Deprecated: The each() function is deprecated. This message will be suppressed on further calls in /home/zhenxiangba/zhenxiangba.com/public_html/phproxy-improved-master/index.php on line 456
JPH0658917B2 - バイポーラトランジスタおよびその製造方法 - Google Patents
[go: Go Back, main page]

JPH0658917B2 - バイポーラトランジスタおよびその製造方法 - Google Patents

バイポーラトランジスタおよびその製造方法

Info

Publication number
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
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
layer
collector
forming
semiconductor
mask
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP62219445A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS6461058A (en
Inventor
和彦 本城
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NEC Corp filed Critical NEC Corp
Priority to JP62219445A priority Critical patent/JPH0658917B2/ja
Publication of JPS6461058A publication Critical patent/JPS6461058A/ja
Publication of JPH0658917B2 publication Critical patent/JPH0658917B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Bipolar Transistors (AREA)

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。
〔従来の技術〕
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。
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。
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。
〔発明が解決しようとする問題点〕
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。
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。
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。
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。
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。
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。
〔問題点を解決するための手段〕
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。
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。
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。
〔実施例〕
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
〔発明の効果〕
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。
【図面の簡単な説明】
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。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】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
    ていることを特徴とするバイポーラトランジスタ。
  2. 【請求項2】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. 【請求項3】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。
JP62219445A 1987-09-01 1987-09-01 バイポーラトランジスタおよびその製造方法 Expired - Fee Related JPH0658917B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP62219445A JPH0658917B2 (ja) 1987-09-01 1987-09-01 バイポーラトランジスタおよびその製造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP62219445A JPH0658917B2 (ja) 1987-09-01 1987-09-01 バイポーラトランジスタおよびその製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS6461058A JPS6461058A (en) 1989-03-08
JPH0658917B2 true JPH0658917B2 (ja) 1994-08-03

Family

ID=16735523

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP62219445A Expired - Fee Related JPH0658917B2 (ja) 1987-09-01 1987-09-01 バイポーラトランジスタおよびその製造方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0658917B2 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3142036A1 (fr) * 2022-11-10 2024-05-17 Stmicroelectronics (Crolles 2) Sas Procédé de fabrication d'espaceurs

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5311992A (en) * 1991-04-26 1994-05-17 Highland Supply Corporation Retaining flap for shipping cartons
JP2953666B2 (ja) * 1989-11-30 1999-09-27 キヤノン株式会社 半導体装置及び電子装置
US5692612A (en) * 1991-04-26 1997-12-02 Southpac Trust International, Inc. Shipping carton and method for shipping floral groupings
US5407072A (en) * 1991-04-26 1995-04-18 Highland Supply Corporation Shipping carton and method for shipping floral groupings
US5860524A (en) * 1997-02-05 1999-01-19 Southpac Trust International, Inc. Shipping device with bondable cushion layer
US5836448A (en) * 1997-02-05 1998-11-17 Southpac Trust International, Inc. Shipping device with bondable foam layer
US5775502A (en) * 1997-05-30 1998-07-07 Southpac Trust International Inc., Method of applying a decorative skirt to a flower pot

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3142036A1 (fr) * 2022-11-10 2024-05-17 Stmicroelectronics (Crolles 2) Sas Procédé de fabrication d'espaceurs

Also Published As

Publication number Publication date
JPS6461058A (en) 1989-03-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5903018A (en) Bipolar transistor including a compound semiconductor
US5298439A (en) 1/f noise reduction in heterojunction bipolar transistors
JP2804095B2 (ja) ヘテロ接合バイボーラトランジスタ
JPH0797589B2 (ja) ヘテロ接合型バイポ−ラトランジスタの製造方法
JPH0658917B2 (ja) バイポーラトランジスタおよびその製造方法
US5571732A (en) Method for fabricating a bipolar transistor
US20040036082A1 (en) Heterojunction bipolar transistor(HBT) having improved emitter-base grading structure
JPH06104273A (ja) 半導体装置
JPH07283234A (ja) 高速性能用の二重エピタキシーヘテロ接合バイポーラトランジスタ
US5981985A (en) Heterojunction bipolar transistor with buried selective sub-collector layer, and methods of manufacture
US20040155262A1 (en) Self-aligned bipolar transistor
US10680077B2 (en) Fabrication of heterojunction bipolar transistors with a selectively grown collector/sub-collector
JP2002359249A (ja) 化合物半導体装置及びその製造方法
JP2890729B2 (ja) バイポーラトランジスタおよびその製造方法
US5274266A (en) Permeable base transistor having selectively grown emitter
JP4164775B2 (ja) ヘテロ接合バイポーラトランジスタ及びその製造方法
US7368764B1 (en) Heterojunction bipolar transistor and method to make a heterojunction bipolar transistor
JP4222033B2 (ja) InGaP/InGaAs系のヘテロ接合バイポーラトランジスタ
JP2830409B2 (ja) バイポーラトランジスタおよびその製造方法
JPS6249656A (ja) ヘテロ接合バイポ−ラトランジスタおよびその製造方法
JP2564296B2 (ja) 半導体装置
JP3228431B2 (ja) コレクタアップ構造ヘテロ接合バイポーラトランジスタの製造方法
JPH0738392B2 (ja) 半導体装置
Seabury et al. Base recombination of high performance InGaAs/InP HBT's
JP2841380B2 (ja) ヘテロ接合バイポーラトランジスタ

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Cancellation because of no payment of annual fees