodiment are omitted, and only the parts different from the first embodiment are described. In other words, the description of the first embodiment may be used as appropriate for the second embodiment within the technically possible range.

図14は、第2実施形態に係る半導体素子を示す平面図である。図15は、図14のXV−XV線矢視断面図である。図14及び図15に示されるように、半導体素子1Dの領域12は、コレクタ層21から露出していない。換言すれば、半導体素子1Dの領域12は、半導体積層体4のコレクタ層21内に埋め込まれるように設けられている。これにより、コレクタ層21において、第2面43の端43bは、第3面44の端44aと接している。   FIG. 14 is a plan view showing a semiconductor element according to the second embodiment. 15 is a cross-sectional view taken along line XV-XV in FIG. As shown in FIGS. 14 and 15, the region 12 of the semiconductor element 1 </ b> D is not exposed from the collector layer 21. In other words, the region 12 of the semiconductor element 1D is provided so as to be embedded in the collector layer 21 of the semiconductor stacked body 4. Thereby, in the collector layer 21, the end 43 b of the second surface 43 is in contact with the end 44 a of the third surface 44.

以上に説明した第2実施形態に係る半導体素子1Dであっても、第1実施形態と同様の作用効果を奏することができる。加えて、例えば絶縁膜8の形成時等に領域12である樹脂にプラズマが照射されなくなるので、上記樹脂の比誘電率の上昇を防ぐことができる。   Even the semiconductor element 1D according to the second embodiment described above can achieve the same effects as those of the first embodiment. In addition, for example, when the insulating film 8 is formed, the resin that is the region 12 is not irradiated with plasma, so that an increase in the relative dielectric constant of the resin can be prevented.

図16は、第2実施形態の第1変形例に係る半導体素子を示す断面図である。図16に示されるように、半導体素子1Eのコレクタ層21内に形成される空隙41には樹脂等が充填されておらず、真空状態又は空気が充填されている状態である。真空の比誘電率は1であり、空気の比誘電率は約1であり、第1実施形態に示される樹脂の比誘電率よりも小さい。したがって、本変形例においては、半導体素子1Eの寄生容量を良好に低減できる。   FIG. 16 is a cross-sectional view showing a semiconductor element according to a first modification of the second embodiment. As shown in FIG. 16, the gap 41 formed in the collector layer 21 of the semiconductor element 1E is not filled with resin or the like, and is in a vacuum state or a state filled with air. The relative permittivity of vacuum is 1, and the relative permittivity of air is about 1, which is smaller than the relative permittivity of the resin shown in the first embodiment. Therefore, in this modification, the parasitic capacitance of the semiconductor element 1E can be reduced satisfactorily.

本発明による半導体素子及び該半導体素子の製造方法は、上述した実施形態及び変形例に限られるものではなく、他に様々な変形が可能である。例えば、第2実施形態に係る半導体素子1Dのエミッタコンタクト層24は、第1実施形態の第1変形例のように、エミッタ層23上の互いに分離した複数の領域にそれぞれ設けられてもよい。   The semiconductor element and the method for manufacturing the semiconductor element according to the present invention are not limited to the above-described embodiments and modifications, and various other modifications are possible. For example, the emitter contact layer 24 of the semiconductor device 1D according to the second embodiment may be provided in a plurality of regions separated from each other on the emitter layer 23 as in the first modification of the first embodiment.

また、上記実施形態及び変形例において、メインコレクタ層26は第1層31及び第2層32を有しているが、該メインコレクタ層26は第3層等を有してもよい。例えば、第1層31と第2層32との間に第3層を設け、該第3層が領域12に接してもよい。この場合、第3層の不純物濃度は、第2層32の不純物濃度より小さくなっている。このような第3層を設けることにより、領域12とメインコレクタ層26とが互いに接する界面を流れるリーク電流を低減できる。   Moreover, in the said embodiment and modification, although the main collector layer 26 has the 1st layer 31 and the 2nd layer 32, this main collector layer 26 may have a 3rd layer etc. For example, a third layer may be provided between the first layer 31 and the second layer 32, and the third layer may be in contact with the region 12. In this case, the impurity concentration of the third layer is lower than the impurity concentration of the second layer 32. By providing such a third layer, it is possible to reduce the leakage current flowing through the interface where the region 12 and the main collector layer 26 are in contact with each other.

また、上記実施形態及び変形例において、可能な範囲で互いに組み合わせてもよい。例えば、第2実施形態に対して第1実施形態の第2変形例の態様を組み合わせてもよい。この場合、半導体積層体4内に埋め込まれる領域12は、サブコレクタ層25のみに設けられる。また、上記領域に樹脂等が充填されず、サブコレクタ層25に空隙41が形成されてもよい。   Moreover, in the said embodiment and modification, you may combine mutually in the possible range. For example, the aspect of the second modification of the first embodiment may be combined with the second embodiment. In this case, the region 12 embedded in the semiconductor stacked body 4 is provided only in the subcollector layer 25. In addition, the space 41 may be formed in the subcollector layer 25 without filling the region with resin or the like.

また、上記実施形態及び変形例において、半導体積層体53にはエッチストップ層が含まれていてもよい。例えば、当該エッチストップ層は、半導体積層体53における半導体層61と半導体層62との間に含まれており、半導体層62に対するエッチング選択性が非常に低いものとする。この場合、エッチストップ層は、半導体層62の過剰エッチングを抑制でき、半導体素子の特性変化を抑制できる。例えば、エッチストップ層としてInGaAsが用いられる。このエッチストップ層は、例えばリン酸及び過酸化水素水の混合液を水で希釈した液体をエッチャントとしてエッチングされる。   In the embodiment and the modification, the semiconductor stacked body 53 may include an etch stop layer. For example, the etch stop layer is included between the semiconductor layer 61 and the semiconductor layer 62 in the semiconductor stacked body 53, and the etching selectivity with respect to the semiconductor layer 62 is very low. In this case, the etch stop layer can suppress excessive etching of the semiconductor layer 62, and can suppress a change in characteristics of the semiconductor element. For example, InGaAs is used as the etch stop layer. This etch stop layer is etched using, for example, a liquid obtained by diluting a mixed solution of phosphoric acid and hydrogen peroxide with water as an etchant.

1,1A〜1E…半導体素子、2…支持基板、2a…主面、3…金属層、4…半導体積層体、5〜7,7A,7B…電極、8…絶縁膜、9〜11…配線層、12…領域、13…第1金属層、14…第2金属層、15…空隙、21…コレクタ層、21a…側面、22…ベース層、22a…側面、23…エミッタ層、24,24A,24B…エミッタコンタクト層、25…サブコレクタ層、25a…側面、25b,31b…開口部、26…メインコレクタ層、26a…側面、31…第1層、32…第2層、41…空隙、42…第1面、42a…端、43…第2面、43a,43b…端、44…第3面、44a…端、51…半導体基板、53…半導体積層体、53a…第1主面、53b…第2主面、56…支持基板、57…エッチングマスク、58…樹脂層、59a,59b…金属層、61〜65…半導体層。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,1A-1E ... Semiconductor element, 2 ... Support substrate, 2a ... Main surface, 3 ... Metal layer, 4 ... Semiconductor laminated body, 5-7, 7A, 7B ... Electrode, 8 ... Insulating film, 9-11 ... Wiring Layer, 12 region, 13 first metal layer, 14 second metal layer, 15 void, 21 collector layer, 21a side surface, 22 base layer, 22a side surface, 23 emitter layer, 24A 24B ... emitter contact layer, 25 ... sub-collector layer, 25a ... side face, 25b, 31b ... opening, 26 ... main collector layer, 26a ... side face, 31 ... first layer, 32 ... second layer, 41 ... air gap, 42 ... 1st surface, 42a ... End, 43 ... 2nd surface, 43a, 43b ... End, 44 ... 3rd surface, 44a ... End, 51 ... Semiconductor substrate, 53 ... Semiconductor laminated body, 53a ... 1st main surface, 53b ... second main surface, 56 ... support substrate, 57 ... etching mask, 58 Resin layer, 59a, 59b ... metal layer, 61 to 65 ... semiconductor layer.

Claims (7)

支持基板と、
前記支持基板の主面上に設けられる半導体積層体であって、前記支持基板側から順に積層されるコレクタ層、ベース層、及びエミッタ層を有する前記半導体積層体と、
を備える半導体素子であって、
前記コレクタ層は、前記コレクタ層の側面に対して内側に形成されると共に前記支持基板の前記主面と交差する方向に沿って延在する第1面、及び、前記第1面の前記ベース層側の端から、前記コレクタ層の前記側面に向けて延在する第2面を有し、
前記第1面及び前記第2面に接すると共に、前記コレクタ層よりも小さい比誘電率を有する領域をさらに備え、
前記コレクタ層は、第1コレクタ層と、前記第1コレクタ層上に積層される第2コレクタ層とを有し、
前記第2コレクタ層は、第1層と、前記第1層上に設けられる第2層と、前記第1層の側面と前記第1面との間に位置すると共に前記支持基板の前記主面と交差する前記方向に沿って延在する第3面と、を有し、
前記領域は、前記第3面と接する、半導体素子。
A support substrate;
A semiconductor laminate provided on a main surface of the support substrate, the semiconductor laminate having a collector layer, a base layer, and an emitter layer, which are sequentially laminated from the support substrate side;
A semiconductor device comprising:
The collector layer is formed on the inner side with respect to the side surface of the collector layer, and extends along a direction intersecting the main surface of the support substrate, and the base layer of the first surface A second surface extending from a side end toward the side surface of the collector layer;
Together with contact with the first surface and the second surface, further example Bei regions having a smaller dielectric constant than said collector layer,
The collector layer has a first collector layer and a second collector layer stacked on the first collector layer;
The second collector layer is located between the first layer, the second layer provided on the first layer, a side surface of the first layer, and the first surface, and the main surface of the support substrate. And a third surface extending along the direction intersecting with
The semiconductor element is in contact with the third surface .
支持基板と、
前記支持基板の主面上に設けられる半導体積層体であって、前記支持基板側から順に積層されるコレクタ層、ベース層、及びエミッタ層を有する前記半導体積層体と、
を備える半導体素子であって、
前記コレクタ層は、前記コレクタ層の側面に対して内側に形成されると共に前記支持基板の前記主面と交差する方向に沿って延在する第1面、及び、前記第1面の前記ベース層側の端から、前記コレクタ層の前記側面に向けて延在する第2面を有し、
前記第1面及び前記第2面に接すると共に、前記コレクタ層よりも小さい比誘電率を有する領域と、
前記半導体積層体と前記支持基板との間に設けられると共に、前記半導体積層体と前記支持基板とを互いに接合する金属層と、をさらに備える、半導体素子。
A support substrate;
A semiconductor laminate provided on a main surface of the support substrate, the semiconductor laminate having a collector layer, a base layer, and an emitter layer, which are sequentially laminated from the support substrate side;
A semiconductor device comprising:
The collector layer is formed on the inner side with respect to the side surface of the collector layer, and extends along a direction intersecting the main surface of the support substrate, and the base layer of the first surface A second surface extending from a side end toward the side surface of the collector layer;
A region in contact with the first surface and the second surface and having a relative dielectric constant smaller than that of the collector layer;
The semiconductor laminated body and with provided between the supporting substrate, further comprising a metal layer for bonding the semiconductor laminate and said supporting substrate to each other, a semi conductor elements.
前記金属層は、互いに積層される第1金属層及び第2金属層を有し、
前記半導体積層体の積層方向において、前記領域と重なる前記第1金属層と前記第2金属層との間には、第1空隙が設けられる、請求項に記載の半導体素子。
The metal layer has a first metal layer and a second metal layer stacked on each other,
3. The semiconductor device according to claim 2 , wherein a first gap is provided between the first metal layer and the second metal layer overlapping with the region in a stacking direction of the semiconductor stacked body.
前記領域は、樹脂である、請求項1〜のいずれか一項に記載の半導体素子。 The region is a resin, the semiconductor device according to any one of claims 1-3. 前記樹脂は、前記半導体積層体の積層方向において、前記支持基板側から前記ベース層側に向けて窪んでいる凹部を有しており、
前記凹部は、第2空隙を形成している、請求項に記載の半導体素子。
The resin has a recess that is recessed from the support substrate side toward the base layer side in the stacking direction of the semiconductor stack,
The semiconductor element according to claim 4 , wherein the concave portion forms a second gap.
半導体基板上に、コレクタ層、ベース層、及びエミッタ層が順に積層された半導体積層体を形成する工程と、
前記半導体積層体において前記半導体基板側と反対側の第1主面上に第1支持基板を接着する工程と、
前記半導体基板を前記半導体積層体から除去する工程と、
前記半導体積層体において前記第1主面に対向する第2主面上から前記コレクタ層の一部をエッチングする工程と、
前記コレクタ層がエッチングされて形成される空隙に、前記コレクタ層よりも比誘電率の小さい樹脂を充填する工程と、
前記第2主面上に第2支持基板を接着する工程と、
前記第1支持基板を前記半導体積層体から除去する工程と、
前記半導体積層体の一部をエッチングする工程と、
を備える半導体素子の製造方法。
Forming a semiconductor stacked body in which a collector layer, a base layer, and an emitter layer are sequentially stacked on a semiconductor substrate;
Bonding a first support substrate on a first main surface opposite to the semiconductor substrate in the semiconductor laminate;
Removing the semiconductor substrate from the semiconductor stack;
Etching a part of the collector layer from a second main surface facing the first main surface in the semiconductor laminate;
Filling a void formed by etching the collector layer with a resin having a relative dielectric constant smaller than that of the collector layer;
Adhering a second support substrate on the second main surface;
Removing the first support substrate from the semiconductor stack;
Etching a portion of the semiconductor stack;
A method for manufacturing a semiconductor device comprising:
前記第2主面上に前記第2支持基板を接着する前に、充填された前記樹脂の一部を除去して凹部を形成する工程をさらに備える、請求項に記載の半導体素子の製造方法。 The method for manufacturing a semiconductor element according to claim 6 , further comprising a step of removing a part of the filled resin to form a recess before bonding the second support substrate on the second main surface. .
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JP2853761B2 (en) * 1996-05-16 1999-02-03 日本電気株式会社 Semiconductor device and manufacturing method thereof
JP2004327896A (en) * 2003-04-28 2004-11-18 Sony Corp Semiconductor device and method of manufacturing the same
WO2007058265A1 (en) * 2005-11-18 2007-05-24 Japan Science And Technology Agency Bipolar transistor and its manufacturing method
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