JPH0658917B2 - Bipolar transistor and manufacturing method thereof - Google Patents
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- JPH0658917B2 JPH0658917B2 JP62219445A JP21944587A JPH0658917B2 JP H0658917 B2 JPH0658917 B2 JP H0658917B2 JP 62219445 A JP62219445 A JP 62219445A JP 21944587 A JP21944587 A JP 21944587A JP H0658917 B2 JPH0658917 B2 JP H0658917B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はバイポーラトランジスタおよびその製造方法に
関し、特に化合物半導体を用いたヘテロ接合バイポーラ
トランジスタおよびその製造方法に関する。The present invention relates to a bipolar transistor and a manufacturing method thereof, and more particularly to a heterojunction bipolar transistor using a compound semiconductor and a manufacturing method thereof.
近年、AlGaAs/GaAsなどの組合せのように、バンドギャ
ップが異なる2種類の半導体の接合を利用したヘテロ接
合バイポーラトランジスタ(HBT)の研究開発が活発に行
なわれている。このようなデバイスは、分子線エピタキ
シャル成長(MBE)技術あるいは有機金属CVD技術等を
用いて基板に順次成長されたサブコレクタ層,コレクタ
層,ベース層,エミッタ層を有している。このHBTは
ベースのドーピング濃度を大きくして、ベース抵抗を低
減しても電流利得が低下せず、優れた高周波特性を有し
ている。In recent years, research and development of a heterojunction bipolar transistor (HBT) using a junction of two kinds of semiconductors having different band gaps, such as a combination of AlGaAs / GaAs, has been actively conducted. Such a device has a subcollector layer, a collector layer, a base layer, and an emitter layer which are sequentially grown on a substrate by using a molecular beam epitaxial growth (MBE) technique or a metal organic CVD technique. This HBT has an excellent high frequency characteristic without decreasing the current gain even if the base resistance is reduced by increasing the doping concentration of the base.
第7図は従来のヘテロ接合バイポーラトランジスタの一
例の断面図である。FIG. 7 is a sectional view of an example of a conventional heterojunction bipolar transistor.
半絶縁性GaAs基板9上にサブコレクタ層となるn+-GaAs
層8、コレクタ層となるn-GaAs層12,ベース層となる
p+-GaAs層5,エミッタ層となるn-Al0.3Ga0.7As層4お
よびオーミック接合をとりやすくするためのキャップ層
となるn+-GaAs層11がMBE法により成長されてい
る。エミッタ電極1,ベース電極2およびコレクタ電極
3は各々エミッタ層,ベース層,サブコレクタ層を露出
させた上に設けられている。N + -GaAs as a subcollector layer on the semi-insulating GaAs substrate 9
Layer 8, n-GaAs layer 12 serving as collector layer, and base layer
The p + -GaAs layer 5, the n-Al 0.3 Ga 0.7 As layer 4 serving as the emitter layer and the n + -GaAs layer 11 serving as the cap layer for facilitating ohmic contact are grown by the MBE method. The emitter electrode 1, the base electrode 2, and the collector electrode 3 are provided on the exposed emitter layer, base layer, and subcollector layer, respectively.
HBTに高電子注入動作をさせた場合、コレクタに注入
される電子の数が多くなりコレクタ空之層中の電位分布
が変化する。When the HBT is made to perform a high electron injection operation, the number of electrons injected into the collector increases and the potential distribution in the collector sky layer changes.
第7図中には2次元デバイスシミュレータを用いて解析
したコレクタ層中の等電位線群21および電子の動きを
示すベクトル群10が示されている。FIG. 7 shows a group of equipotential lines 21 in the collector layer analyzed by a two-dimensional device simulator and a group of vectors 10 showing the movement of electrons.
第7図に示されたように、エミッタ電極1の真下に位置
する真性HBT領域の周辺部では等電位線が基板垂直方
向に曲がっており、等電位線は2次元的な分布をもって
いる。このため電子の動きは基板垂直方向成分だけでな
く、基板水平成分も持っている。したがってコレクタ中
の電子の動きは1次元的な一様性をもたず、各々の方向
に進む電子のコレクタ空乏走行時間が多様であるため、
超高周波信号を増幅する際の位相が不揃いとなる欠点を
有する。このことは電流利得遮断周波数が低下すること
を意味し問題であった。As shown in FIG. 7, the equipotential lines are curved in the substrate vertical direction in the peripheral portion of the intrinsic HBT region located directly below the emitter electrode 1, and the equipotential lines have a two-dimensional distribution. Therefore, the movement of electrons has not only the vertical component of the substrate but also the horizontal component of the substrate. Therefore, the movement of the electrons in the collector does not have one-dimensional uniformity, and the collector depletion transit time of the electrons traveling in each direction is various.
It has a drawback that the phases when amplifying an ultra high frequency signal are not uniform. This means that the current gain cutoff frequency is lowered, which is a problem.
さらにコレクタ領域における電流分布が広がることに引
きつられてベース領域における電流分布も不必要に広が
るため、再結合領域が拡大して再結合電流が増大し、電
流利得そのものも低下するという欠点を併せもち問題で
あった。Furthermore, since the current distribution in the base region is unnecessarily widened due to the current distribution in the collector region being widened, the recombination region is expanded, the recombination current is increased, and the current gain itself is also reduced. It was a problem.
これらのことはエミッタ寸法を微細化する程顕在化す
る。このためエミッタ寸法をサブミクロン級にし、電流
密度を増大させてHBTの高周波特性を大幅に向上させ
ようとしても思うように高周波特性が改善されなかっ
た。加えて外部ベース領域における寄生ベース・コレク
タ接合容量も高周波特性劣化の一因となり問題であっ
た。These become more obvious as the emitter size is reduced. Therefore, even if the emitter size is set to the submicron level and the current density is increased to significantly improve the high frequency characteristics of the HBT, the high frequency characteristics are not improved as expected. In addition, the parasitic base-collector junction capacitance in the external base region has also been a problem as a cause of deterioration of high frequency characteristics.
本発明の目的はエミッタ寸法を微細化してもコレクタ空
乏層領域およびベース領域における電流の一様性が劣化
せず、かつ寄生容量が低減されたバイポーラトランジス
タおよびその製造方法を提供することにある。It is an object of the present invention to provide a bipolar transistor in which the uniformity of the current in the collector depletion layer region and the base region is not deteriorated even when the emitter size is miniaturized, and the parasitic capacitance is reduced, and a manufacturing method thereof.
第1の発明のバイポーラトランジスタは、半導体基板上
に順次形成されたサブコレクタ層,コレクタ層,ベース
層及びエミッタ層とを有するnpnバイポーラトランジス
タにおいて、前記エミッタ層に接していない外部ベース
層下に位置するコレクタ層と前記エミッタ層に接してい
る真性ベース層下に位置するコレクタ層との間には、前
記真性ベース層下に位置するコレクタ層より電子親和力
の小さい半導体層が形成されているものである。A bipolar transistor according to a first invention is an npn bipolar transistor having a subcollector layer, a collector layer, a base layer and an emitter layer sequentially formed on a semiconductor substrate, and is located below an external base layer not in contact with the emitter layer. Between the collector layer and the collector layer located below the intrinsic base layer in contact with the emitter layer, a semiconductor layer having an electron affinity lower than that of the collector layer located below the intrinsic base layer is formed. is there.
第2の発明のバイポーラトランジスタの製造方法は、半
導体基板上にn型サブコレクタ層とノンドープのスペー
サ層とを順次形成する工程と、前記スペーサ層上に絶縁
膜からなるマスクを選択的に形成する工程と、前記マス
クを用い異方性エッチング法により前記スペーサ層をエ
ッチングし前記サブコレクタ層に達する開口部を形成す
る工程と、前記開口部を含む全面に半導体層を設けたの
ち異方性エッチング法によりエッチングし前記開口部の
側面に半導体層からなる側壁を形成する工程と、前記側
壁を形成する半導体より電子親和力の大きいエピタキシ
ャル層で前記開口部を埋め真性コレクタ領域を形成する
工程と、前記マスクを除去したのち真性コレクタ領域を
含む全面に逆p型ベース層及びn型エミッタ層を順次形
成する工程とを含んで構成される。A method of manufacturing a bipolar transistor according to a second aspect of the present invention includes a step of sequentially forming an n-type subcollector layer and a non-doped spacer layer on a semiconductor substrate, and a mask made of an insulating film is selectively formed on the spacer layer. A step of etching the spacer layer by an anisotropic etching method using the mask to form an opening reaching the subcollector layer; and anisotropy etching after forming a semiconductor layer on the entire surface including the opening. A side wall of the semiconductor layer is formed on the side surface of the opening by etching by a method, a step of filling the opening with an epitaxial layer having an electron affinity higher than that of the semiconductor forming the side wall and forming an intrinsic collector region; After removing the mask, sequentially forming an inverted p-type base layer and an n-type emitter layer on the entire surface including the intrinsic collector region. In constructed.
第3の発明のバイポーラトランジスタの製造方法は、半
導体基板上にn型サブコレクタ層とノンドープのスペー
サ層と外部ベース領域の一部を構成するp型外部ベース
層とを順次形成する工程と、前記外部ベース層上に絶縁
膜からなるマスクを選択的に形成する工程と、前記マス
クを用い異方性エッチング法により前記外部ベース層及
びスペーサ層とをエッチングし前記サブコレクタ層に達
する開口部を形成する工程と、前記開口部を含む全面に
半導体層を設けたのち異方性エッチング法によりエッチ
ングし前記開口部の側面に半導体層からなる側壁を形成
する工程と、前記側壁を形成する半導体より電子親和力
の大きいエピタキシャル層で前記開口部を埋め真性コレ
クタ領域を形成する工程と、前記マスクを除去したのち
真性コレクタ領域を含む全面にp型ベース層及びn型エ
ミッタ層を順次形成する工程とを含んで構成される。A method for manufacturing a bipolar transistor according to a third aspect of the present invention comprises a step of sequentially forming an n-type subcollector layer, a non-doped spacer layer, and a p-type external base layer forming a part of an external base region on a semiconductor substrate, Step of selectively forming a mask made of an insulating film on the external base layer, and etching the external base layer and the spacer layer by anisotropic etching using the mask to form an opening reaching the subcollector layer And a step of forming a side wall made of a semiconductor layer on the side surface of the opening by forming a semiconductor layer on the entire surface including the opening and then etching by an anisotropic etching method. Filling the opening with an epitaxial layer having a high affinity to form an intrinsic collector region, and removing the mask, then the intrinsic collector region Configured to include a step of sequentially forming a p-type base layer and the n-type emitter layer on the entire surface including.
次に本願発明の実施例について図面を参照して説明す
る。Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
第1図は第1の発明のバイポーラトランジスタの第1の
実施例の断面図である。FIG. 1 is a sectional view of a first embodiment of a bipolar transistor of the first invention.
第1図において、半絶縁性GaAs基板9の上にサブコレク
タとなる厚さ5000Å、ドーピング濃度1×1019cm-3のn+-
GaAs層8が形成されており、このn+-GaAs層8の上で、
エミッタ層に接する真性ベース領域の直下の部分には真
性コレクタとなる厚さ4000Å、ドーピング濃度5×1016c
m-3のn-GaAs層12が設けられ、エミッタ層に接しない
外部ベース領域直下の部分には厚さ4000Åのノンドープ
GaAs層6が設けられている。In FIG. 1, n + -with a thickness of 5000 Å to be a subcollector and a doping concentration of 1 × 10 19 cm -3 is formed on the semi-insulating GaAs substrate 9.
A GaAs layer 8 is formed, and on this n + -GaAs layer 8,
Immediately below the intrinsic base region in contact with the emitter layer, a thickness of 4000 Å to become an intrinsic collector and a doping concentration of 5 × 10 16 c
n-GaAs layer 12 m -3 is provided, a non-doped thick 4000Å in part just below the external base region not in contact with the emitter layer
A GaAs layer 6 is provided.
これらの上にはベース層となる厚さ1000Å、ドーピング
濃度1×1019cm-3のp+-GaAs層5およびエミッタ層となる
厚さ2000Å、ドーピング濃度3×1017cm-3のn-Al0.3Ga
0.7As層4およびキャップ層となる厚さ1500Å、ドーピ
ング濃度5×1018cm-3のn+-GaAs層11が設けられてい
る。また1はAuGe-Niからなるオーム性エミッタ電極、
2はAuZn-Niからなるオーム性ベース電極、3はAuGe-Ni
からなるオーム性コレクタ電極である。On top of these, a thickness of 1000 Å to be the base layer, a p + -GaAs layer 5 with a doping concentration of 1 × 10 19 cm -3 and a thickness of 2000 Å to be the emitter layer, and an n-with a doping concentration of 3 × 10 17 cm -3 . Al 0.3 Ga
A 0.7 As layer 4 and an n + -GaAs layer 11 having a thickness of 1500 Å and a doping concentration of 5 × 10 18 cm -3 to be the cap layer are provided. In addition, 1 is an ohmic emitter electrode made of AuGe-Ni,
2 is an ohmic base electrode made of AuZn-Ni, 3 is AuGe-Ni
Is an ohmic collector electrode composed of
そして、ノンドープGaAs層6とn-GaAs層12の間には、
n-GaAs層12より電子親和力の小さいノンドープAl0.3G
a0.7As層7が設けられている。Al0.3Ga0.7Asの電子親和
力は3.83eVであるのに対し、GaAsの電子親和力は4.05eV
である。And, between the non-doped GaAs layer 6 and the n-GaAs layer 12,
Non-doped Al 0.3 G with electron affinity smaller than that of n-GaAs layer 12
a 0.7 As layer 7 is provided. The electron affinity of Al 0.3 Ga 0.7 As is 3.83 eV, while that of GaAs is 4.05 eV.
Is.
第1図におけるA-A′線上の半導体バンドダイヤグラム
を第2図に示す。A semiconductor band diagram along the line AA 'in FIG. 1 is shown in FIG.
Al0.3Ga0.7Asの電子親和力は0.22eV程GaAsより小さいの
で、この0.22eV分の障壁がn-GaAs層12とノンドープAl
0.3Ga0.7As層7との間に発生し、電子34はn-GaAs層1
2内だけにとじ込められる。このため電子の流れは第1
図の10で示されるように2次元的分布をもたず真性コ
レクタ中で一様になる。Since the electron affinity of Al 0.3 Ga 0.7 As is smaller than GaAs by about 0.22 eV, the barrier for 0.22 eV is the n-GaAs layer 12 and non-doped Al.
Electrons 34 are generated between 0.3 Ga 0.7 As layer 7 and n-GaAs layer 1
Can be confined only in 2. Therefore, the electron flow is the first
As shown at 10 in the figure, it has no two-dimensional distribution and becomes uniform in the intrinsic collector.
なお第1図の実施例ではベース電極の下部の外部ベース
領域の下に位置するコレクタ層はノンドープGaAs6とす
ることにより寄生ベース・コレクタ容量の低減が計られ
ている。In the embodiment shown in FIG. 1, the collector layer located below the external base region below the base electrode is made of non-doped GaAs 6 to reduce the parasitic base-collector capacitance.
第3図は第1の発明のバイポーラトランジスタの第2の
実施例の断面図である。FIG. 3 is a sectional view of a second embodiment of the bipolar transistor of the first invention.
第3図においてベース電極2下のp+-GaAs層5の下にp+-
GaAs層13を設けた点以外は前述の第1の実施例と同じ
である。第3図においてはp+-GaAs層13を外部ベース
の一部として付加的に設け、ベース抵抗の低減を計って
いる。In FIG. 3, p + -under the base electrode 2 and under the GaAs layer 5 p + -
It is the same as the above-described first embodiment except that the GaAs layer 13 is provided. In FIG. 3, the p + -GaAs layer 13 is additionally provided as a part of the external base to reduce the base resistance.
第3図においてA-A′線上の半導体バンドダイヤグラム
は、第2図と同じである。さらにB-B′線上のバンドダ
イヤグラムは、第4図に示すようになる。The semiconductor band diagram on the line AA 'in FIG. 3 is the same as that in FIG. Further, the band diagram on the line BB 'is as shown in FIG.
この場合も、電子は、GaAsとAl0.3Ga0.7Asとの電子親和
力差に帰因する障壁によりn-GaAs層12中にとじ込めら
れ、電子の流れ10は一様となる。加えてベース抵抗を
低減するために導入したp+-GaAs層13と真性コレクタ
となるn-GaAs層12の間の寄生容量は、ノンドープAl
0.3Ga0.7As層7の存在により低減される。Also in this case, the electrons are trapped in the n-GaAs layer 12 by the barrier attributed to the difference in electron affinity between GaAs and Al 0.3 Ga 0.7 As, and the electron flow 10 becomes uniform. In addition, the parasitic capacitance between the p + -GaAs layer 13 introduced to reduce the base resistance and the n-GaAs layer 12 serving as the intrinsic collector is undoped Al.
It is reduced by the presence of the 0.3 Ga 0.7 As layer 7.
第5図(a)〜(f)は第2の発明のバイポーラトランジスタ
の製造方法の一実施例を説明するための工程順に示した
半導体チップの断面図である。5 (a) to 5 (f) are cross-sectional views of a semiconductor chip showing the order of steps for explaining one embodiment of the method for manufacturing a bipolar transistor of the second invention.
第5図(a)に示すように、まず半絶縁性GaAs基板9上
に、サブコレクタ層となるn+-GaAs層8およびスペーサ
層となるノンドープGaAs層6をMBE法によりエピタキ
シャル成長する。As shown in FIG. 5 (a), first, an n + -GaAs layer 8 to be a subcollector layer and a non-doped GaAs layer 6 to be a spacer layer are epitaxially grown on the semi-insulating GaAs substrate 9 by the MBE method.
次に第5図(b)に示すように、ノンドープGaAs層6上にS
iO2からなるマスク25を形成したのち、このマスク2
5を用い、CCl2F2ガスを用いたRIEにより基板垂直方
向に、n+-GaAs層8が露出するまで異方性選択エッチン
グを行ない開口部20を形成する。Next, as shown in FIG. 5 (b), S is deposited on the non-doped GaAs layer 6.
After forming a mask 25 made of iO 2 , this mask 2
5, the anisotropic selective etching is performed in the substrate vertical direction by RIE using CCl 2 F 2 gas until the n + -GaAs layer 8 is exposed to form an opening 20.
次に第5図(c)に示すように、MBE法によりAl0.3Ga
0.7As層7を開口部20を含む全面に被着する。このと
き、ノンドープGaAs層6およびn+-GaAs層8に接した部
分のAl0.3Ga0.7As層7は単結晶化するが、他の部分は非
晶質のAl0.3Ga0.7Asのままである。Next, as shown in FIG. 5 (c), Al 0.3 Ga was formed by the MBE method.
A 0.7 As layer 7 is deposited on the entire surface including the opening 20. At this time, the Al 0.3 Ga 0.7 As layer 7 in the portion in contact with the non-doped GaAs layer 6 and the n + -GaAs layer 8 is single-crystallized, but the other portions remain amorphous Al 0.3 Ga 0.7 As. .
次に第5図(d)のようにCCl2F2ガスを用いたRIE法に
より基板垂直方向から異方性エッチングを行い開口部2
0の側面にAl0.3Ga0.7As層7からなる側壁を形成する。Next, as shown in FIG. 5 (d), anisotropic etching is performed from the direction perpendicular to the substrate by the RIE method using CCl 2 F 2 gas to form the opening 2
A side wall made of Al 0.3 Ga 0.7 As layer 7 is formed on the side surface of 0.
次に第5図(e)に示すように、MOCVD法を用いてAl0.3Ga
0.7Asより電子親和力の大きいn-GaAs層12を選択的に
エピタキシャル成長させ真性コレクタ領域とする。Next, as shown in FIG. 5 (e), Al 0.3 Ga is formed by the MOCVD method.
An n-GaAs layer 12 having an electron affinity larger than 0.7 As is selectively epitaxially grown to form an intrinsic collector region.
次に第5図(f)に示すように、マスク25を除去した後
MBE法によりn-GaAs層12を含む全面に、p+-GaAs層
5、n-Al0.3Ga0.7As層4およびn+-GaAs層11を成長
し、それぞれベース層,エミッタ層およびキャップ層と
する。Next, as shown in FIG. 5 (f), after removing the mask 25, the p + -GaAs layer 5, n-Al 0.3 Ga 0.7 As layer 4 and n are formed on the entire surface including the n-GaAs layer 12 by the MBE method. A + -GaAs layer 11 is grown to form a base layer, an emitter layer and a cap layer, respectively.
このように各半導体層を形成した後、目合せマスクを用
いたエッチングおよび電極形成を行なうことにより、第
1図に示した第1の発明の第1の実施例のバイポーラト
ランジスタを形成することができる。After each semiconductor layer is formed in this way, etching and electrode formation using a matching mask are performed to form the bipolar transistor of the first embodiment of the first invention shown in FIG. it can.
第6図(a)〜(f)は第3の発明のバイポーラトランジスタ
の製造方法の一実施例を説明するための工程順に示した
半導体チップの断面図である。6 (a) to 6 (f) are cross-sectional views of a semiconductor chip showing the order of steps for explaining one embodiment of the method for manufacturing a bipolar transistor of the third invention.
まず第6図(a)に示すように、半絶縁性GaAs基板9上にn
+-GaAs層8、ノンドープGaAs層6、p+-GaAs層13をM
BE法により成長する。First, as shown in FIG. 6 (a), n is placed on the semi-insulating GaAs substrate 9.
+ -GaAs layer 8, non-doped GaAs layer 6, p + -GaAs layer 13
It grows by the BE method.
次に第6図(b)に示すように、SiO2からなるマスク25
を用いて前記p+-GaAs層13、ノンドープGaAs層6を、C
Cl2F2ガスを用いたRIE法により垂直にエッチング
し、n+-GaAs層8を露出させる。Next, as shown in FIG. 6 (b), a mask 25 made of SiO 2
The p + -GaAs layer 13 and the non-doped GaAs layer 6 by using C
The n + -GaAs layer 8 is exposed by vertical etching by the RIE method using Cl 2 F 2 gas.
次に第6図(c)に示すように、Al0.3Ga0.7As層7をMB
E法により被着しさらに第6図(d)に示すようにCCl2F2
ガスを用いたRIE法によりエッチングし側壁7を形成
する。Next, as shown in FIG. 6 (c), the Al 0.3 Ga 0.7 As layer 7 is MB
It was deposited by the E method, and then CCl 2 F 2 as shown in Fig. 6 (d).
The side wall 7 is formed by etching by RIE using gas.
次に第6図(e)に示すように、MOCVD法によりn-GaAs層1
2を選択エピタキシャル成長する。次にマスク25を除
去した後、MBE法によりp+-GaAs層5、n-Al0.3Ga0.7A
s層4およびn+-GaAs層11を成長する。Next, as shown in FIG. 6 (e), the n-GaAs layer 1 is formed by the MOCVD method.
2 is selectively epitaxially grown. Next, after removing the mask 25, the p + -GaAs layer 5 and n-Al 0.3 Ga 0.7 A are formed by the MBE method.
The s layer 4 and the n + -GaAs layer 11 are grown.
この後目合せマスクを用いたエッチングおよび電極形成
を行うことにより第3図に示した第1の発明の第2の実
施例のバイポーラトランジスタを形成することができ
る。After that, etching and electrode formation are performed using the alignment mask to form the bipolar transistor of the second embodiment of the first invention shown in FIG.
以上AlGaAs/GaAs系のHBTを例にとり本発明の実施例
を説明したが、材料はこれに限らず他の半導体材料でも
よい。また本発明はHBTに限らず、ホモ接合バイポー
ラトランジスタにも適用できる。Although the embodiment of the present invention has been described by taking the AlGaAs / GaAs-based HBT as an example, the material is not limited to this and other semiconductor materials may be used. The present invention is not limited to HBTs, but can be applied to homojunction bipolar transistors.
以上説明したように本発明では、コレクタ領域において
電流を真性領域にとじ込めることができるため電流密度
を大きくすることができ、さらに寄生抵抗を低減しつ
つ、寄生容量も低減できるため、バイポーラトランジス
タの高周波特性を比躍的に向上させる効果がある。As described above, in the present invention, the current can be confined in the intrinsic region in the collector region, so that the current density can be increased, and the parasitic capacitance can be reduced while reducing the parasitic resistance. This has the effect of dramatically improving high-frequency characteristics.
第1図は第1の発明の第1の実施例の断面図、第2図は
そのコレクタ領域における横方向のバンドダイヤグラ
ム、第3図は第1の発明の第2の実施例の断面図、第4
図はそのコレクタ領域における横方向のバンドダイヤグ
ラム、第5図は第2の発明の一実施例を説明するための
半導体チップの断面図、第6図は第3の発明の一実施例
を説明するための半導体チップの断面図、第7図は従来
のバイポーラトランジスタの一例の断面図である。 1……エミッタ電極、2……ベース電極、3……コレク
タ電極、4……n-Al0.3Ga0.7As層、5……p+-GaAs層、
6……ノンドープGaAs層、7……ノンドープAl0.3Ga0.7
As層、8……n+-GaAs層、9……半絶縁性GaAs基板、1
0……電子の流れ、11……n+-GaAs層、12……n-GaA
s層、13……p+-GaAs層。1 is a sectional view of a first embodiment of the first invention, FIG. 2 is a lateral band diagram in its collector region, and FIG. 3 is a sectional view of a second embodiment of the first invention. Fourth
FIG. 5 shows a lateral band diagram in the collector region, FIG. 5 is a sectional view of a semiconductor chip for explaining an embodiment of the second invention, and FIG. 6 shows an embodiment of the third invention. FIG. 7 is a cross-sectional view of a semiconductor chip for use in the conventional bipolar transistor. 1 ... Emitter electrode, 2 ... Base electrode, 3 ... Collector electrode, 4 ... n-Al 0.3 Ga 0.7 As layer, 5 ... P + -GaAs layer,
6 ... Non-doped GaAs layer, 7 ... Non-doped Al 0.3 Ga 0.7
As layer, 8 ... n + -GaAs layer, 9 ... semi-insulating GaAs substrate, 1
0 …… electron flow, 11 …… n + -GaAs layer, 12 …… n-GaA
s layer, 13 ... p + -GaAs layer.
Claims (3)
タ層、コレクタ層、ベース層及びエミッタ層とを有する
npnバイポーラトランジスタにおいて、前記エミッタ層
に接していない外部ベース層下に位置するコレクタ層と
前記エミッタ層に接している真性ベース層下に位置する
コレクタ層との間には、前記真性ベース層下に位置する
コレクタ層より電子親和力の小さい半導体層が形成され
ていることを特徴とするバイポーラトランジスタ。1. A sub-collector layer, a collector layer, a base layer and an emitter layer which are sequentially formed on a semiconductor substrate.
In the npn bipolar transistor, between the collector layer located below the external base layer not in contact with the emitter layer and the collector layer located below the intrinsic base layer in contact with the emitter layer, the collector layer is located below the intrinsic base layer. A bipolar transistor characterized in that a semiconductor layer having an electron affinity smaller than that of the collector layer located is formed.
ドープのスペーサ層とを順次形成する工程と、前記スペ
ーサ層上に絶縁膜からなるマスクを選択的に形成する工
程と、前記マスクを用い異方性エッチング法により前記
スペーサ層をエッチングし前記サブコレクタ層に達する
開口部を形成する工程と、前記開口部を含む全面に半導
体層を設けたのち異方性エッチング法によりエッチング
し前記開口部の側面に半導体層からなる側壁を形成する
工程と、前記側壁を形成する半導体より電子親和力の大
きいエピタキシャル層で前記開口部を埋め真性コレクタ
領域を形成する工程と、前記マスクを除去したのち真性
コレクタ領域を含む全面にp型ベース層及びn型エミッタ
層を順次形成する工程とを含むことを特徴とするバイポ
ーラトランジスタの製造方法。2. A step of sequentially forming an n-type subcollector layer and a non-doped spacer layer on a semiconductor substrate, a step of selectively forming a mask made of an insulating film on the spacer layer, and using the mask. A step of etching the spacer layer by an anisotropic etching method to form an opening reaching the sub-collector layer; and a step of forming a semiconductor layer on the entire surface including the opening and then etching by an anisotropic etching method. A side wall made of a semiconductor layer on a side surface of the substrate, a step of filling the opening with an epitaxial layer having an electron affinity higher than that of the semiconductor forming the side wall to form an intrinsic collector region, and after removing the mask, the intrinsic collector region is removed. A step of sequentially forming a p-type base layer and an n-type emitter layer on the entire surface including the region. Production method.
ドープのスペーサ層と外部ベース領域の一部を構成する
p型外部ベース層とを順次形成する工程と、前記外部ベ
ース層上に絶縁膜からなるマスクを選択的に形成する工
程と、前記マスクを用い異方性エッチング法により前記
外部ベース層及びスペーサ層とをエッチングし前記サブ
コレクタ層に達する開口部を形成する工程と、前記開口
部を含む全面に半導体層を設けたのち異方性エッチング
法によりエッチングし前記開口部の側面に半導体層から
なる側壁を形成する工程と、前記側壁を形成する半導体
より電子親和力の大きいエピタキシャル層で前記開口部
を埋め真性コレクタ領域を形成する工程と、前記マスク
を除去したのち真性コレクタ領域を含む全面にp型ベー
ス層及びn型エミッタ層を順次形成する工程とを含むこ
とを特徴とするバイポーラトランジスタの製造方法。3. An n-type subcollector layer, a non-doped spacer layer, and a part of an external base region are formed on a semiconductor substrate.
a step of sequentially forming a p-type external base layer, a step of selectively forming a mask made of an insulating film on the external base layer, and the external base layer and the spacer layer by anisotropic etching using the mask And forming an opening reaching the sub-collector layer, and forming a semiconductor layer on the entire surface including the opening and etching by an anisotropic etching method to form a side wall of the semiconductor layer on the side surface of the opening. A step of forming an intrinsic collector region by filling the opening with an epitaxial layer having an electron affinity higher than that of the semiconductor forming the sidewall, and after removing the mask, a p-type base is formed on the entire surface including the intrinsic collector region. A step of sequentially forming a layer and an n-type emitter layer.
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|---|---|---|---|
| JP62219445A JPH0658917B2 (en) | 1987-09-01 | 1987-09-01 | Bipolar transistor and manufacturing method thereof |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| JP62219445A JPH0658917B2 (en) | 1987-09-01 | 1987-09-01 | Bipolar transistor and manufacturing method thereof |
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|---|---|
| JPS6461058A JPS6461058A (en) | 1989-03-08 |
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ID=16735523
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP62219445A Expired - Fee Related JPH0658917B2 (en) | 1987-09-01 | 1987-09-01 | Bipolar transistor and manufacturing method thereof |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0658917B2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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-
1987
- 1987-09-01 JP JP62219445A patent/JPH0658917B2/en not_active Expired - Fee Related
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| FR3142036A1 (en) * | 2022-11-10 | 2024-05-17 | Stmicroelectronics (Crolles 2) Sas | Spacer manufacturing process |
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| JPS6461058A (en) | 1989-03-08 |
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