DE3688516T2

DE3688516T2 - Herstellungsverfahren für einem bipolaren Transistor mit Heteroübergang.

Info

Publication number: DE3688516T2
Application number: DE86104067T
Authority: DE
Inventors: Yasuhiro Hosono Yasuhir Hosono; Tadatsugu Itoh; Hideaki Kohzu
Original assignee: NEC Corp; Nippon Electric Co Ltd
Current assignee: NEC Electronics Corp
Priority date: 1985-03-25
Filing date: 1986-03-25
Publication date: 1993-10-07
Anticipated expiration: 2006-03-26
Also published as: EP0197424A3; EP0197424B1; JPS621270A; JP2553510B2; DE3688516D1; EP0197424A2; US4823174A

Description

GEBIET DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Herstellungsverfahren für einen Hetero-Übergangs-Transistors oder eine Schaltungseinheit, wie zum Beispiel eine emittergekoppelte Logik, die derartige Hetero-Übergangs-Transistoren enthält.

BESCHREIBUNG DES STANDES DER TECHNIK

Die gegenwärtig bekannten und in Anwendung befindlichen Halbleiterbauelemente werden in drei Hauptgruppen eingeteilt, den Bauelementen mit homogenen pn-Übergängen, den Schottky-Sperrschicht-Bauelementen und den Metall-Oxid- Halbleiter-Bauelementen (MOS). Typisch für Bauelemente mit homogenen pn-Übergängen sind bipolare Transistoren. Bipolare Transistoren stehen den unipolaren oder Feld-Effekt- Transistoren gegenüber, welche irgendeine homogene pn-Übergangs-, Schottky-Sperrschicht- oder Metalloxid-Halbleiter- Konfiguration besitzen können. Das Hochfrequenzverhalten eines unipolaren Transistors kann durch Mikrominiaturisierung der Gates des Bauelementes verbessert werden, während das eines bipolaren Transistors durch Verringerung der Dicke der Basis-Region des Bauelements verbessert werden kann. In einem beliebigen Fall ist es wichtig, daß die Bauelemente mit der Absicht der Reduzierung der den Bauelementen innenwohnenden Störwiderstände und -kapazitäten entworfen und hergestellt werden. Zu diesem Zweck ist es insbesondere wichtig, die Source/Gate- und Drain/Gate-Widerstände der unipolaren Transistoren und die Basis-Widerstände und Emitter/Basis-Kapazitäten der bipolaren Transistoren zu reduzieren.
Bei einer aus mehreren Transistoren zusammengesetzten integrierten Halbleiterschaltung, die als Einzelbaugruppe vorgesehen ist, übertreffen die unipolaren Transistoren wegen ihres geringeren Verlustleistungsanteils die bipolaren, aber sie sind den letzteren hinsichtlich ihrer Belastbarkeit untergeordnet. Wo bevorzugt die Belastbarkeit von einem eine integrierte Halbleiterschaltung bildendes Bauelement gefordert wird, werden bipolare Transistoren fast ausschließlich vor den unipolaren Bauelementen verwendet. Bipolare Transistoren werden im allgemeinen aus Silizium hergestellt und zeigen, wie bekannt ist, ein Hochfrequenzverhalten, das eine Grenze durch eine Abschneidefrequenz zwischen 1 und 20 Giga-Hertz besitzt.

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Intensive Forschungs- und Entwicklungsarbeiten wurden deshalb mit integrierten Schaltungen durchgeführt, die aus Feld-Effekt-Transistoren zusammengesetzt sind, die Gallium- Arsenid verwenden, was eine Elektronenbeweglichkeit liefert, welche drei- bis fünfmal höher als die von Silizium erreichbare ist. Außerdem ist in der Technik bekannt, daß Feld-Effekt-Transistoren aus Gallium-Arsenid mit zunehmender Verkleinerung eine ansteigende Grenzfrequenz aufweisen. Die ansteigende Grenzfrequenz soll für die integrierte Halbleiterschaltung mit einer relativ kleinen Belastbarkeit und einer relativ geringen Integrationsdichte einen Ausgleich schaffen. Es wird jedoch vom Fachmann vermutet, daß das Ansteigen der Dichte der integrierten Schaltung, wie sie von der. Miniaturisierung der Einzelbauelemente erreicht wird, wegen der geringen Belastbarkeit der Feld-Effekt- Transistoren, nachteilig für das Erreichen eines schnellen Betriebs sein könnte. Aus diesem Grunde ist ein Bedarf an Transistoren vorhanden, die eine höhere Belastbarkeit bieten oder genauer, an bipolaren Transistoren, die eine verbesserte Grenzfrequenz-Charakteristik besitzen.
Aus "GaAs/AlGaAs Heterojunction bipolar Transistors for Integrated Circuit Applications", IEEE ELECTRON DEVICE LETTERS, VOL. EDL-3, No. 2, February 1982, Seiten 43 bis 45, ist ein bipolarer Hetero-Übergangs-Transistor bekannt. Jedoch besitzt der bipolare Hetero-Übergangs-Transistor eine stark p-dotierte Basis-Kontakt-Region, die sich in Kontakt mit einem n-Typ AlGaAs-Emitter befindet, und aus diesem Grunde verschlechtert eine große parasitäre Kapazität die Charakteristiken.
Es ist deshalb eine Aufgabe der Erfindung ein Herstellungs- Verfahren für einen bipolaren Transistor mit einer erhöhten Grenzfrequenz und einer besseren Anpassungsfähigkeit an die Integration zu schaffen.
Diese Aufgabe wird von einem Herstellungs-Verfahren für einen bipolaren Transistor, wie in Anspruch 1 festgelegt wird, erreicht; die abhängigen Ansprüche betreffen Weiterentwicklungen der Erfindung.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Die Merkmale und Vorteile eines Transistors entsprechend der vorliegenden Erfindung werden deutlich aus der folgenden Beschreibung in Verbindung mit den bei liegenden Zeichnungen, in welchen gleiche Bezugszahlen gleiche oder entsprechende Elemente, Teile und Bereiche bezeichnen und in welchen die:
Fig. 1A bis 1E bruchstückhafte Querschnitte darstellen, in denen die Hauptverfahrensschritte zur Herstellung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels des Transistors entsprechend der vorliegenden Erfindung gezeigt wird;
Fig. 2A und 2B bruchstückhafte Querschnitte darstellen, in denen die Hauptverfahrensschritte zur Herstellung einer Modifikation des von dem in den Fig. 1A bis 1E gezeigten Verfahrens hergestellten Transistors gezeigt werden;
Fig. 3A und 3E bruchstückhafte Querschnitte darstellen, in denen die Hauptverfahrensschritte zur Herstellung eines anderen bevorzugten Ausführungsbeispiels des Halbleiterbauelements entsprechend der vorliegenden Erfindung gezeigt wird;
Fig. 4 eine schematische Ansicht darstellt, die die Äquivalenz-Schaltung einer emittergekoppelte Logik repräsentiert, die mit den Halbleiterbauelementen ausgerüstet ist, die von dem in den Fig. 3A bis 3F gezeigten Verfahren hergestellt werden;
Fig. 5A bis 5F bruchstückhafte Querschnitte darstellen, in denen die Hauptverfahrensschritte zur Herstellung einer Modifikation des Halbleiterbauelements gezeigt werden, das von dem in den Fig. 3A bis 3F Verfahren hergestellt wird; und
Fig. 6 ein Diagramm darstellt, das den Verlauf der Vorwärts-Strom-Spannungs-Dichte-Kennlinie für einen Hetero- Übergang zeigt, der aus p-Silizium und n-Gallium-Phosphid ohne Implantation von Bor (Kurve "A") gebildet wird, und einen Hetero-Übergang aus p-Silizium und n-Gallium-Phosphid, welcher mit Implantation von Bor (Kurve "B") halbisolierend wird;
Fig. 7 ein Diagramm darstellt, das Kurven ähnlich denen der Fig. 6 zeigt, aber für einen Hetero-Übergang, der aus p- Germanium und n-Gallium-Arsenid ohne Implantation von Bor (Kurve "C") gebildet wird und einen Hetero-Übergang, der aus p-Germanium und n-Gallium-Arsenid gebildet wird, das mit Implantation von Bor (Kurve "D") halbisolierend wird;
Fig. 8 ein Diagramm darstellt, das die Beziehung zwischen der Vorwärts-Spannung und dem Verhältnis der Stromdichte, die ohne Implantation eines p-Donators, gegenüber der Stromdichte, die mit Implantation eines p-Donators erreicht wird, für die Kombination von p-Silizium mit n-Gallium- Phosphid (Kurve "E") und p-Germanium mit n-Gallium-Arsenid (Kurve "F").

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE

Nachfolgend soll mit Hinweis auf die Fig. 1A bis 1E der Zeichnungen ein bevorzugtes Beispiel des Herstellungs-Verfahrens für einen Transistors in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung beschrieben werden.
Das gezeigte Beispiel des Verfahrens entsprechend der vorliegenden Erfindung beginnt mit der Vorbereitung einer Epitaxialschicht 10 aus n-GaAs (nachfolgend als GaAs bezeichnet). Auf dieser n-GaAs-Epitaxialschicht 10 wird eine einkristalline p-Germanium-Epitaxialschicht 12 durch zum Beispiel Molekular-Strahl-Epitaxie (MBE) erzeugt, worauf eine einkristalline n-Germanium-Epitaxialschicht 14 auf der p- Germanium-Epitaxialschicht 12 ebenfalls durch Molekular- Strahl-Epitaxie gebildet wird. Fig. 1A zeigt die so erhaltene Halbleiterstruktur, worin ein Hetero-Übergang zwischen der n-GaAs-Epitaxialschicht 10, welche zum Teil zu einer Emitter-Region führt, und der p-Germanium-Epitaxialschicht 12, welche zum Teil zu einer aktiven Basis-Region führt, wenn das Verfahren fortschreitet.
Obwohl nicht in den Zeichnungen gezeigt, wird ein Photoresist über die Oberfläche der oberen n-Germanium-Epitaxialschicht 14 gezogen, und die sich ergebende Photoresistbeschichtung wird zur Definition der gewünschten Bauteilregion des herzustellenden Transistors strukturiert und geätzt. Dann werden die beiden oberen Germanium-Epitaxialschichten 12 und 14 mit der restlichen als Maske verwendeten Photoresistbeschichtung weggeätzt, und die Epitaxialschichten 12 und 14 bleiben in erhabener Form stehen, wie in Fig. 1B dargestellt wird. Ein zentraler Teil der oberen n-Germanium-Epitaxialschicht 14 des so auf der n-GaAs- Epitaxialschicht 10 gebildeten hervorstehenden Teils, wird mit einer Maske bedeckt (nicht gezeigt), die die Kollektor- Region des herzustellenden Transistors bestimmt. Ein p-Donator, wie etwa Bor, wird durch Ionenimplantation in die unmaskierten Flächen der Epitaxialschichten 12 und 14, die frei liegende Fläche der n-Germanium-Epitaxialschicht 10 um den freistehenden Teil der Germanium-Epitaxialschichten 12 und 14 und weiterhin in einen oberen Oberflächenteil der Fläche der GaAs-Epitaxialschicht 10, welche unter der p- Germanium-Epitaxialschicht 12 liegt, injiziert. In diesem Fall wird die für die Ionenimplantation verwendete Energie so ausgewählt, daß sichergestellt wird, daß der p-Donator den oberen Oberflächenteil der GaAs-Epitaxialschicht 10, die unter der p-Germanium-Epitaxialschicht 12 liegt, erreicht. Damit besitzt die n-GaAs-Epitaxialschicht 10 eine dotierte Oberflächenregion 16, die untere p-Germanium-Epitaxialschicht 12 eine dotierte Region 18 und die obere n- Germanium-Epitaxialschicht 14 eine dotierte Region 20, zusätzlich zu einer originalen nichtimplantierten unteren Schichtregion 22, die unter der dotierten Oberflächenregion 16 der GaAs-Epitaxialschicht 10 liegt, wie in Fig. 1C gezeigt wird.
Die sich ergebende Halbleiterstruktur wird bei einer Temperatur innerhalb des Bereiches von 400ºC bis 600ºC getempert, so daß die in jede der Regionen 18 und 20 injizierten Boratome thermisch aktiviert werden. Die dotierte Region 20 der oberen n-Germanium-Epitaxialschicht 14 wird so in eine p-Germanium-Region 24 umgewandelt, und die dotierte Region 18 der unteren p-Germanium-Epitaxialschicht 12 erhält eine p-Germanium-Region 26, wie in Fig. 1D gezeigt wird. Diese sich nebeneinander erstreckenden oder sich fluchtenden p- Germanium-Regionen 24 und 26 bilden gemeinsam einen Basiskontakt oder einen Verbindungsbereich des herzustellenden Transistors. Die mit Bor der n-GaAs-Epitaxialschicht 10 dotierte Oberflächen-Region 16 wird als Ergebnis der Donatorinjektion, wegen einer darin durch die Implantation verursachten Implantationsschädigung, halbisolierend. Die halbisolierende GaAs-Region 16 bleibt so nach dem Temper-Vorgang erhalten, weil eine Tempertemperatur niedriger als 600ºC zu gering ist zur Aktivierung der in die Region 16 der n-Epitaxialschicht 10 injizierten Boratome und weil die Implantationschädigung, die durch Implantation des Bors in die GaAs-Epitaxialschicht 10 verursacht wird, unbeeinflußt vom Tempervorgang zurückbleibt. Von der Region, die von der dotierten p-Germanium-Region 24 der ursprüngliche n-Germanium-Epitaxialschicht 14 umgeben wird, wird eine Kollektor- Region definiert, und eine aktive Basis-Region wird von der Region definiert, die von der p-Germanium-Region 26 der ursprünglichen p-Germanium-Epitaxialschicht 12 umgeben wird, und der den Teil der Region 22 der ursprünglichen n-GaAs- Epitaxialschicht 10 darstellt, welcher direkt unter dieser aktiven Basis-Region liegt, und welcher von der halbisolierenden Oberflächen-Region 16 der GaAs-Epitaxialschicht 10 umgeben wird, definiert die effektive Breite der Emitter- Region, wie aus Fig. 1D ersichtlich ist. Die effektive Breite der Emitter-Region wird deshalb von der Grenze der halbisolierenden Oberflächen-Region 16 aus GaAs, die an die Emitter-Region angrenzt, die direkt unter der aktiven Basis-Region 12 des p-Germaniums liegt, festgelegt. Ein pn-p bipolarer Hetero-Übergangs-Transistor (HBP) wird mit einer Kollektor-Elektrodenschicht 28, die an der Kollektor- Region 14 gebildet wird, einer Basis-Elektrodenschicht 30, die an dem Basiskontakt oder dem Verbindungsteil gebildet wird, der an den anschließenden p-Germanium-Regionen 24 und 26 vorgesehen ist, und einer Emitter-Elektrodenschicht 32, die an der entgegengesetzten Oberfläche der n-GaAs-Epitaxialschicht 10 gebildet wird, vervollständigt, wie in Fig. 1E gezeigt wird. Diese Elektrodenschichten können von einem Metallisierungs-Verfahren, mit zum Beispiel einer Gold-Germanium-Legierung, hergestellt werden. Der bipolare Transistor besitzt eine heterogene Emitter-Basis-Übergangs-Grenzschicht zwischen der n-GaAs-Epitaxialschicht 10 und der p- Germanium-Region 12.
In dem so hergestellten bipolaren Hetero-Übergangs-Transistor ist die Bandlücke der Emitter-Region 22 der n-GaAs- Epitaxialschicht 10 breiter als der der p-Germanium Epitaxialschicht 12, die die aktive Basis-Region bildet, so daß die Kanten des Leitungs- und des Valenzbandes der beiden Schichten an der Hetero-Übergangs-Grenzschicht zwischen den Schichten Diskontinuitäten besitzen. Die Diskontinuität im Energiepegel der Bandkante des Leitungsbandes bewirkt eine Anfangsgeschwindigkeit der Bewegung der Elektronen, mit der sie von der Emitter-Region 10 in die aktive Basis-Region 12 des Transistors transportiert werden. Diese Anfangsgeschwindigkeit verkürzt die Zeit, in welcher die Elektronen die gesamte Basis-Region durchlaufen, und trägt damit zur Verbesserung des Hochfrequenzverhaltens des Bauelements bei. Andererseits bewirkt die Diskontinuität im Energiepegel der Bandkante des Valenzbandes die Schaffung einer Sperrschicht für die Bewegung der Löcher, welche versuchen, von der aktiven Basis-Region 12 in die Emitter-Region 10 überzutreten, und trägt zur Verringerung der Rekombination der Löcher und Elektronen innerhalb der Emitter-Region 10 bei, wodurch eine erhöhte Elektronenpumpleistung über der Hetero-Übergangs-Grenzschicht zwischen den Schichten 12 und 10 bereitgestellt wird.
Im Ergebnis des Tempervorganges, welcher nachfolgend auf die Ionenimplantation mit Bor durchgeführt wird, wandeln die in den definierten Bereich der ursprünglichen n-Germanium-Epitaxialschicht 14 injizierten Boratome die dotierte Region 20 der Epitaxialschicht 14 in die p-Germanium-Region 24 um, und die in den definierten Bereich der ursprünglichen p-Germanium-Epitaxialschicht 12 injizierten Boratome wandeln die dotierte Region 18 der Epitaxialschicht 12 in die p&spplus;-Germanium-Region 26 um. Andererseits machen die in die ursprüngliche n-GaAs-Epitaxialschicht 10 injizierten Boratome die Oberflächen-Region 16 halbisolierend, und deshalb werden die effektive Fläche des Basis-Emitter-Übergangs und der Basis-Bahn-Widerstand des Bauelements, nämlich der Widerstand über den extrinsischen Teil, den Kontakt- oder Basisverbindungsteil, der von den sich ausgerichteten p-Germanium-Regionen 26 und 24 gebildet wird, reduziert. Die Kombination dieser Effekte führt zu einer wesentlichen Verringerung der Kapazität des Basis-Emitter- Übergangs, und damit wird eine schnellere Arbeitsweise des Bauelements erlaubt.
Der hergestellte bipolare Transistor, wie er bisher beschrieben wurde, ist ferner vorteilhaft, weil die aktive Emitter-Region über die aktive Basis-Region mit der Kollektor-Region ausgerichtet ist, und sich so wegen der Erzeugung der borimplantierten halbisolierenden Region um die aktive Emitter-Region im wesentlichen neben der Kollektor- Region erstreckt.
Ferner erzeugt der bipolare Transistor, wenn er in Form einer geerdeten Emitterverbindung verwendet wird, wegen des Umstandes, daß die Emitter-Elektroden-Schicht 32 an der Rückfläche der n-GaAs-Epitaxialschicht 10 angeordnet ist, eine begrenzte Emitter-Induktivität, welche andernfalls das Hochfrequenzverhalten des Bauelements beeinträchtigen würde. Wenn jedoch gewünscht wird, kann ein bipolarer Transistor entsprechend der vorliegenden Erfindung eine Emitter-Elektroden-Schicht oder zwei oder mehr Emitter-Regionen besitzen, die an der oberen Oberfläche der Bauelementestruktur vorgesehen werden. Zu diesem Zweck kann der Herstellungs-Verfahrensschritt, der zu der in Fig. 1B gezeigten Struktur führt, von der Erzeugung einer strukturierten Maske gefolgt werden, die nicht nur den zentralen Teil der oberen n-Germanium-Epitaxialschicht 14, wie beschrieben wurde, bedeckt, sondern auch mindestens einen Teil der n-GaAs-Epitaxialschicht 10 innerhalb der Fläche, in welcher der Transistor hergestellt werden soll. Dann wird ein p-Donator, wie etwa Bor, durch Ionenimplantation in die nichtmaskierte Flächen der p- und der n-Germanium- Epitaxialschichten 12 und 14, dem oberen Oberflächenteil der Fläche der GaAs-Epitaxialschicht 10, welche unter der p-Germanium-Epitaxialschicht 12 liegt, und in die freiliegende Fläche der GaAs-Epitaxialschicht 10, injiziert, wie in Fig. 2A gezeigt wird. Damit besitzt die n-Epitaxialschicht 10 sowohl eine undotierte Region 22', die teilweise an der oberen Oberfläche der Epitaxialschicht 10 frei liegt, als auch eine dotierte Oberflächen-Region 16 der GaAs, die zum Teil unter den dotierten Germanium-Regionen 18 und 20 liegt und zum Teil frei an der oberen Oberfläche der Epitaxialschicht 10. Die sich ergebende Struktur wird, wie vorher diskutiert wurde, getempert, so daß die Atome des in jede der Regionen 18 und 20 injizierten p-Donators aktiviert werden und die p-Germanium-Regionen 24 beziehungsweise 26 bilden, wie in Fig. 2B gezeigt wird. Damit wird ein n-p-n bipolarer Transistor mit einer Kollektor- Elektrodenschicht 28, die in der Kollektor-Region gebildet wird, einer Basis-Elektrodenschicht 30, die in der aktiven Basis-Region gebildet wird, und einer Emitter-Elektrodenschicht 32', die an der oberen Oberfläche der n-GaAs-Epitaxialschicht 10 gebildet wird, erhalten.
Das Verfahren entsprechend der vorliegenden Erfindung, wie es bisher beschrieben wurde, kann zur Herstellung einer emittergekoppelte Logik-Schaltung (ECL) modifiziert werden. Einige der Schritte, die für die Durchführung eines solchen Verfahrens erforderlich sind, werden in den Fig. 3A bis 3E der Zeichnungen gezeigt.
Das in den Fig. 3A bis 3E gezeigte Verfahren beginnt mit der Vorbereitung eines einkristallinen GaAs-Substrats 34, das zum Beispiel mit Chrom dotiert wird und halbisolierend wird. Auf diesem halbisolierenden GaAs-Substrat 34 wird eine Epitaxialschicht erzeugt, die zum Beispiel mit Silizium mit einer Ladungsträger-Konzentration von 1·10¹&sup8; Atome/cm³ zur Erzeugung einer n-GaAs-Epitaxialschicht 10 dotiert wird. Auf dieser n-GaAs-Epitaxialschicht 10 wird mittels Molekularstrahl-Epitaxie eine einkristalline Germanium-Epitaxialschicht 12 mit einer Dicke von 0,1 Mikron gebildet, die zum Beispiel mit Bor mit einer Ladungsträger- Konzentration von 1·10¹&sup7; Atome/cm³ dotiert wird. Danach wird auf der p-Germanium-Epitaxialschicht 12 eine einkristalline Germanium-Epitaxialschicht 14 mit einer Dicke von 0,6 Mikron ebenfalls durch Molekularstrahl-Epitaxie erzeugt, die zum Beispiel mit Phosphor mit einer Ladungsträgerkonzentration von 1·10¹&sup6; Atome/cm³ dotiert wird. Fig. 3A zeigt die damit erhaltene Halbleiterstruktur. Bei der in Fig. 3A gezeigten Struktur wird ein Hetero-Übergang zwischen der n-GaAs-Epitaxialschicht 10, welche zum Teil zu zwei Kollektor-Regionen führt, und der p-Germanium-Epitaxialschicht 12, welche zum Teil zu zwei aktiven Basis-Regionen führt, erzeugt, wenn das Verfahren fortschreitet.
Dann wird über die Oberfläche der oberen n-Germanium- Epitaxialschicht 14 ein Photoresist gezogen und eine Photoresistbeschichtung gebildet (nicht gezeigt). Die Photoresistgeschichtung wird, um zwei Kollektor-Regionen an beiden Seiten der gemeinsamen Emitter-Region der herzustellenden emittergekoppelten Logik zu definieren, strukturiert und geätzt. Ein p-Donator, wie etwa Bor, wird durch Ionenimplantation in die unmaskierten Flächen der Epitaxialschichten 12 und 14 und ferner in die Oberflächenteile der n-GaAs-Epitaxialschicht 10, die unter der unmaskierten Flächen der Germanium-Epitaxialschicht 12 und 14 liegen, injiziert. In diesem Beispiel wird die für die Ionenimplantation verwendete Energie so gewählt, daß sichergestellt wird, daß der p-Donator in die oberen Oberflächenteile der unter den Germanium-Epitaxialschichten 12 und 14 liegenden GaAs-Epitaxialschicht 10 durchdringt. Als Folge dieses Ionenimplantations-Schrittes besitzt die n-GaAs-Epitaxialschicht 10 drei dotierte Oberflächen-Regionen 16, 16' und 16'', die untere p-Germanium-Epitaxialschicht 12 drei dotierte Regionen 18, 18' und 18'' und die obere n-Germanium- Epitaxialschicht 14 drei dotierte Regionen 20, 20' und 20'' zusätzlich zu einer originalen unimplantierten unteren Schicht-Region 22 der GaAs-Epitaxialschicht 10, wie in Fig. 3B gezeigt wird. Die dotierten Oberflächen-Regionen 16, 16' und 16'' der n-GaAs-Epitaxialschicht 10 werden durch Teile 36 und 36' der unimplantierten unteren Schicht-Region 22 der Epitaxialschicht 10 voneinander getrennt. Die dotierten Regionen 18, 18' und 18'' der unteren p-Germanium-Epitaxialschicht 12, die über den dotierten Oberflächen-Regionen 16, 16' beziehungsweise 16'' der GaAs-Epitaxialschicht 10 liegen, werden durch die unimplantierten Regionen 38 und 38' der Germanium-Epitaxialschicht 12 voneinander getrennt. Die dotierten Regionen 20, 20' und 20'' der oberen n-Germanium-Epitaxialschicht 14, die über den dotierten Oberflächen-Regionen 18, 18' beziehungsweise 18'' der unteren p- Germanium-Epitaxialschicht 12 liegen, werden durch unimplantierte Regionen 40 und 40' der Germanium-Epitaxialschicht 12 voneinander getrennt. Die unimplantierte Region 22 der n-GaAs-Epitaxialschicht 10 führt zu einer gemeinsamen Emitter-Region beziehungsweise die unimplantierten Regionen 38 und 38' der p-Germanium-Epitaxialschicht 12 bewirken die aktiven Basis-Regionen der emittergekoppelten Logikschaltung. Die unimplantierten Regionen 40 beziehungsweise 40' der n-Germanium-Epitaxialschicht 14 führen zu Kollektor-Regionen der emittergekoppelten Logikschaltung. Die Implantation von Bor bis tief in die n-GaAs-Epitaxialschicht 10 zur Bildung der dotierten Oberflächen-Regionen 16, 16' und 16'', wie oben diskutiert wurde, ist besonders wichtig, da die Geometrie, nämlich die Breite und Länge der zu bildenden gemeinsamen Emitter-Region, von der Geometrie, das heißt der Breite und Länge der zwei Kollektor-Regionen, die sich aus den unimplantierten Regionen 40 beziehungsweise 40' der n-Typ Germanium Epitaxialschicht 14 ergeben, festgesetzt wird.
Die sich ergebende Halbleiterstruktur wird bei Temperaturen innerhalb des Bereiches von 400ºC und 600ºC getempert, so daß die in die Regionen 18, 18' und 18'' der ursprünglichen p-Germanium-Epitaxialschicht 12 und in die Regionen 20, 20' und 20'' der ursprünglichen n-Germanium-Epitaxialschicht 14 injizierten Boratome thermisch aktiviert werden. Die dotierten Regionen 20, 20' und 20'' der ursprünglichen n-Germanium-Epitaxialschicht 14 werden so in p-Germanium- Regionen 24, 24' beziehungsweise 24'' umgewandelt, und die dotierten Regionen 18, 18' und 18'' der ursprünglichen p- Germanium-Epitaxialschicht 12 werden p-Germanium-Regionen 26, 26' beziehungsweise 26'' umgewandelt, wie in Fig. 3C gezeigt wird. Die sich anschließenden p-Regionen 24 und 26 bilden in Kombination eine Basiskontakt- oder Verbindungsregion 42 des einen Transistors, um die emittergekoppelte Logik zu erzeugen, und in gleicher Weise bilden die sich anschließenden p-Regionen 24' und 26' in Kombination eine Basiskontakt- oder Verbindungsregion 42' der anderen Transistoren der emittergekoppelten Logik. Andererseits werden die mit Bor der n-GaAs-Epitaxialschicht 10 dotierten Regionen 16, 16' und 16'' durch die Injektion des Donators wegen der darin verursachten Implantationsschäden halbisolierend.
Wie früher angemerkt wurde, bleiben diese halbisolierenden GaAs-Regionen als solche nach dem Tempervorgang erhalten, weil die in diese Regionen injizierten Boratome nicht durch den Tempervorgang bei einer Temperatur niedriger als 600ºC aktiviert werden können und weil die Implantationsschäden, die durch die Implantation der Boratome in die GaAs- Epitaxialschicht 10 verursacht werden, durch den Tempervorgang unbeeinflußt bleiben, wie früher angemerkt wurde. Diese halbisolierenden GaAs-Regionen 16, 16' und 16'' trennen die Basiskontakt- oder Verbindungsregionen 42 und 42' von der unimplantierten Emitterbildungs-Region 22 der n- GaAs-Epitaxialschicht 10 ab.
Dann wird ein Photoresist auf die Oberfläche der sich ergebenden Struktur gezogen und eine Photoresistbeschichtung (nicht gezeigt) auf der Oberfläche der oberen die Regionen 24, 24' und 24'' und die Regionen 40 und 40' bildenden Schicht hergestellt. Die Photoresistbeschichtung wird, um die gewünschte Emitter-Elektroden-Region durch die Region 24'' zwischen den Kollektorbildungs-Regionen 40 und 40' der obersten Schicht festzulegen, strukturiert und geätzt. Die übrigbleibende Photoresistbeschichtung wird als Maske zum Ätzen der obersten Schicht zur Erzeugung eines Grabens 44 verwendet, der durch die sich anschließenden p-Germanium- Regionen 24'' und 26'' und die halbisolierende GaAs-Region 16'' erweitert wird und die Oberfläche der unimplantierten Emittererzeugungs-Region 22 der ursprünglichen n-GaAs-Epitaxialschicht 10 erreicht, wie in Fig. 3D gezeigt wird. Der Boden des so erzeugten Grabens 44 wird von einem übriggebliebenen Band der halbisolierenden GaAs-Region 16'' umgeben, so daß die Breite der unterhalb des Grabens 44 zu bildenden Emitter-Region im Ergebnis der Erzeugung des Grabens 44 nicht verringert werden muß. Ein Paar n-p-n Hetero- Übergangs-Transistoren werden von einem Metallisierungs- Vorgang, mit zum Beispiel einer Gold-Germanium-Legierung, vervollständigt. So werden die Kollektor-Elektroden-Regionen 28 und 28' auf den unimplantierten Regionen 40 und 40' der ursprünglichen n-Germaniumschicht 14 erzeugt, und Basis-Elektroden-Regionen 30 und 30' werden auf den p-Germanium-Regionen 24 und 24' gebildet, die einen Teil der Basiskontakt- oder -leitungsteile des Bauelements bilden. Auf der freiliegenden Oberfläche der unimplantierten Region 22 der ursprünglichen n-GaAs-Epitaxialschicht 10, unterhalb des in Fig. 3E gezeigten Grabens, wird eine Emitter-Elektroden-Schicht 32 gebildet. Diese zwei bipolaren Transistoren bilden eine emittergekoppelte Logik-Schaltung und besitzen Kollektor-Regionen 40 und 40', die durch den Graben 44 voneinander getrennt sind, aktive Basis-Regionen 38 und 38', die ebenfalls durch den Graben 44 voneinander getrennt sind, und eine gemeinsame Emitter-Region 32 unterhalb des Grabens 44, wie in Fig. 4 gezeigt wird. Jeder dieser beiden bipolaren Transistoren besitzt einen heterogenen Basis- Emitter-Übergang zwischen der Emitter-Region 22 der n-GaAs und jeder Basis-Region 38 und 38' des p-Germaniums.
Die Fig. 5A bis 5F der Zeichnungen zeigen die Schritte einer Modifikation des bisher beschriebenen Herstellungs- Verfahrens mit Bezug auf die Fig. 3A bis 3E, die ebenfalls zur Herstellung einer emittergekoppelten Logikschaltung anwendbar sind.
Das in den Fig. 5A bis 5F gezeigte Verfahren beginnt mit der Vorbereitung des ein kristallinen halbisolierenden GaAs-Substrates 34, das eine n-GaAs-Epitaxialschicht 10, eine p-Germanium-Epitaxialschicht 12 und eine n-Germanium- Epitaxialschicht 14 besitzt, wie in Fig. 5A gezeigt wird. Das halbisolierende GaAs-Substrat 34, die n-GaAs-Epitaxialschicht 10 und die p- und n-Germanium-Epitaxialschichten 12 und 14 sind alle gleich denen, die in dem mit Bezug auf die Fig. 3A bis 3E beschriebenen Verfahren verwendet wurden, wobei die GaAs-Epitaxialschicht 10 und die Germanium- Epitaxialschichten 12 und 14 ebenfalls durch Molekularstrahl-Epitaxie erzeugt werden.
Dann wird ein Photoresist über die Oberfläche der oberen n- Germanium-Epitaxialschicht 14 gezogen und eine Photoresistbeschichtung 46 erzeugt, wie in Fig. 5B gezeigt wird. Die Photoresistbeschichtung 46 wird, um zwei Kollektorregionen auf beiden Seiten der gemeinsamen Emitter-Region der herzustellenden emittergekoppelten Logik zu definieren, strukturiert und geätzt. Mit der strukturierten als Maske verwendeten Photoresistbeschichtung 46 wird ein p-Donator, wie etwa Bor, durch Ionenimplantation in die unmaskierten Flächen der Epitaxialschichten 12 und 14 injiziert und ferner in die oberen Oberflächenteile der Fläche der GaAs-Epitaxialschicht 10, welche unter den unmaskierten Flächen der Germanium-Epitaxialschichten 12 und 14 liegt. Wie in dem mit Bezug auf die Fig. 3A bis 3E beschriebenen Verfahren wird die für die Ionenimplantation verwendete Energie ausgewählt, um zu sichern, daß der p-Donators in den oberen Oberflächenteil der Fläche der GaAs-Epitaxialschicht 10, die unter der p-Germanium-Epitaxialschicht 12 liegt, eindringt. Wie hier im Verfahren gezeigt wird, ist es weiterhin wichtig, daß die Eindringtiefe der in die Halbleiterstruktur injizierten Ionen gesteuert wird, so daß die Ionen nicht über die gesamte Dicke der n-GaAs-Epitaxialschicht 10 eindringen können und das halbisolierende GaAs-Substrat 34 erreichen. Im Ergebnis dieses Ionenimplantations-Schrittes besitzt die n-GaAs-Epitaxialschicht 10 drei dotierte Oberflächen-Regionen 16, 16' und 16'', die untere p-Germanium- Epitaxialschicht 12 besitzt drei dotierte Regionen 18, 18' und 18'' und die obere n-Germanium-Epitaxialschicht 12 besitzt drei dotierte Regionen 20, 20' und 20'' zusätzlich zur originalen unimplantierten unteren Schicht-Region 22 der GaAs-Epitaxialschicht 10, wie in Fig. 5B gezeigt wird. Die dotierten Oberflächen-Regionen 16, 16' und 16'' der n- GaAs-Epitaxialschicht 10 werden durch Teile 36 und 36' der unimplantierten unteren Schicht-Region 22 der Epitaxialschicht 10 voneinander getrennt. Die dotierten Regionen 18, 18' und 18'' der unteren p-Germanium-Epitaxialschicht 12, die über den dotierten Oberflächen-Regionen 16, 16' beziehungsweise 16'' der GaAs-Epitaxialschicht 10 liegen, werden durch die unimplantierten Regionen 38 und 38' der Germanium-Epitaxialschicht 12 voneinander getrennt. Die dotierten Regionen 20, 20' und 20'' der oberen n-Germanium- Epitaxialschicht 14, die über den dotierten Oberflächen-Regionen 18, 18' beziehungsweise 18'' der unteren p-Germanium- Epitaxialschicht 12 liegen, werden durch unimplantierte Regionen 40 und 40' der Germanium-Epitaxialschicht 14 voneinander getrennt. Die Photoresist-Maske 46 wird nach Abschluß des Ionenimplantations-Schrittes entfernt.
Bei dem modifizierten Verfahren entsprechend der vorliegenden Erfindung wird der Ionenimplantations-Schritt unmittelbar folgend auf den ersten Implantations-Schritt ein zweites Mal durchgeführt. Es wird jetzt eine strukturierte Photoresist-Maske 48 verwendet, welche nicht nur die Kollektor-Region bedeckt, sondern auch die gemeinsame Emitter- Region der herzustellenden emittergekoppelten Logik, wie Fig. 5C zeigt. Unter Verwendung dieser strukturierten Photoresist-Maske 48 wird ein p-Donator des gleichen Typs, wie in dem ersten Implantations-Schritt, zum Beispiel Bor, verwendet, das in die unmaskierten Flächen der Epitaxialschichten 12 und 14 und solchen Teilen der GaAs-Epitaxialschicht 10, welche unter den unmaskierten Flächen der Epitaxialschichten 12 und 14 liegen, implantiert. In diesem zweiten Implantations-Schritt wird die verwendete Energie ausgewählt, um sicher zu stellen, daß der Donator die Grenzschicht zwischen dem halbisolierenden GaAs-Substrat 34 und der darüberliegenden n-GaAs-Epitaxialschicht 10 erreicht. Damit besitzt die ursprüngliche n-GaAs-Epitaxialschicht 10 auf beiden Seiten der sich der Photoresist-Maske 48 anschließenden Region dotierte Regionen 50 und 50'. Die Photoresist-Maske 48 wird entfernt, wenn die Ionenimplantation beendet ist.
Die sich ergebende Halbleiterstruktur wird in einem Bereich von 400ºC bis 600ºC getempert und die Boratome, die in die Regionen 18 und 18' der p-Germanium-Epitaxialschicht 12 und die Regionen 20 und 20' der n-Germanium-Epitaxialschicht 14 in dem ersten und dem zweiten Ionenimplantations-Schritt injiziert wurden, und die Boratome, die in die Regionen 18'' und 20'' der p- und n-Germanium-Epitaxialschichten 12 und 14 in dem ersten Implantations-Schritt injiziert wurden, werden aktiviert. Die dotierten Regionen 20, 20' und 20'' der ursprünglichen n-Germanium-Epitaxialschicht 14 werden deshalb in p-Germanium-Regionen 24, 24' beziehungsweise 24'' umgewandelt, und die dotierten Regionen 18, 18' und 18'' der ursprünglichen p-Germanium-Epitaxialschicht 14 werden stark dotierte p-Germanium-Regionen 26, 26' beziehungsweise 26'', wie in Fig. 5D gezeigt wird. Die sich anschließenden p-Regionen 24 und 26 bilden eine Basiskontakt- oder Verbindungsregion 42, und in gleicher Weise bilden die sich anschließenden p-Regionen 24' und 26' eine Basiskontakt- oder Verbindungsregion 42'. Andererseits werden die mit Bor der n-GaAs-Epitaxialschicht 10 dotierten Regionen 50, 50' und 16'' durch den Implantations-Schritt oder die Implantations-Schritte halbisolierend und bleiben als solche, aus Gründen, die früher erläutert wurden, nach dem Tempervorgang erhalten. Die halbisolierenden Regionen 50 und 50' der n-GaAs-Epitaxialschicht 10 besitzen definiert zwischen sich eine unimplantierte n-GaAs-Region 52, welche unter dem Kollektor und der gemeinsamen Emitterbildungs-Region der ursprünglichen Germanium-Epitaxialschichten 12 und 14 liegt.
Dann wird ein Photoresist auf die Oberfläche der sich ergebenden Struktur gezogen und eine Photoresistbeschichtung 54 auf der Oberfläche der obersten Schicht, die die Regionen 24, 24' und 24'' und die Regionen 40 und 40' bildet, erzeugt. Die Photoresistbeschichtung wird, um eine gewünschte Emitter-Elektroden-Region durch die Region 24'' zwischen den Kollektorbildungs-Regionen 40 und 40' der obersten Schicht festzulegen, wie in Fig. 5D gezeigt wird, strukturiert und geätzt. Die übrigbleibende Photoresistbeschichtung 54 wird als Maske verwendet und die oberste Schicht wird zur Erzeugung eines Grabens 44, der durch die sich anschließenden p-Germanium-Regionen 24'' und 26'' und die halbisolierenden GaAs-Region 16'' erweitert wird, und die Oberfläche der unimplantierten Emittererzeugungs-Region 52 der ursprünglichen n-GaAs-Epitaxialschicht 10 erreicht, geätzt, wie in Fig. 5E gezeigt wird. Der Boden des so erzeugten Grabens 44 wird von einem verbleibenden Band der halbisolierenden GaAs-Region 16'' umgeben, so daß die Breite der unterhalb des Grabens 44 zu bildenden Emitter-Region, nicht im Ergebnis der Erzeugung des Grabens 44 verringert werden muß. Dann wird ein Metallisierungs-Vorgang, mit zum Beispiel einer Gold-Germanium-Legierung, durchgeführt, um Kollektor-Elektroden-Regionen 28 und 28' zu besitzen, die auf den unimplantierten Regionen 40 und 40' der ursprünglichen n-Germaniumschicht 14 erzeugt werden, und Basis- Elektroden-Regionen 30 und 30', die auf den p-Germanium-Regionen 24 und 24', die einen Teil der Basiskontakt- oder Verbindungssteile des Bauelements bilden, erzeugt werden. Ferner wird auf der frei liegenden Oberfläche der unimplantierten Region 52 der ursprünglichen n-GaAs-Epitaxialschicht 10 unterhalb des Grabens 44 eine Emitter-Elektroden-Schicht 32 gebildet. Damit wird, wie in Fig. 5F gezeigt wird, ein Paar n-p-n bipolaren Hetero-Übergangs-Transistoren vervollständigt und eine, wie in Fig. 4 gezeigte, emittergekoppelte Logikschaltung erzeugt.
Jeder der beiden die emittergekoppelte Logikschaltung bildenden bipolaren Transistoren, die von dem mit Bezug auf die Fig. 3A bis 3E hergestellten Verfahren oder von dem mit Bezug auf die Fig. 5A bis 5F beschriebenen Verfahren hergestellt werden, besitzen zwischen der Emitter-Region 22 oder 52 der n-GaAs und jeder der Basis-Regionen 38 und 38' des p-Geramaniums einen heterogenen Emitter-Basis-Übergang. Die Bandlücke des GaAs, das die Emitter-Region 22 oder 52 bildet, beträgt annähernd 1,42 eV und ist somit breiter als die Bandlücke von 0,74 eV des die aktive Basis-Regionen 38 und 38' bildenden Germaniums. Die Kanten des Leitungs- und des Valenzbandes der Schichten des GaAs und des Germaniums besitzen wegen der Differenz der Elektronegativität zwischen den beiden Substanzen Diskontinuitäten an der Hetero- Übergangs-Grenzschicht zwischen den Schichten. Die Diskontinuität im Energiepegel an der Bandkante des Leitungsbandes führt zu einer Anfangsgeschwindigkeit der Bewegung der von der Emitter-Region 22 oder 55 in die aktive Basis-Region 38/38' jedes Transistors zu transportierenden Elektronen. Diese Anfangsgeschwindigkeit verringert die Zeitperiode, in welcher die Elektronen durch die gesamte Basis-Region 38-24-26/38'-24'26' wandern und trägt deshalb zur Verbesserung der Grenzfrequenz und folglich des Hochfrequenzverhaltens jedes Transistors bei. Andererseits führt die Diskontinuität im Energiepegel an der Bandkante des Valenzbandes zur Erzeugung einer Sperrschicht für die Bewegung der Löcher, welche versuchen, von der aktiven Basis-Regionen 38/38' die Emitter-Regionen 22 oder 52 zu erreichen, und sie trägt zur Verringerung der Rekombination der Löcher und Elektronen innerhalb der Emitter-Regionen 22 oder 52 bei und demgemäß zu einem Strom, der sich aus den rekombinierten Ladungsträger ergibt, wodurch eine erhöhte Elektronen-Pumpwirkung über dem Hetero-Übergang und entsprechend ein Stromverstärkungsfaktor jedes Bauelements bereitgestellt wird. Jeder in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung hergestellter Transistor liefert somit eine höhere Grenzfrequenz und eine größere Belastbarkeit als die homogenen bipolaren p-n Transistoren.
Der in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung hergestellte bipolare Hetero-Übergangs-Transistor ist ferner charakterisiert durch seine Kontakt- oder Verbindungsbasis- Regionen 42 und 42', die sich teilweise aus der ursprünglichen p-Germanium-Epitaxialschicht 12 ergeben, welche mit einem p-Donator dotiert wurde, der der Ladungsträger-Konzentration in der Schicht hinzugefügt wurde. Somit besitzt der Transistor eine aufgepfropfte Basiskonfiguration, die zur Reduzierung des parasitären Widerstandes der Basis-Region beiträgt. Wie bekannt ist, ist es in einem bipolaren Silizium-Transistor unvermeidlich, daß eine aufgepfropfte Basiskonfiguration einen Anstieg der parasitären Kapazität des Basis-Emitter-Übergangs-Grenzschicht herausfordert und damit verschlechtert sich die Leistungsqualität des Bauelements an sich. Ein derartiges Problem wird in einem in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung hergestellten bipolaren Hetero-Übergangs-Transistor eliminiert, da die Kontakt- oder Verbindungsbasis-Regionen 42 und 42' isoliert von der Emitter-Region 22 oder 52 sind mit Hilfe der ursprünglichen n-GaAs-Epitaxilaschicht 10, welche zwischen der Emitter-Region und der Kontakt- oder Verbindungsbasis- Region liegt, und welche durch die Implantation eines p-Donators, wie etwa Bor, halbisolierend wird.
Die gesamte Konfiguration des durch das mit Hinweis auf die Fig. 3A bis 3E oder 5A bis 5F beschriebene Verfahren hergestellte Transistors ist insbesondere verwendbar für die Konstruktion einer emittergekoppelten Logikschaltung, die keine Zusammenschaltung zwischen getrennten Emitter-Regionen besitze. Wenn jedoch gewünscht wird, kann der Transistor, welcher als in einer emittergekoppelten Logikschaltung verwendet beschrieben wurde, wie Fig. 4 zeigt, auch als Einzel-Transistor verwendet werden, dessen beide Basen und Kollektoren zusammengeschaltet werden. Ein derartiger Einzeltransistor soll die Brauchbarkeit für Hochfrequenzanwendungen bis 1 GigaHz oder mehr herausstellen.
Während angenommen worden ist, daß der Hetero-Übergang in einem Transistor, der von der vorliegenden Erfindung vorgeschlagen wird, durch die Kombination von GaAs und Germanium erzeugt wurde, wird ein im wesentlichen gleicher Effekt durch Verwendung einer Kombination von Galliumphosphid (GaP) als Ersatz für GaAs und Silizium an Stelle von Germanium erreicht. Die Verwendung der Kombination von Galliumphosphid und Silizium ist insbesonders in einer emittergekoppelten Logikschaltung vorteilhaft, die mit dem Verfahren hergestellt wird, das mit Hinweis auf die Fig. 5A bis 5F beschrieben wird. Die mit dem hierin gezeigten Herstellungs-Verfahren hergestellte emittergekoppelte Logikschaltung ist umgeben von den borimplantierten halbisolierenden Regionen 50 und 50' und ist dadurch von einem anderen Bauelement oder einer Bauelemente-Kombination, welche auf demselben Substrat hergestellt werden kann, isoliert. Fig. 6 der Zeichnungen zeigt in den Kurven "A" und "B" den Verlauf der Vorwärts-Strom-Spannungs-Dichte-Charakteristik für einen Hetero-Übergang, der von p-Silizium und n-Galliumphosphid ohne Implantation von Bor gebildet wird, und für einen Hetero-Übergang von p-Silizium und n-Galliumphosphid, welcher durch die Implantation von Bor halbisolierend wurde. Fig. 7 zeigt gleichartige Kurven "C" und "D" für einen Hetero-Übergang, der von p-Germanium und n-GaAs ohne Implantation von Bor gebildet wird, und für einen Hetero- Übergang, der von p-Germanium und n-GaAs gebildet wird, welcher durch Implantation von Bor halbisolierend wurde. Aus einem Vergleich der Fig. 6 und 7 ist ersichtlich, daß die Kombination des p-Siliziums und n-Galliumphosphid in der Lage ist, durch die Implantation von Bor eine Reduzierung der Stromdichte in der Größenordnung von vier Stellen zu erreichen, und somit vorteilhafter für die Isolation des Bauelements ist, als die Kombination des p-Germaniums und n-GaAs. Andererseits zeigt Fig. 8 der Zeichnungen die Beziehung zwischen der Vorwärtsspannung und dem Verhältnis der Stromdichte, die ohne Implantation von Bor erreicht wird, gegenüber der Stromdichte, die mit Implantation von Bor erreicht wird, für die Kombination von p-Silizium und n-Galliumphosphid, wie durch die Kurve "E" gezeigt wird, und die Kombination von p-Germanium und n-GaAs, wie durch die Kurve "F" gezeigt wird.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung eines bipolaren Heteroübergangs-Transistors mit

a) Vorsehung einer ersten Schicht (10) eines ersten Halbleitermaterials eines ersten Leitungsstyps

b) Ausbildung einer zweiten Schicht (12) auf einer oberen Fläche der ersten Schicht, wobei die zweite Schicht aus einem zweiten Halbleitermaterial eines zweiten Leitungstyps, entgegengesetzt zum ersten Leitungstyp besteht und wobei das zweite Halbleitermaterial eine Energiebandlücke aufweist, die geringer ist als die des ersten Halbleitermaterials,

c) Ausbildung einer dritten Schicht (14) auf der oberen Fläche der zweiten Schicht, wobei die dritte Schicht aus dem zweiten Halbleitermaterial besteht und den ersten Leitungstyp aufweist,

d) Simultanes Ionenimplantieren eines Dotierungsmittels des zweiten Leitungstyps in einen Teil der dritten Schicht, einen Teil der zweiten Schicht und einen oberen Flächenteil der ersten Schicht, und

e) Aufheizen der sich ergebenden Struktur und damit Ausbilden eines ersten Dotierungsbereichs (24, 24') des zweiten Leitungstyps in der dritten Schicht, eines zweiten Dotierungsbereichs (26, 26') des zweiten Leitungstyps und eines halbisolierenden dritten Bereichs (16, 16', 50, 50') auf einem oberen Flächenbereich der ersten Schicht, wobei der erste Dotierungsbereich einen Kollektorbereich definiert und elektrisch mit dem zweiten Dotierungsbereich gekoppelt ist, der zweite Dotierungsbereich einen aktiven Basisbereich definiert und in Kontakt mit dem halbisolierenden dritten Bereich steht, wobei der halbisolierende Bereich einen Emitterbereich in der ersten Schicht definiert.

2. Verfahren zur Herstellung eines bipolaren Heteroübergangstransistors nach Anspruch 1 mit ferner

g) einer Kollektorelektrode (28, 28'), die in dem Kollektorbereich ausgebildet ist, der zur oberen Fläche der dritten Schicht freiliegt,

h) einer Basiselektrode (30, 30'), die im ersten Dotierungsbereich, der zur oberen Fläche der dritten Schicht freiliegt, ausgebildet ist.

3. Verfahren zur Herstellung eines bipolaren Heteroübergangstransistors nach Anspruch 2 mit ferner

i) Ausbildung einer Emitterelektrode (32) auf der unteren Fläche der ersten Schicht gegenüber der oberen Fläche.

4. Verfahren zur Herstellung eines bipolaren Heteroübergangstransistors nach Anspruch 2 mit ferner

i') Ausbildung einer Emitterelektrode (32') auf dem Emitterbereich, der zur oberen Fläche der ersten Schicht freiliegt, wenn die zweite und die dritte Schicht nicht ausgebildet sind.

5. Verfahren zur Herstellung eines bipolaren Heteroübergangstransistors nach Anspruch 4, wobei die erste Schicht auf einem halbisolierenden Substrat (34) ausgebildet ist.

6. Verfahren zur Herstellung eines Bipolartransistors nach Anspruch 1, wobei die erste Schicht, die zweite Schicht und die dritte Schicht epitaktisch aufgewachsen werden.