JPH07120665B2 - Semiconductor device - Google Patents
Semiconductor deviceInfo
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- JPH07120665B2 JPH07120665B2 JP62179344A JP17934487A JPH07120665B2 JP H07120665 B2 JPH07120665 B2 JP H07120665B2 JP 62179344 A JP62179344 A JP 62179344A JP 17934487 A JP17934487 A JP 17934487A JP H07120665 B2 JPH07120665 B2 JP H07120665B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、エミッタサイズの縮小を可能にした半導体
装置に関するものである。TECHNICAL FIELD The present invention relates to a semiconductor device capable of reducing the emitter size.
第3図はダミーエミッタを用いたセルフアライン構造に
よる従来のHBTの構造を示す断面図である。FIG. 3 is a sectional view showing the structure of a conventional HBT having a self-aligned structure using a dummy emitter.
この図において、21はn+−GaAsからなるエミッタ電極オ
ーミック用のコンタクト層、22はn−GaAsからなるキャ
ップ層、23はn−AlGaAsからなるエミッタ層、24はp+−
GaAsからなるベース層、25はn-−GaAsからなるコレクタ
層、26はn+−GaAsからなるサブコレクタ層、27はエミッ
タ電極、28はベース電極、29は前記ベース電極28と前記
エミッタ電極27を絶縁するためのSiO2膜、30はベース領
域に前記ベース電極28をコンタクトするためのBe+注入
領域である。In this figure, 21 is an ohmic contact layer made of n + -GaAs for ohmic electrode, 22 is a cap layer made of n-GaAs, 23 is an emitter layer made of n-AlGaAs, and 24 is p + -.
Base layer made of GaAs, 25 is a collector layer made of n -- GaAs, 26 is a subcollector layer made of n + -GaAs, 27 is an emitter electrode, 28 is a base electrode, 29 is the base electrode 28 and the emitter electrode 27. A SiO 2 film for insulating the base layer 30 is a Be + implantation region for contacting the base electrode 28 with the base region.
次に製造工程について簡単に説明する。Next, the manufacturing process will be briefly described.
まず、サブコレクタ層26上にコレクタ層25,ベース層24,
エミッタ層23,キャップ層22,コンタクト層21をエピタキ
シャル成長させた後、ベース領域にベース電極28をコン
タクトするために、コンタクト層21およびキャップ層22
のエッチングを行う。First, on the sub-collector layer 26, the collector layer 25, the base layer 24,
After epitaxially growing the emitter layer 23, the cap layer 22, and the contact layer 21, in order to contact the base electrode 28 with the base region, the contact layer 21 and the cap layer 22 are formed.
Etching is performed.
その後、ダミーエミッタをマスクとしてBe+のイオン注
入を行ってエミッタ層23からベース層24に達するBe+注
入領域30を形成する。これにより、Be+注入領域30内の
エミッタ層23はp型に反転する。After that, Be + ion implantation is performed using the dummy emitter as a mask to form a Be + implantation region 30 reaching the base layer 24 from the emitter layer 23. As a result, the emitter layer 23 in the Be + implantation region 30 is inverted into p type.
次に、Be+注入領域30上にSiO2膜29を形成した後、SiO2
膜29をマスクとしてエミッタ電極27およびベース電極28
を形成する。Then, after forming the SiO 2 film 29 to Be + implanted region 30 on, SiO 2
Emitter electrode 27 and base electrode 28 using film 29 as a mask
To form.
すなわち、このようにして製造された従来のHBTでは、B
e+注入領域30が自己整合的に形成されており、ベース抵
抗値が低く、優れた特性が得られる。That is, in the conventional HBT manufactured in this way, B
The e + implantation region 30 is formed in a self-aligned manner, the base resistance value is low, and excellent characteristics are obtained.
上記のような従来のHBTでは、その製造工程においてBe+
注入領域30を形成する際にコンタクト層21およびキャッ
プ層22の一部をエッチングにより除去する必要があり、
ウェット等のエッチングではサイドエッチやばらつき等
によってエミッタサイズの縮小ができないうえ、エミッ
タサイズがばらつく等の問題点があった。また、完全な
プレーナ構造とすることができず、IC化の際に不利であ
るという問題点もあった。In the conventional HBT as described above, Be +
When forming the implantation region 30, it is necessary to remove a part of the contact layer 21 and the cap layer 22 by etching,
In wet etching or the like, there is a problem that the emitter size cannot be reduced due to side etching and variations, and the emitter size varies. Further, there is a problem that it is not possible to form a complete planar structure, which is disadvantageous when integrated into an IC.
この発明は、かかる問題点を解決するためになされたも
ので、エミッタサイズの縮小およびエミッタ・ベース間
のホモ接合容量の低減が可能なうえ、IC化の際に有利で
ある半導体装置を得ることを目的とする。The present invention has been made to solve the above problems, and it is possible to obtain a semiconductor device which is capable of reducing the size of the emitter and the homojunction capacitance between the emitter and the base, and which is advantageous in forming an IC. With the goal.
この発明に係る半導体装置の製造方法は、第1導電形の
コレクタ領域の半導体層と、このコレクタ領域の半導体
層上に形成された第2導電形のベース領域の半導体層
と、このベース領域の半導体層上に形成された第1導電
形のエミッタ領域の半導体層と、このエミッタ領域の半
導体層上に形成されたアンドープの半導体層と、エミッ
タ領域の幅よりやや広く、エミッタ領域と離間するよう
にアンドープの半導体層上からベース領域の半導体層ま
で形成された第2導電形の第1注入領域と、この第1注
入領域上に形成されたベース電極と、第1注入領域と離
間して、第1注入領域以外の領域であるアンドープの半
導体層上からエミッタ領域の半導体層まで形成された第
1導電形の第2注入領域と、この第2注入領域上に形成
されたエミッタ電極とから構成したものである。A method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention is directed to a semiconductor layer of a collector region of a first conductivity type, a semiconductor layer of a base region of a second conductivity type formed on a semiconductor layer of the collector region, and a semiconductor layer of the base region. The semiconductor layer of the first conductivity type emitter region formed on the semiconductor layer, the undoped semiconductor layer formed on the semiconductor layer of the emitter region, and a width slightly larger than the width of the emitter region and separated from the emitter region. A first implantation region of the second conductivity type formed from the undoped semiconductor layer to the semiconductor layer of the base region, the base electrode formed on the first implantation region, and the first implantation region separated from each other, A second injection region of the first conductivity type formed from the undoped semiconductor layer which is a region other than the first injection region to the semiconductor layer of the emitter region, and an emitter electrode formed on the second injection region One in which was formed from.
この発明においては、ベース領域の半導体層から注入さ
れる電流によって、第2注入領域とコレクタ領域の半導
体層間を流れる電流が制御されるが、第1注入領域と第
2注入領域間に存在するアンドープの半導体層によって
ベース電極とエミッタ電極間の接合容量が小さい。In the present invention, the current injected from the semiconductor layer in the base region controls the current flowing between the semiconductor layers in the second injection region and the collector region, but the undoped state existing between the first injection region and the second injection region is controlled. Due to the semiconductor layer, the junction capacitance between the base electrode and the emitter electrode is small.
第1図はこの発明の半導体装置の一実施例の構造を示す
断面図である。FIG. 1 is a sectional view showing the structure of an embodiment of the semiconductor device of the present invention.
この図において、1はアンドープの半導体層としてのア
ンドープのGaAsからなるコンタクト層、2はエミッタ領
域の半導体層としてのn−AlGaAsからなるエミッタ層、
3はベース領域の半導体層としてのp+−GaAsからなるベ
ース層、4,5はそれぞれコレクタ領域の半導体層として
のn-−GaAsからなるコレクタ層およびn+−GaAsからなる
サブコレクタ層、6はエミッタ電極、7はベース電極、
8はSiO2膜、9はベース領域に前記ベース電極7をコン
タクトするための第1注入領域としてのBe+注入領域、1
0はエミッタ領域に前記エミッタ電極6をコンタクトす
るための第2注入領域としてのSi+注入領域で、11はSi3
N4膜によるサイドウォールである。In this figure, 1 is a contact layer made of undoped GaAs as an undoped semiconductor layer, 2 is an emitter layer made of n-AlGaAs as a semiconductor layer in the emitter region,
Reference numeral 3 is a base layer made of p + -GaAs as a semiconductor layer in the base region, 4,5 are collector layers made of n − -GaAs and sub-collector layers made of n + -GaAs, respectively, in the collector region. Is an emitter electrode, 7 is a base electrode,
8 is a SiO 2 film, 9 is a Be + implantation region as a first implantation region for contacting the base electrode 7 with the base region, 1
0 is a Si + implantation region as a second implantation region for contacting the emitter electrode 6 with the emitter region, and 11 is Si 3
It is a sidewall made of N 4 film.
第2図(a)〜(c)はこの発明の半導体装置を得るた
めの製造方法の一実施例を説明するための図である。2 (a) to 2 (c) are views for explaining one embodiment of a manufacturing method for obtaining the semiconductor device of the present invention.
これらの図において、第1図と同一符号は同一部分を示
し、12はレジストパターンである。In these figures, the same reference numerals as in FIG. 1 indicate the same parts, and 12 is a resist pattern.
次に製造工程について説明する。Next, the manufacturing process will be described.
まず、サブコレクタ層5上にコレクタ層4,ベース層3,エ
ミッタ層2,コンタクト層1を成長させた後、コンタクト
層1上の後に形成されるBe+注入領域9を形成する際の
マスクとなる領域に写真製版によりレジストパターン12
を形成する。その後、レジストパターン12をマスクとし
て、一部領域を挾むようにBe+のイオン注入を行ってコ
ンタクト層1上からベース層3内に達するBe+注入領域
9を形成する(第2図(a))。First, a collector layer 4, a base layer 3, an emitter layer 2 and a contact layer 1 are grown on the sub-collector layer 5, and a mask for forming a Be + implantation region 9 to be formed later on the contact layer 1 is used. Resist pattern 12 by photolithography
To form. After that, using the resist pattern 12 as a mask, Be + ion implantation is performed so as to sandwich a partial region to form a Be + implantation region 9 reaching from the contact layer 1 into the base layer 3 (FIG. 2 (a)). .
次に、レジストパターン12をマスクとして、Be+注入領
域9上にSiO2膜8を形成した後、レジストパターン12を
除去する。その後、SiO2膜8上およびコンタクト層1上
にSi3N4膜を形成した後、Si3N4膜のみの選択的なエッチ
ングを行ってSiO2膜8の内側の側壁部のみにSi3N4膜の
サイドウォール11を形成する(第2図(b))。Next, after using the resist pattern 12 as a mask to form the SiO 2 film 8 on the Be + implantation region 9, the resist pattern 12 is removed. After that, after forming a Si 3 N 4 film on the SiO 2 film 8 and the contact layer 1, selective etching of only the Si 3 N 4 film is performed to form Si 3 on only the inner side wall of the SiO 2 film 8. A side wall 11 of N 4 film is formed (FIG. 2 (b)).
次に、SiO2膜8およびサイドウォール11をマスクとし
て、Si+のイオン注入を行って、Be+注入領域9によって
挟まれたコンタクト層1上からエミッタ層2に達するSi
+注入領域10をBe+注入領域9と離間して形成する。この
時、Si+注入領域10内のコンタクト層1はn+形になる
(第2図(c))。Next, Si + ions are implanted using the SiO 2 film 8 and the sidewalls 11 as a mask to reach the emitter layer 2 from above the contact layer 1 sandwiched by the Be + implantation regions 9.
The + implantation region 10 is formed separately from the Be + implantation region 9. At this time, the contact layer 1 in the Si + implantation region 10 becomes n + type (FIG. 2 (c)).
なお、Be+およびSi+の注入は、コンタクト抵抗値の低減
化のため、コンタクト層1が高濃度になるまで注入する
必要がある。It should be noted that the implantation of Be + and Si + needs to be performed until the contact layer 1 has a high concentration in order to reduce the contact resistance value.
この後、ランプアニールにより、Be+注入領域9およびS
i+注入領域10を同時に活性化し、エミッタ電極6および
ベース電極7を蒸着リフトオフ法により形成すれば第1
図に示した構造のHBTが完成する。Then, by lamp annealing, the Be + implantation region 9 and the S
If the i + implantation region 10 is simultaneously activated and the emitter electrode 6 and the base electrode 7 are formed by the vapor deposition lift-off method,
The HBT with the structure shown in the figure is completed.
すなわち、この発明のHBTでは、エミッタサイズをイオ
ン注入によって形成されたBe+注入領域9で挟まれたエ
ミッタ層2の幅で規定できるので、エミッタサイズの縮
小化が容易である。また、コンタクト層等のエッチング
工程を採用することなく製造できるので、従来のものに
あったエッチング工程でのサイドエッチやばらつきが問
題とならず、安定にエミッタサイズの縮小を行うことが
できる。また、ベースエミッタ間のホモ接合容量も低減
でき、動作特性(特に高速動作)が向上する。That is, in the HBT of the present invention, since the emitter size can be defined by the width of the emitter layer 2 sandwiched by the Be + implantation regions 9 formed by ion implantation, the emitter size can be easily reduced. Further, since it can be manufactured without adopting the etching process for the contact layer and the like, side etching and variations in the conventional etching process do not pose a problem, and the emitter size can be reduced stably. Further, the homojunction capacitance between the base and emitter can be reduced, and the operating characteristics (especially high speed operation) are improved.
さらに、完全なプレーナ構造を実現できるので、表面の
凹凸が少なくなる。Further, since a complete planar structure can be realized, the surface unevenness is reduced.
なお、上記実施例ではGaAs系のHBTについて述べたが、
この発明は他の半導体材料系、例えばInP系のHBTにも適
用でき、同様の効果が得られる。Although the GaAs-based HBT is described in the above embodiment,
The present invention can be applied to other semiconductor material-based HBTs, for example, InP-based, and similar effects can be obtained.
また、ドーパントとして、Si+とBe+を用いたが、他のド
ーパントを用いてもよい。Although Si + and Be + are used as the dopant, other dopants may be used.
この発明は以上説明したとおり、第1導電形のコレクタ
領域の半導体層と、このコレクタ領域の半導体層上に形
成された第2導電形のベース領域の半導体層と、このベ
ース領域の半導体層上に形成された第1導電形のエミッ
タ領域の半導体層と、このエミッタ領域の半導体層上に
形成されたアンドープの半導体層と、エミッタ領域の幅
よりやや広く、エミッタ領域と離間するようにアンドー
プの半導体層上からベース領域の半導体層まで形成され
た第2導電形の第1注入領域と、この第1注入領域上に
形成されたベース電極と、第1注入領域と離間して、第
1注入領域以外の領域であるアンドープの半導体層上か
らエミッタ領域の半導体層に達するまで形成された第1
導電形の第2注入領域と、この第2注入領域上に形成さ
れたエミッタ電極とから構成したので、エミッタサイズ
の縮小およびエミッタ・ベース間のホモ接合容量の低減
が可能であり、優れた特性を有するうえ、IC化に有利で
あるという効果がある。As described above, the present invention has the semiconductor layer of the collector region of the first conductivity type, the semiconductor layer of the base region of the second conductivity type formed on the semiconductor layer of the collector region, and the semiconductor layer of the base region. A semiconductor layer of the first conductivity type emitter region formed on the semiconductor substrate, an undoped semiconductor layer formed on the semiconductor layer of the emitter region, and an undoped semiconductor layer slightly wider than the width of the emitter region and separated from the emitter region. The first implantation region of the second conductivity type formed from the semiconductor layer to the semiconductor layer of the base region, the base electrode formed on the first implantation region, and the first implantation region separated from the first implantation region. A first region formed on the undoped semiconductor layer, which is a region other than the region, until reaching the semiconductor layer in the emitter region
Since the second injection region of conductivity type and the emitter electrode formed on the second injection region are formed, the emitter size can be reduced and the homojunction capacitance between the emitter and the base can be reduced, and excellent characteristics can be obtained. In addition to the above, there is an effect that it is advantageous for IC conversion.
第1図はこの発明の半導体装置の一実施例の構造を示す
断面図、第2図はこの発明の半導体装置を得るための製
造方法の一実施例を説明するための図、第3図は従来の
半導体装置の一例の構造を示す断面図である。 図において、1はコンタクト層、2はエミッタ層、3は
ベース層、4はコレクタ層、5はサブコレクタ層、6は
エミッタ電極、7はベース電極、8はSiO2膜、9はBe+
注入領域、10はSi+注入領域、11はサイドウォール、12
はレジストパターンである。 なお、各図中の同一符号は同一または相当部分を示す。1 is a sectional view showing the structure of an embodiment of a semiconductor device of the present invention, FIG. 2 is a view for explaining an embodiment of a manufacturing method for obtaining a semiconductor device of the present invention, and FIG. It is sectional drawing which shows the structure of an example of the conventional semiconductor device. In the figure, 1 is a contact layer, 2 is an emitter layer, 3 is a base layer, 4 is a collector layer, 5 is a subcollector layer, 6 is an emitter electrode, 7 is a base electrode, 8 is a SiO 2 film, and 9 is Be +.
Implant region, 10 Si + implant region, 11 sidewalls, 12
Is a resist pattern. The same reference numerals in each drawing indicate the same or corresponding parts.
Claims (1)
このコレクタ領域の半導体層上に形成された第2導電形
のベース領域の半導体層と、このベース領域の半導体層
上に形成された第1導電形のエミッタ領域の半導体層
と、このエミッタ領域の半導体層上に形成されたアンド
ープの半導体層と、前記エミッタ領域の幅よりやや広
く、前記エミッタ領域と離間するように前記アンドープ
の半導体層上から前記ベース領域の半導体層まで形成さ
れた第2導電形の第1注入領域と、この第1注入領域上
に形成されたベース電極と、前記第1注入領域と離間し
て、前記第1注入領域以外の領域である前記アンドープ
の半導体層上から前記エミッタ領域の半導体層まで形成
された第1導電形の第2注入領域と、この第2注入領域
上に形成されたエミッタ電極とから構成したことを特徴
とする半導体装置。1. A semiconductor layer in a collector region of a first conductivity type,
A semiconductor layer of a second conductivity type base region formed on the semiconductor layer of the collector region; a semiconductor layer of a first conductivity type emitter region formed on the semiconductor layer of the base region; An undoped semiconductor layer formed on the semiconductor layer, and a second conductive layer formed from the undoped semiconductor layer to the semiconductor layer in the base region so as to be slightly wider than the emitter region and spaced from the emitter region. -Shaped first implantation region, a base electrode formed on the first implantation region, and the undoped semiconductor layer that is a region other than the first implantation region and is separated from the first implantation region. A semiconductor device comprising: a second injection region of the first conductivity type formed up to the semiconductor layer of the emitter region; and an emitter electrode formed on the second injection region.
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62179344A JPH07120665B2 (en) | 1987-07-16 | 1987-07-16 | Semiconductor device |
| US07/217,292 US4967254A (en) | 1987-07-16 | 1988-07-11 | Semiconductor device |
| US07/573,698 US5063167A (en) | 1987-07-16 | 1990-08-28 | Method of producing a bipolar transistor with spacers |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62179344A JPH07120665B2 (en) | 1987-07-16 | 1987-07-16 | Semiconductor device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6421963A JPS6421963A (en) | 1989-01-25 |
| JPH07120665B2 true JPH07120665B2 (en) | 1995-12-20 |
Family
ID=16064199
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62179344A Expired - Lifetime JPH07120665B2 (en) | 1987-07-16 | 1987-07-16 | Semiconductor device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07120665B2 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3019596U (en) * | 1995-06-16 | 1995-12-19 | 木口 謙 | Snap to attach without using thread |
-
1987
- 1987-07-16 JP JP62179344A patent/JPH07120665B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6421963A (en) | 1989-01-25 |
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