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JPH0422344B2 - - Google Patents
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JPH0422344B2 - - Google Patents

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JPH0422344B2
JPH0422344B2 JP60144575A JP14457585A JPH0422344B2 JP H0422344 B2 JPH0422344 B2 JP H0422344B2 JP 60144575 A JP60144575 A JP 60144575A JP 14457585 A JP14457585 A JP 14457585A JP H0422344 B2 JPH0422344 B2 JP H0422344B2
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base
emitter
barrier layer
collector
layer
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JP60144575A
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Japanese (ja)
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Ichiro Hase
Hiroharu Kawai
Toshiharu Imanaga
Kunio Kaneko
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National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
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Agency of Industrial Science and Technology
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10DINORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
    • H10D48/00Individual devices not covered by groups H10D1/00 - H10D44/00
    • H10D48/30Devices controlled by electric currents or voltages
    • H10D48/32Devices controlled by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
    • H10D48/36Unipolar devices
    • H10D48/362Unipolar transistors having ohmic electrodes on emitter-like, base-like, and collector-like regions, e.g. hot electron transistors [HET], metal base transistors [MBT], resonant tunnelling transistors [RTT], bulk barrier transistors [BBT], planar doped barrier transistors [PDBT] or charge injection transistors [CHINT]

Landscapes

  • Bipolar Transistors (AREA)
  • Electrodes Of Semiconductors (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は半導体装置、特にホツトエレクトロン
トランジスタ(以下HETという)に係わる。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a semiconductor device, and particularly to a hot electron transistor (hereinafter referred to as HET).

〔発明の概要〕[Summary of the invention]

本発明はHETにおいて、そのエミツタバリア
層をベース電極とり出し部上に延在して設け、ベ
ース電極をこのエミツタバリア層の延在部を貫通
してアロイさせたアロイ電極構造となし、HET
の製造の簡易化とベース幅(ベースの厚さ)の縮
減化、従つて輸送効率の向上、更にベース直列抵
抗の低減化、信頼性の向上等をはかる。
The present invention provides an alloy electrode structure in HET in which the emitter barrier layer is provided extending over the base electrode extraction part, and the base electrode is alloyed through the extended part of the emitter barrier layer.
The aim is to simplify manufacturing and reduce the base width (base thickness), thereby improving transportation efficiency, reducing base series resistance, and improving reliability.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来、通常のHETは、第4図にその略線的拡
大断面図を示すように、例えばn型の低比抵抗の
GaAs基板1上にn型のGaAs層よりなるコレク
タ2と、更にこれの上にノンドープのAlGaAs層
よりなるコレクタバリア層3と、n型のGaAs層
よりなるベース4と、ノンドープのAlGaAs層よ
りなるエミツタバリア層5と、n型のGaAs層よ
りなるエミツタ6とが順次積層されてなる。
Conventionally, normal HETs are, for example, n-type low resistivity ones, as shown in a schematic enlarged cross-sectional view in Figure 4.
A collector 2 made of an n-type GaAs layer on a GaAs substrate 1, a collector barrier layer 3 made of a non-doped AlGaAs layer on top of this, a base 4 made of an n-type GaAs layer, and a collector 2 made of a non-doped AlGaAs layer. An emitter barrier layer 5 and an emitter 6 made of an n-type GaAs layer are sequentially laminated.

7,8及び9は夫々コレクタ電極、ベース電極
及びエミツタ電極を示す。E、B及びCは夫々そ
のエミツタ、ベース及びコレクタの各端子を示
す。
7, 8 and 9 indicate a collector electrode, a base electrode and an emitter electrode, respectively. E, B and C indicate its emitter, base and collector terminals, respectively.

この構成によるHETは、エミツタ端子Eを接
地し、コレクタ端子Cに+Vccを印加する。そし
て、エミツタ−ベース各端子E−B間に所定のオ
ン電圧VBEを印加することによつてエミツタ6か
らその多数キヤリア(電子)がベース層4に注入
される。第5図は、このHETのコンダクシヨン
バンドの底のエネルギーレベルを示すモデル図
で、同図において鎖線はフエルミレベルBFを示
している。第5図Aは、各端子に電圧が印加され
ていない状態をモデル的に示す。第5図Bはエミ
ツタ端子E−コレクタ端子C間に、コレクタC側
を正とする電圧Vccが印加された状態をモデル的
に示したものである。また第5図B中、破線はエ
ミツタ端子E−ベース端子B間に電圧を印加しな
い状態を示す。同図中実線はエミツタ−ベース間
にベース側を正する所要のオン電圧VBEを印加し
た状態を示す。電圧Vcc及びVBEが印加された状
態では第5図Bの実線で示されるようにエミツタ
6からその多数キヤリア(電子)がエミツタバリ
ア層5を突き抜けるか、或いは乗り超えることに
よるトンネル或いはサーミオニツクスエミツシヨ
ンが生じ、このキヤリアがベース層4に注入され
る。この場合、トンネル電流に比べ、サーミオニ
ツクエミツシヨン電流が無視できる位のバリアの
高さを有するエミツタバリア層とされる。そして
このときオン電圧VBEが印加された状態では、こ
のベースに注入された大きな運動エネルギーを有
する電子、いわゆるホツトエレクトロンがコレク
タに向うが、このときこの電子の一部は、ベース
中において散乱によつて方向が変わつたりエネル
ギーを失つてこのベースのコンダクシヨンバンド
の底に落ちてこれがベース電流IBとなり、コレク
タバリア層を超えてコレクタに達した他の電子は
コレクタ電流ICとなる。このときエミツタ電流IE
はIE=IB+ICであり、電流利得βは β=IC/IB 尚、B−E間に電圧VBEが与えられない状態で
はエミツタ層からベース層への注入キヤリアの減
少をきたすと共に、この注入キヤリアに対するコ
レクタバリア層のバリアの高さが高くなることに
よつてコレクタ向うキヤリアが阻止され、これに
よつてコレクタ電流ICが抑制される。従つて、こ
のベースBに対する印加電圧によつて結果的に通
常のトランジスタにおけると同様にオン・オフの
動作がなされる。
In the HET with this configuration, the emitter terminal E is grounded and +Vcc is applied to the collector terminal C. Then, by applying a predetermined on-voltage V BE between each emitter-base terminal E-B, the majority carriers (electrons) are injected from the emitter 6 into the base layer 4. FIG. 5 is a model diagram showing the energy level at the bottom of the conduction band of this HET, and in the figure, the chain line indicates the Fermi level B F. FIG. 5A schematically shows a state in which no voltage is applied to each terminal. FIG. 5B is a model showing a state in which a voltage Vcc is applied between the emitter terminal E and the collector terminal C, with the collector C side being positive. Furthermore, in FIG. 5B, the broken line indicates a state in which no voltage is applied between the emitter terminal E and the base terminal B. The solid line in the figure shows a state in which a required on-voltage V BE for correcting the base side is applied between the emitter and the base. When the voltages Vcc and VBE are applied, as shown by the solid line in FIG. This carrier is injected into the base layer 4. In this case, the emitter barrier layer has a barrier height such that a thermionic emission current can be ignored compared to a tunnel current. At this time, when the on-voltage V BE is applied, electrons with large kinetic energy, so-called hot electrons, injected into the base head toward the collector, but at this time, some of these electrons are scattered in the base. As a result, the electrons change direction, lose energy, and fall to the bottom of this base conduction band, which becomes the base current I B. Other electrons that cross the collector barrier layer and reach the collector become the collector current I C. At this time, the emitter current I E
is I E = I B + I C , and the current gain β is β = I C / I B. Note that when the voltage V BE is not applied between BE and E, the carriers injected from the emitter layer to the base layer decrease. At the same time, the height of the barrier of the collector barrier layer against the injected carriers increases, thereby blocking the carriers toward the collector, thereby suppressing the collector current I C . Therefore, depending on the voltage applied to the base B, the transistor is turned on and off in the same manner as in a normal transistor.

このような構造によるHETの製造は、通常先
ず基板1上に順次コレクタ2、コレクタバリア層
3、ベース4、エミツタバリア層5、エミツタ6
の各半導体層を、例えば金属有機物による気相成
長法(MOCVD:Metal Organic Chemical
Vapor Deposition)によるCVD作業によつて連
続的に形成する。次にベース4に対するベース電
極8のとり出し部上のエミツタ6とこれの下のエ
ミツタバリア層5を部分的に排除する。このエミ
ツタ6及びエミツタバリア層5の部分的排除は、
平坦なエツチングが可能なドライエツチング例え
ば CCl2F2ガス又はCCl2F2+Heガスを用いた反応
性イオンエツチングによつて先ずエミツタ6をエ
ツチング除去し、その後ウエツトエツチング又は
ドライエツチングによつてエミツタバリア層5を
とり除いて、ベース4のベース電極とり出し部を
外部に露出するという方法がとられる。
To manufacture an HET with such a structure, normally first, a collector 2, a collector barrier layer 3, a base 4, an emitter barrier layer 5, and an emitter 6 are sequentially formed on a substrate 1.
Each semiconductor layer is grown using, for example, metal organic chemical vapor deposition (MOCVD).
Continuously formed by CVD process (Vapor Deposition). Next, the emitter 6 on the lead-out portion of the base electrode 8 relative to the base 4 and the emitter barrier layer 5 below this are partially removed. This partial elimination of the emitter 6 and the emitter barrier layer 5 results in
First, the emitter 6 is etched away by dry etching that allows flat etching, such as reactive ion etching using CCl 2 F 2 gas or CCl 2 F 2 +He gas, and then the emitter barrier is removed by wet etching or dry etching. A method is used in which the layer 5 is removed to expose the base electrode extraction portion of the base 4 to the outside.

このドライエツチングによる場合、AlGaAsよ
りなるエミツタバリア層5に対するドライエツチ
ングのエツチング速度は、GaAsよりなるエミツ
タ6に対するそれの1/200程度に極めて遅いもの
であるので、エミツタ6に対するドライエツチン
グをなす時、そのエツチングの深さがエミツタバ
リア層5に達する時、見かけ上エツチングが停止
ないしは急激に停滞するので、その時点でドライ
エツチングを停止すれば、先ずエミツタ6の排除
は確実に、しかも平坦な面として選択的にエツチ
ングされ、続いてエミツタバリア層5に対してウ
エツトエツチング又はドライエツチングを行えば
エミツタ6及びエミツタバリア層5の双方に関し
てウエツトエツチングを行う場合に比してベース
4のベース電極とり出し部の表面を比較的平坦な
面として露出させることができる。
In this dry etching, the etching speed of the emitter barrier layer 5 made of AlGaAs is extremely slow, about 1/200 of that for the emitter 6 made of GaAs. When the depth of etching reaches the emitter barrier layer 5, the etching apparently stops or suddenly stops, so if dry etching is stopped at that point, the emitter 6 can be removed reliably and selectively as a flat surface. If wet etching or dry etching is subsequently performed on the emitter barrier layer 5, the surface of the base electrode extraction portion of the base 4 will be much smaller than when wet etching is performed on both the emitter 6 and the emitter barrier layer 5. can be exposed as a relatively flat surface.

しかしながら、このような方法による場合にお
いても、エミツタバリア層を制御性良く除去する
ことは困難であり又多少のエツチングの進行むら
即ちエツチング面の凹凸が生じることは避けられ
ない。
However, even in the case of such a method, it is difficult to remove the emitter barrier layer with good controllability, and it is inevitable that some degree of uneven etching progresses, that is, unevenness of the etched surface occurs.

このため、ベース電極のとり出し部においてそ
のエツチングがベース4を突き抜けることがない
ように、ベース4の厚さは、500〜1000Å程度の
厚さに選定されることが余儀なくされている。
Therefore, the thickness of the base 4 must be selected to be about 500 to 1000 Å so that the etching does not penetrate through the base 4 at the extraction portion of the base electrode.

また実際上ベース電極8を被着すべく露出され
たベース4の表面には、表面準位による空乏層が
広がり、これによつてベース電極8とベースの動
作領域即ちエミツタ6の直下における部分との間
の実質的幅(厚さ)が表面空乏層によつて狭めら
れ、これがベース直列抵抗を高めることになるの
でこの点からもベース4の厚さは充分小にするこ
とができない。そのそのため、この種HETにお
いてはベース4のベース幅を小にする上に制約が
ありここにおけるキヤリアの輸送効率を充分高め
ることができず前述の電流利得βの向上が充分は
かれないという問題がある。
In addition, a depletion layer due to surface levels spreads on the surface of the base 4 exposed to which the base electrode 8 is actually attached, and this causes the base electrode 8 and the operating region of the base, that is, the portion directly below the emitter 6, to The substantial width (thickness) between the two is narrowed by the surface depletion layer, which increases the base series resistance, so from this point of view as well, the thickness of the base 4 cannot be made sufficiently small. Therefore, in this type of HET, there are restrictions on reducing the base width of the base 4, and the carrier transport efficiency here cannot be sufficiently increased, resulting in the problem that the aforementioned current gain β cannot be sufficiently improved. be.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

上述したように従来のHETにおいてはそのベ
ース幅を充分小にすることができないとか或いは
このベース幅を小にすればベース電極とり出し部
においての突き抜け等による信頼性の低下或いは
ベース直列抵抗の増大化等の問題点を有する。
As mentioned above, in conventional HETs, it is not possible to make the base width sufficiently small, or if the base width is made small, the reliability may decrease due to penetration at the base electrode extraction part, or the base series resistance may increase. There are problems such as compatibility.

本発明においてはこのような諸問題を解消しベ
ース幅を充分小にしてコレクタへのキヤリアの輸
送効率を高める電流利得、電流増幅率の向上を図
りしかもベース幅即ちベース層の厚さを小とする
にも拘らず信頼性の低下を回避し、またベース抵
抗の増大化を回避することができるようにした半
導体装置、特にHETを提供するものである。
In the present invention, these problems are solved and the base width is made sufficiently small to improve the current gain and current amplification factor that increases the carrier transport efficiency to the collector. The object of the present invention is to provide a semiconductor device, particularly an HET, which can avoid a decrease in reliability and an increase in base resistance despite the above-mentioned characteristics.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

第1図を参照して本発明による半導体装置即ち
HETを説明する。第1図において第3図と対応
する部分には同一符号を付す。
Referring to FIG. 1, a semiconductor device according to the present invention, namely
Explain HET. In FIG. 1, parts corresponding to those in FIG. 3 are given the same reference numerals.

本発明においてはエミツタ6、ベース4、コレ
クタ2間にエミツタバリア層5、コレクタバリア
層3を半導体装置即ちHETにおいて、そのベー
ス4のこれに対するベース電極を被着する部分即
ちベース電極とり出し部上にエミツタバリア層5
を延在させ、この延在部5a上にベース電極8を
この延在部5aの全厚さを突き抜けベース4に達
する深さにアロイを行つたアロイ電極によつてベ
ース電極8を構成する。
In the present invention, an emitter barrier layer 5 and a collector barrier layer 3 are provided between an emitter 6, a base 4, and a collector 2 in a semiconductor device, that is, an HET, on a portion of the base 4 on which a base electrode is attached, that is, on a base electrode extraction portion. Emitsuta barrier layer 5
The base electrode 8 is formed by an alloy electrode which is formed by extending the base electrode 8 on the extending portion 5a to a depth that penetrates through the entire thickness of the extending portion 5a and reaches the base 4.

〔作用〕[Effect]

上述の本発明構成によるHETによれば、ベー
ス4へのベース、電極8の被着部即ちベース電極
とり出し部にエミツタバリア層5を延在させたこ
とによつて、このHETの作製に当たつての選択
的エツチングは、エミツタ6に関してのみ行い、
エミツタバリア層5に関してはエツチングが不要
となされたことによつて冒頭に述べた選択ドライ
エツチングのみによつてその排除を行うことがで
きること、更にエミツタバリア層の濃度を制御す
ることによりベース4の表面が外部に露出するこ
とによる表面空乏層の影響を少なくできるので、
ベース4の厚さを充分小なる厚さ200Å以下の例
えば100Å程度にもすることができ、これによつ
てキヤリアの輸送効率を大にし電流利得、電流増
幅率の増大化を図ることができる。
According to the HET according to the above-described structure of the present invention, the emitter barrier layer 5 is extended to the base 4 where the base and the electrode 8 are attached, that is, the base electrode extraction part, which makes it easy to manufacture this HET. All selective etching is performed only on emitter 6,
Since etching is not necessary for the emitter barrier layer 5, it can be eliminated only by the selective dry etching mentioned at the beginning, and furthermore, by controlling the concentration of the emitter barrier layer, the surface of the base 4 can be removed from the outside. The effect of the surface depletion layer caused by exposure to water can be reduced.
The thickness of the base 4 can be reduced to a sufficiently small thickness of 200 Å or less, for example, about 100 Å, thereby increasing the carrier transport efficiency and increasing the current gain and current amplification factor.

〔実施例〕〔Example〕

更に第1図を参照して本発明によるHETを詳
細に説明する。この例においても例えばn型の低
比抵抗のGaAs基板1を設け、これの上に順次、
コレクタ2を構成するn型例えばSiがドープされ
た厚さ3000ÅのGaAs半導体層と、更にこれの上
にコレクタバリア層3を構成する例えばノンドー
プのAl0.35Ga0.65Asよりなる厚さ1500Åの半導体
層と、更にこれの上にベース4を構成する例えば
厚さ300ÅのSiがドープされたn型のGaAs半導
体層と、更にこれの上にエミツタバリア層5を構
成する厚さ120ÅのノンドープのAl0.35Ga0.65Asの
半導体層と、更にこの上にエミツタ6を構成する
厚さ300ÅのSiドープのn型のGaAs半導体層を
順次一作業によつてMOCVDによつてエピタキ
シヤル成長する。その後、例えば中央のトランジ
スタ動作領域部を残し、その周囲のベース電極と
り出し部上のエミツタ6のGaAs層を選択的に周
知のドライエツチング例えばCCl2F2又はCCl2F2
+Heガスによつて除去する。この場合、ドライ
エツチングの適用によつてすなわち、エミツタ6
のGaAsとエミツタバリア層5のAlGaAsとのエ
ツチング速度の差を利用してエミツタ6のみを選
択的に除去し、エミツタバリア層5は全域におい
て残し、エミツタ6の排除されたベース電極とり
出し部に、エミツタバリア層の延在部5aを形成
する。このようにしてエミツタ6が除去されたエ
ミツタバリア層5の延在部5aの表面は一部その
ドライエツチングが進行されるとしても、上述し
たようにエミツタバリア層5の組成物AlGaAsと
エミツタ6の組成物GaAsとのエツチング速度の
差を利用することによつてエミツタ6のみを選択
的に確実に除去しエミツタバリア層5を確実に残
すエツチングを容易に行うことができるものであ
る。そして、ドライエツチングによるときは、エ
ミツタ6の排除によつて露呈した延在部5aの表
面は平坦な面として言い換えれば延在部5aが各
部一様な厚さとして残される。
Further, referring to FIG. 1, the HET according to the present invention will be explained in detail. In this example as well, for example, an n-type low resistivity GaAs substrate 1 is provided, and on this
A 3000 Å thick n-type GaAs semiconductor layer doped with Si, for example, which constitutes the collector 2, and a 1500 Å thick semiconductor layer made of, for example, non-doped Al 0.35 Ga 0.65 As, which constitutes the collector barrier layer 3 on top of this. On top of this, for example, a 300 Å thick Si-doped n-type GaAs semiconductor layer forming the base 4, and further above this a 120 Å thick undoped Al 0.35 Ga forming the emitter barrier layer 5. A 0.65 As semiconductor layer and a 300 Å thick Si-doped n-type GaAs semiconductor layer constituting the emitter 6 are epitaxially grown on this layer by MOCVD in one operation. Thereafter, the GaAs layer of the emitter 6 on the surrounding base electrode extraction part is selectively etched by a well-known dry etching process, for example, with CCl 2 F 2 or CCl 2 F 2 , leaving the central transistor operating area.
Remove with +He gas. In this case, by applying dry etching, i.e. emitter 6
Utilizing the difference in etching speed between the GaAs of the emitter barrier layer 5 and the AlGaAs of the emitter barrier layer 5, only the emitter barrier layer 5 is selectively removed. A layer extension 5a is formed. Even though the surface of the extended portion 5a of the emitter barrier layer 5 from which the emitter 6 has been removed is partially dry-etched, the composition AlGaAs of the emitter barrier layer 5 and the composition of the emitter 6 may be removed as described above. By utilizing the difference in etching speed with GaAs, it is possible to easily perform etching that selectively and reliably removes only the emitter 6 and reliably leaves the emitter barrier layer 5. When dry etching is performed, the surface of the extending portion 5a exposed by removing the emitter 6 is left as a flat surface, in other words, the extending portion 5a is left with uniform thickness at each portion.

またエミツタ6と、基板1の裏面とには、夫々
Au/AuGe/Niの多層構造によるエミツタ電極
9とコレクタ電極7とをオーミツクに被着する。
Moreover, the emitter 6 and the back surface of the board 1 have respective
An emitter electrode 9 and a collector electrode 7 having a multilayer structure of Au/AuGe/Ni are ohmicly deposited.

そして特に本発明においてはベース電極8とし
て例えば同様にAu/AuGe/Ni金属電極を、延
在部5a上においてこの延在部5aを突き抜けベ
ース4に達する深さにアロイすることによつてオ
ーミツクにコンクタトする。
In particular, in the present invention, an Au/AuGe/Ni metal electrode is similarly alloyed as the base electrode 8 on the extending portion 5a to a depth that penetrates through the extending portion 5a and reaches the base 4, thereby achieving an ohmic structure. Conktat.

第2図はこのHETにおけるベース電流IBをパ
ラメータとしたエミツタ接地トランジスタ特性を
示し、エミツタ接地電流増幅率βは2.0以上が得
られている。この場合のエミツタ面積は、80μm
×40μmで77Kではβが約1.6以上の結果が得られ
ている。
FIG. 2 shows the grounded emitter transistor characteristics with the base current I B as a parameter in this HET, and a grounded emitter current amplification factor β of 2.0 or more is obtained. In this case, the emitter area is 80μm
At ×40 μm and 77K, β was found to be approximately 1.6 or more.

尚、上述した各例ではヘテロ接合構造によるエ
ミツタ構造によるHETとした場合であるが、エ
ミツタをシヨツトキー接合構造とすることによつ
て、上述したベース電極とり出しに対するエツチ
ング工程を省略することができる。この場合の例
を第3図に示す。第3図において、第1図と対応
する部分には同一符号を付してできるだけ重複説
明を省略する。この場合、基板1上に連続的に、
コレクタ2、コレクタバリア層3、ベース4、エ
ミツタバリア層5をエピタキシヤル成長させる
が、エミツタ6を構成する半導体層の形成は行わ
ずに、先ずコレクタ電極7とベース電極8を夫々
アロイする。これら電極7及び8は例えばNi、
AuGe、Auを順次蒸着したAu/AuGe/Niの多
層構造とし、H2雰囲気中で約420℃でアロイす
る。次にエミツタバリア層5上に例えばAuのシ
ヨツトキー金属の蒸着層より成るエミツタ電極9
を形成する。この場合においても、ベース電極8
を形成すべき部分にはエミツタバリア層5の延在
部5aが存在しているものであり、これによりベ
ース4が充分小なる厚さとされてもベースにオー
ミツク電極を設けることができる。
In each of the above-described examples, the HET has an emitter structure having a heterojunction structure, but by making the emitter a shot-key junction structure, the etching process for extracting the base electrode described above can be omitted. An example of this case is shown in FIG. In FIG. 3, parts corresponding to those in FIG. 1 are given the same reference numerals, and redundant explanation will be omitted as much as possible. In this case, continuously on the substrate 1,
The collector 2, the collector barrier layer 3, the base 4, and the emitter barrier layer 5 are grown epitaxially, but the semiconductor layer constituting the emitter 6 is not formed, and the collector electrode 7 and the base electrode 8 are first alloyed, respectively. These electrodes 7 and 8 are made of, for example, Ni,
It has a multilayer structure of Au/AuGe/Ni, in which AuGe and Au are sequentially deposited, and is alloyed at approximately 420°C in an H 2 atmosphere. Next, an emitter electrode 9 made of a vapor-deposited layer of Schottky metal such as Au is placed on the emitter barrier layer 5.
form. In this case as well, the base electrode 8
The extending portion 5a of the emitter barrier layer 5 is present in the portion where the emitter barrier layer 5 is to be formed, so that even if the base 4 has a sufficiently small thickness, an ohmic electrode can be provided on the base.

尚、上述した例においては、GaAs/
AlGaAs/GaAs/AlGaAs/GaAs構造ないしは
金属/AlGaAs/GaAs/AlGaAs構造のHETに
本発明を適用した場合であるが、他の材料による
HET例えばベースにInをドープしてGaAs(また
は金属)/AlGaAs/InGaAs/AlGaAs/GaAs
構造として低ベース抵抗化をはかつた。本出願人
の出願に係る特願昭59−224090号によるHET、
或いはInGaAs(又は金属)/InP/InGaAs/
InP/InGaAs構造によるHETに本発明を適用す
ることもできる。また、上述した例においてはエ
ミツタバリア層をノンドープ層によつて形成した
場合であるが或る場合は、これに適当な不純物ド
ーピングを行う構成をとることもできるなど種々
の変更をなし得る。
In addition, in the above example, GaAs/
This is a case where the present invention is applied to an HET with an AlGaAs/GaAs/AlGaAs/GaAs structure or a metal/AlGaAs/GaAs/AlGaAs structure, but
HET For example, the base is doped with In and GaAs (or metal)/AlGaAs/InGaAs/AlGaAs/GaAs
The structure has a low base resistance. HET according to Japanese Patent Application No. 59-224090 filed by the present applicant,
Or InGaAs (or metal)/InP/InGaAs/
The present invention can also be applied to HETs with an InP/InGaAs structure. Further, in the above-mentioned example, the emitter barrier layer is formed of a non-doped layer, but in some cases, it may be doped with an appropriate impurity, and various other changes may be made.

〔発明の効果〕 上述したように本発明においてはベース4に対
するベース電極の被着部即ちベース電極とり出し
部にエミツタバリア層5を延在させた延在部5a
を形成してエミツタ直下のトランジスタ動作部と
ベース電極8との間においてベース4が直接的に
外部に露呈するのを回避したことによつて、エミ
ツタバリア層の濃度を制御することによりベース
電極とエミツタ直下のトランジスタ動作領域との
間における表面空乏層の発生を抑制することがで
きるようにしたので、この空乏層の広がりによつ
てトランジスタの動作領域とベース電極間の電流
通路の狭窄化及びこれによるベース抵抗の増大化
を抑制できる。
[Effects of the Invention] As described above, in the present invention, the extension portion 5a in which the emitter barrier layer 5 is extended to the attachment portion of the base electrode to the base 4, that is, the base electrode extraction portion.
By forming an emitter barrier layer to prevent the base 4 from being directly exposed to the outside between the transistor operating section immediately below the emitter and the base electrode 8, the concentration of the emitter barrier layer can be controlled. Since it is possible to suppress the generation of a surface depletion layer between the transistor operating region immediately below, the expansion of this depletion layer causes the narrowing of the current path between the transistor operating region and the base electrode, and the resulting Increase in base resistance can be suppressed.

またその製造工程において例えばエミツタ6を
形成する半導体層に対するエツチング工程を伴う
場合、更には、ベース4へのベース電極8のアロ
イにおいて、ベース4の厚さを小さくてもベース
電極とり出し部にエミツタバリア層5の延在部5
aが延在していることによつてそのエツチングが
ベース4を突き抜ける不都合を回避できるのでベ
ース4の厚さを上述した例のように300Å或いは
更にはこれより小なる厚さに形成することができ
コレクタへのキヤリアの輸送効率を高めることが
できこれにより電流利得従つて電流増幅率の向上
を図ることができまたベース4の厚さを小にする
にも拘らず信頼性の高いHETを得ることができ
るなどその利益は大である。
In addition, when the manufacturing process involves an etching process for the semiconductor layer forming the emitter 6, for example, and when the base electrode 8 is alloyed to the base 4, even if the thickness of the base 4 is reduced, an emitter barrier is formed at the base electrode extraction part. Extension 5 of layer 5
By extending a, the inconvenience of the etching penetrating through the base 4 can be avoided, so that the thickness of the base 4 can be formed to be 300 Å or even smaller as in the above example. This makes it possible to increase the carrier transport efficiency to the collector, thereby improving the current gain and therefore the current amplification factor, and obtaining a highly reliable HET despite reducing the thickness of the base 4. The benefits of doing so are huge.

そして、第3図で説明した例のようにシヨツト
キー接合によるエミツタとするときは、選択的エ
ツチングが回避されて、より製造の簡略化とプレ
ナー化がはかられて集積回路化が有利となる。
When the emitter is formed by Schottky bonding as in the example explained in FIG. 3, selective etching is avoided, and manufacturing can be simplified and planarized, making it advantageous to integrate the emitter into an integrated circuit.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明による半導体装置の一例の略線
的拡大断面図、第2図はそのエミツタ接地トラン
ジスタ特性曲線図、第3図は本発明装置の他の例
の略線的拡大断面図、第4図は従来の半導体装置
の略線的拡大断面図、第5図はそのエネルギーバ
ンドモデル図である。 1は基板、2はコレクタ、3はバリア層、4は
ベース、5はエミツタバリア層、5aはその延在
部、6はエミツタ、7はコレクタ電極、8はベー
ス電極、9はエミツタ電極である。
FIG. 1 is a schematic enlarged cross-sectional view of an example of a semiconductor device according to the present invention, FIG. 2 is a characteristic curve diagram of a grounded emitter transistor thereof, and FIG. 3 is a schematic enlarged cross-sectional view of another example of a semiconductor device of the present invention. FIG. 4 is a schematic enlarged sectional view of a conventional semiconductor device, and FIG. 5 is an energy band model diagram thereof. 1 is a substrate, 2 is a collector, 3 is a barrier layer, 4 is a base, 5 is an emitter barrier layer, 5a is an extension thereof, 6 is an emitter, 7 is a collector electrode, 8 is a base electrode, and 9 is an emitter electrode.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 エミツタ、ベース、コレクタ間にエミツタバ
リア層、コレクタバリア層を有する半導体装置に
おいて、上記ベースのベース電極とり出し部上
に、上記エミツタバリア層が延在し、ベース電極
が上記エミツタバリア層の延在部を貫いて上記ベ
ースのベース電極とり出し部に達するアロイ電極
より成ることを特徴とする半導体装置。
1. In a semiconductor device having an emitter barrier layer and a collector barrier layer between an emitter, a base, and a collector, the emitter barrier layer extends over the base electrode extraction portion of the base, and the base electrode extends over the extending portion of the emitter barrier layer. A semiconductor device comprising an alloy electrode that penetrates and reaches the base electrode extraction portion of the base.
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