JP2003023012A - Heterojunction bipolar transistor and manufacturing method therefor - Google Patents

Heterojunction bipolar transistor and manufacturing method therefor

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JP2003023012A
JP2003023012A JP2001205565A JP2001205565A JP2003023012A JP 2003023012 A JP2003023012 A JP 2003023012A JP 2001205565 A JP2001205565 A JP 2001205565A JP 2001205565 A JP2001205565 A JP 2001205565A JP 2003023012 A JP2003023012 A JP 2003023012A
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layer
semiconductor layer
emitter
conductivity type
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Kohei Moritsuka
宏平 森塚
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for manufacturing a heterojunction bipolar transistor wherein etching anomalies of InGaP during the processing of a heterojunction bipolar transistor having stable emitter resistance and the emitter thereof are prevented, and the controllability of the emitter resistance can be improved. SOLUTION: A collector layer (3), a base layer (4), a lower emitter layer (5), an etching stop layer (10) and an upper emitter layer (11) are successively stacked on a GaAs substrate (1). The upper emitter layer has a higher impurity concentration at least in the neighborhood of the heterojunction interface between the etching stop layer (10) and the upper emitter layer (11) for cancelling the interfacial electric charge generated at the heterojunction interface.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、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及びその製造方
法に関し、特にエミッタ抵抗の制御性を改善する構造及
びその製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a heterojunction bipolar transistor using a compound semiconductor and a manufacturing method thereof, and more particularly to a structure for improving controllability of emitter resistance and a manufacturing method thereof.

【0002】[0002]

【従来の技術】砒化ガリウムとAlGaAs、またはI
nGaPのヘテロ接合を利用したヘテロ接合バイポーラ
トランジスタは、携帯電話の高周波増幅器や光通信の高
周波信号処理回路に応用される重要な半導体素子となっ
ている。
2. Description of the Related Art Gallium arsenide and AlGaAs or I
The heterojunction bipolar transistor using the nGaP heterojunction is an important semiconductor element applied to a high frequency amplifier of a mobile phone and a high frequency signal processing circuit of optical communication.

【0003】このヘテロ接合バイポーラトランジスタで
は、エピタキシャル成長を用いてトランジスタ構造を一
括して層状に半導体基板上に形成した後、メサエッチン
グにて各層の電極形成面を露出しトランジスタを作製し
ている。
In this heterojunction bipolar transistor, a transistor structure is collectively formed on the semiconductor substrate by epitaxial growth, and the electrode formation surface of each layer is exposed by mesa etching to manufacture the transistor.

【0004】図11乃至図15は、この種のnpn型ヘ
テロ接合バイポーラトランジスの一般的な製造工程を示
す工程断面図である。
11 to 15 are process sectional views showing a general manufacturing process of this type of npn-type heterojunction bipolar transistor.

【0005】先ず、図11に示すように、高比抵抗のG
aAs基板101上に、4×1018cm-3の不純物濃度
及び500nmの層厚を有するサブコレクタとなるn型
GaAsサブコレクタ層102、1×1016cm-3の不
純物濃度及び700nmの層厚を有するコレクタとなる
n型GaAsコレクタ層103、4×1019cm-3の不
純物濃度及び60nmの層厚を有するベースとなるp型
GaAsベース層104、n型に3×1017cm-3の不
純物濃度及び30nmの層厚を有するエミッタとなるn
型InGaPエミッタ層105、4×1018cm-3の不
純物濃度及び100nmの層厚を有するコンタクトとな
るn型GaAsコンタクト層106をMOCVD法によ
り、順次、積層形成する。
First, as shown in FIG. 11, a high specific resistance G
On an aAs substrate 101, an n-type GaAs subcollector layer 102 serving as a subcollector having an impurity concentration of 4 × 10 18 cm −3 and a layer thickness of 500 nm, an impurity concentration of 1 × 10 16 cm −3 and a layer thickness of 700 nm. N-type GaAs collector layer 103 serving as a collector having p, a p-type GaAs base layer 104 serving as a base having an impurity concentration of 4 × 10 19 cm −3 and a layer thickness of 60 nm, and 3 × 10 17 cm −3 serving as an n-type. N to be an emitter having an impurity concentration and a layer thickness of 30 nm
An InGaP emitter layer 105, an n-type GaAs contact layer 106 to be a contact having an impurity concentration of 4 × 10 18 cm −3 and a layer thickness of 100 nm is sequentially formed by MOCVD.

【0006】次に、図12に示すように、エミッタ形成
予定領域上の前記n型GaAsコンタクト層106部分
上に、破線で示すフォトレジストマスクを形成し、前記
n型GaAsコンタクト層106をエッチングする。こ
のとき、前記n型GaAsコンタクト層106のエッチ
ング液として過酸化水素を添加した酒石酸水溶液を用い
るとエッチングは、前記n型InGaPエミッタ層10
5上で停止する。
Next, as shown in FIG. 12, a photoresist mask indicated by a broken line is formed on the portion of the n-type GaAs contact layer 106 on the emitter formation region, and the n-type GaAs contact layer 106 is etched. . At this time, if an aqueous tartaric acid solution added with hydrogen peroxide is used as an etching solution for the n-type GaAs contact layer 106, the etching is performed with the n-type InGaP emitter layer 10.
Stop on 5.

【0007】次に、図13に示すように、前記n型Ga
Asコンタクト層106を含む前記n型InGaPエミ
ッタ層105上にエミッタ形成予定領域より所定量大き
い、破線で示すフォトレジストマスクを形成し、前記n
型InGaPエミッタ層105をエッチングする。この
とき、前記n型InGaPエミッタ層105のエッチン
グ液として塩酸を用いるとエッチングは、前記p型Ga
Asベース層104上で停止する。
Next, as shown in FIG. 13, the n-type Ga is
On the n-type InGaP emitter layer 105 including the As contact layer 106, a photoresist mask shown by a broken line, which is larger than a predetermined emitter formation region by a predetermined amount, is formed,
The type InGaP emitter layer 105 is etched. At this time, if hydrochloric acid is used as an etchant for the n-type InGaP emitter layer 105, the etching is performed using the p-type Ga.
Stop on As base layer 104.

【0008】次に、図14に示すように、前記n型Ga
Asコンタクト層106、前記n型InGaPエミッタ
層105を含む所定領域に、破線で示すコレクタ領域形
成用のフォトレジストマスクを形成し、前記p型GaA
sベース層104及び前記n型GaAsコレクタ層10
3を前記n型GaAsサブコレクタ層102が露出する
までエッチングする。
Next, as shown in FIG. 14, the n-type Ga is
A photoresist mask for forming a collector region shown by a broken line is formed in a predetermined region including the As contact layer 106 and the n-type InGaP emitter layer 105, and the p-type GaA is formed.
s base layer 104 and the n-type GaAs collector layer 10
3 is etched until the n-type GaAs subcollector layer 102 is exposed.

【0009】次に、図15に示すように、前記n型Ga
Asサブコレクタ層102上にコレクタ電極107、前
記p型GaAsベース層104上にベース電極108、
前記n型GaAsコンタクト層106上にエミッタ電極
109を、各々、形成することにより、npn型ヘテロ
接合バイポーラトランジスタが完成する。
Next, as shown in FIG. 15, the n-type Ga is
A collector electrode 107 on the As subcollector layer 102, a base electrode 108 on the p-type GaAs base layer 104,
An npn-type heterojunction bipolar transistor is completed by forming the emitter electrodes 109 on the n-type GaAs contact layer 106, respectively.

【0010】このヘテロ接合バイポーラトランジスタで
は、前記GaAsコンタクト層106の下部のエミッタ
層を部分エミッタ層105aとし、当該部分エミッタ層
105aの外周部の前記ベース層104上に、前記In
GaPエミッタ層を残して、これをガードリング層10
5bとしているが、このガードリング層105bは、ヘ
テロ接合バイポーラトランジスタの実用化にとって最も
重要な役割をしている。すなわち、前記GaAsベース
層104よりも禁止帯幅の大きい前記ガードリング層1
05bを前記ベース層104の表面に残すと前記部分エ
ミッタ層105aから前記ベース層104へ注入された
少数キャリアの表面再結合が減少する。このため、前記
ガードリング層105bは、電流利得の確保と素子寿命
の確保に必須の要件である。
In this heterojunction bipolar transistor, the emitter layer below the GaAs contact layer 106 is a partial emitter layer 105a, and the In layer is formed on the base layer 104 at the outer periphery of the partial emitter layer 105a.
The GaP emitter layer is left and the guard ring layer 10 is formed.
5b, the guard ring layer 105b plays the most important role in putting the heterojunction bipolar transistor into practical use. That is, the guard ring layer 1 having a band gap larger than that of the GaAs base layer 104.
If 05b is left on the surface of the base layer 104, surface recombination of minority carriers injected from the partial emitter layer 105a into the base layer 104 is reduced. Therefore, the guard ring layer 105b is an essential requirement for ensuring the current gain and the element life.

【0011】ところで、このような製造方法において
は、このガードリング層105bの形成工程でしばしば
問題を起こす。
By the way, in such a manufacturing method, a problem often occurs in the step of forming the guard ring layer 105b.

【0012】即ち、図12に示すように、前記n型Ga
Asコンタクト層106をエッチングして、一旦、前記
InGaPエミッタ層105を露出した後、図13の工
程で、前記n型GaAsコンタクト層106に対して広
面積を有するように、前記InGaPエミッタ層105
のエッチングを行うことにより、前記ガードリング層1
05bを形成しているが、前記InGaPエミッタ層1
05は、酸化が進むとエッチングが困難になる。従っ
て、図13に示した工程で、前記InGaPエミッタ層
105のエッチングが不可能になってしまうという問題
があった。
That is, as shown in FIG. 12, the n-type Ga is
After etching the As contact layer 106 to expose the InGaP emitter layer 105, the InGaP emitter layer 105 is formed to have a large area with respect to the n-type GaAs contact layer 106 in the process of FIG.
The etching of the guard ring layer 1
05b is formed, the InGaP emitter layer 1
In the case of No. 05, as oxidation proceeds, etching becomes difficult. Therefore, in the step shown in FIG. 13, there is a problem that the etching of the InGaP emitter layer 105 becomes impossible.

【0013】このような問題を解決するために、前記I
nGaPエミッタ層105の酸化を防ぐために、前記I
nGaPエミッタ層105上にエッチング停止層を形成
する技術(以下、公知技術と言う)が提案されている
(例えば、特開平7−254612号、特開平9−36
132号公報参照)。
In order to solve such a problem, the above-mentioned I
In order to prevent the oxidation of the nGaP emitter layer 105, the above I
A technique for forming an etching stop layer on the nGaP emitter layer 105 (hereinafter referred to as a known technique) has been proposed (for example, JP-A-7-254612 and JP-A-9-36).
132).

【0014】これらの公知技術に開示された製造方法に
ついて、図16乃至図20の工程断面図を用いて説明す
る。
The manufacturing method disclosed in these known techniques will be described with reference to the process sectional views of FIGS.

【0015】図16に示すように、高比抵抗のGaAs
基板201上に4×1018cm-3の不純物濃度及び50
0nmの層厚を有するサブコレクタとなるn型GaAs
サブコレクタ層202、1×1016cm-3の不純物濃度
及び700nmの層厚を有するコレクタとなるn型Ga
Asコレクタ層203、4×1019cm-3の不純物濃度
及び60nmの層厚を有するベースとなるp型GaAs
ベース層204、n型に3×1017cm-3の不純物濃度
及び30nmの層厚を有する下部エミッタとなるn型I
nGaP下部エミッタ層205、1×1018cm-3の不
純物濃度及び10nmの層厚を有するn型GaAsエッ
チング停止層210、3×1017cm-3の不純物濃度及
び30nmの層厚を有する上部エミッタとなるn型In
GaP上部エミッタ層211、4×1018cm-3の不純
物濃度及び100nmの層厚を有するコンタクトとなる
n型GaAsコンタクト層206をMOCVD法で、順
次、積層形成する。
As shown in FIG. 16, high specific resistance GaAs
An impurity concentration of 4 × 10 18 cm −3 and 50
N-type GaAs as a subcollector having a layer thickness of 0 nm
Sub-collector layer 202, n-type Ga serving as a collector having an impurity concentration of 1 × 10 16 cm −3 and a layer thickness of 700 nm
As collector layer 203, p-type GaAs serving as a base having an impurity concentration of 4 × 10 19 cm −3 and a layer thickness of 60 nm
The base layer 204 is an n-type I serving as a lower emitter having an n-type impurity concentration of 3 × 10 17 cm −3 and a layer thickness of 30 nm.
nGaP lower emitter layer 205, n-type GaAs etching stop layer 210 having an impurity concentration of 1 × 10 18 cm −3 and a layer thickness of 10 nm, upper emitter layer having an impurity concentration of 3 × 10 17 cm −3 and a layer thickness of 30 nm N-type In
An n-type GaAs contact layer 206 to be a contact having a GaP upper emitter layer 211, an impurity concentration of 4 × 10 18 cm −3 , and a layer thickness of 100 nm is sequentially formed by MOCVD.

【0016】次に、図17に示すように、エミッタ形成
予定領域上の前記GaAsコンタクト層206部分上
に、破線で示すフォトレジストマスクを形成し、前記n
型GaAsコンタクト層206をエッチングし、引き続
き前記InGaP上部エミッタ層211を塩酸でエッチ
ングする。前記GaAsコンタクト層206と前記In
GaP上部エミッタ層211のエッチングは、同一のフ
ォトレジストマスクを用いて行うので、従来問題となっ
た酸化によるInGaP上部エミッタ層211のエッチ
ング不良は起こらない。
Next, as shown in FIG. 17, a photoresist mask shown by a broken line is formed on the portion of the GaAs contact layer 206 on the area where the emitter is to be formed.
The type GaAs contact layer 206 is etched, and then the InGaP upper emitter layer 211 is etched with hydrochloric acid. The GaAs contact layer 206 and the In
Since the GaP upper emitter layer 211 is etched using the same photoresist mask, the etching failure of the InGaP upper emitter layer 211 due to the oxidation, which has been a conventional problem, does not occur.

【0017】次に、前記GaAsコンタクト層206を
含む前記GaAsエッチング停止層210上部分にエミ
ッタ領域よりも所定量大きい、破線で示すフォトレジス
トマスクを形成し、前記GaAsエッチング停止層21
0と前記InGaP下部エミッタ層205をエッチング
する。このときも、同一のフォトレジストマスクを用い
て前記GaAsエッチング停止層210と前記InGa
P下部エミッタ層205のエッチングを行うので、従来
問題となった酸化による前記InGaP下部エミッタ層
205のエッチング不良は起こらない。その結果、エミ
ッタ層300は、前記InGaP上部エミッタ層21
1、その下方の前記GaAsエッチング停止層部分21
0a及びその下方のInGaP下部エミッタ層部分20
5aとで形成され、一方、このInGaP下部エミッタ
層部分205aの外周部に、前記InGaP下部エミッ
タ層部分205bと前記GaAsエッチング停止層部分
210bとで構成されるガードリング層350が形成さ
れる。
Next, a photoresist mask shown by a broken line, which is larger than the emitter region by a predetermined amount, is formed on the GaAs etching stopper layer 210 including the GaAs contact layer 206, and the GaAs etching stopper layer 21 is formed.
0 and the InGaP lower emitter layer 205 are etched. Also at this time, the GaAs etching stop layer 210 and the InGa layer are formed using the same photoresist mask.
Since the P lower emitter layer 205 is etched, the etching defect of the InGaP lower emitter layer 205 due to the oxidation, which has been a conventional problem, does not occur. As a result, the emitter layer 300 is the InGaP upper emitter layer 21.
1. The GaAs etching stop layer portion 21 thereunder
0a and the InGaP lower emitter layer portion 20 therebelow
On the other hand, a guard ring layer 350 composed of the InGaP lower emitter layer portion 205b and the GaAs etching stop layer portion 210b is formed on the outer peripheral portion of the InGaP lower emitter layer portion 205a.

【0018】次に、図19に示すように、前記GaAs
コンタクト層206及び前記GaAsエッチング停止層
210を含む所定領域に、破線で示すコレクタ領域形成
用のフォトレジストマスクを形成し、前記GaAsベー
ス層204及び前記GaAsコレクタ層203を前記G
aAsサブコレクタ層202が露出するまでエッチング
する。
Next, as shown in FIG.
A photoresist mask for forming a collector region shown by a broken line is formed in a predetermined region including the contact layer 206 and the GaAs etching stop layer 210, and the GaAs base layer 204 and the GaAs collector layer 203 are formed into the G
Etch until the aAs subcollector layer 202 is exposed.

【0019】次に、図20に示すように、前記GaAs
サブコレクタ層202上にコレクタ電極207、前記G
aAsベース層204上にベース電極208、前記Ga
Asコンタクト層206上にエミッタ電極209を、夫
々、形成することにより、ガードリング層を有するnp
n型ヘテロ接合バイポーラトランジスタが完成する。
Next, as shown in FIG.
The collector electrode 207 on the sub-collector layer 202, the G
a base electrode 208 on the aAs base layer 204, the Ga
By forming an emitter electrode 209 on the As contact layer 206 respectively, an np having a guard ring layer is formed.
The n-type heterojunction bipolar transistor is completed.

【0020】このような方法によれば、前記InGaP
下部エミッタ層205上に薄いエッチング停止層210
を挿入しているため、前記InGaP下部エミッタ層部
分205aの外周部に、ガードリング層350を容易に
形成できる。
According to such a method, the InGaP
A thin etch stop layer 210 on the lower emitter layer 205.
Is inserted, the guard ring layer 350 can be easily formed on the outer peripheral portion of the InGaP lower emitter layer portion 205a.

【0021】しかし、この製造方法により得られたヘテ
ロ接合バイポーラトランジスタにおいては、エミッタ層
300を構成する前記InGaP上部エミッタ層211
と前記InGaP下部エミッタ層部分205aとの間
に、薄い前記GaAsエッチング停止層部分210aが
介在する構造になり、エミッタ抵抗が大きくばらつくと
いう問題が発生した。
However, in the heterojunction bipolar transistor obtained by this manufacturing method, the InGaP upper emitter layer 211 constituting the emitter layer 300 is formed.
The thin GaAs etching stop layer portion 210a is interposed between the InGaP lower emitter layer portion 205a and the InGaP lower emitter layer portion 205a, which causes a problem that the emitter resistance greatly varies.

【0022】このエミッタ抵抗のばらつきは、GaAs
上にInGaPを成長させるとそのヘテロ界面に界面電
荷が発生することに起因する。GaAs上のInGaP
は、成長条件によってInPとGaPの自然超格子を形
成し、GaAsとInGaPのヘテロ界面の界面電荷
は、この自然超格子に関連しているといわれ、成長条件
に極めて敏感に依存する。そして、GaAs上にInG
aPを形成したヘテロ界面の固定電荷は負に帯電してお
り、界面に電子の流れを阻害するポテンシャル障壁が形
成されるためと考えられる。
This variation in emitter resistance is caused by GaAs
This is because interface charges are generated at the hetero interface when InGaP is grown thereon. InGaP on GaAs
Form a natural superlattice of InP and GaP depending on the growth conditions, and the interface charge at the heterointerface between GaAs and InGaP is said to be related to this natural superlattice and depends extremely sensitively on the growth conditions. And InG on GaAs
It is considered that the fixed charge at the hetero interface where aP is formed is negatively charged, and a potential barrier that inhibits the flow of electrons is formed at the interface.

【0023】図16に示した構造のウエハを複数のエピ
タキシャルウエハ製造会社(以下、単にエピウエハ会社
という)に作製依頼し、そのウエハを用いて試作したヘ
テロ接合バイポーラトランジスタにおけるエミッタ抵抗
を測定した結果を表1に示す。
A wafer having the structure shown in FIG. 16 was requested to be manufactured by a plurality of epitaxial wafer manufacturing companies (hereinafter, simply referred to as an epi-wafer company), and the results obtained by measuring the emitter resistance of a heterojunction bipolar transistor prototyped using the wafers were measured. It shows in Table 1.

【0024】[0024]

【表1】 [Table 1]

【0025】この表1から明らかなように、同一構造に
も係らず、エミッタ抵抗の値は、エピウエハ会社によっ
て大きく異なり、またその値のばらつきも大きいという
問題があった。
As is clear from Table 1, there is a problem in that the value of the emitter resistance varies greatly depending on the epi-wafer company, and the value varies greatly, regardless of the same structure.

【0026】[0026]

【発明が解決しようとする課題】上述から明らかなよう
に、従来の製造方法においては、InGaPエミッタ層
部分105aは、GaAsコンタクト層106のエッチ
ング工程後、一旦、露出されるため、酸化が進むみエッ
チングが不可能になってしまうという問題があった。
As is apparent from the above, in the conventional manufacturing method, the InGaP emitter layer portion 105a is once exposed after the etching process of the GaAs contact layer 106, so that oxidation proceeds. There is a problem that etching becomes impossible.

【0027】また、公知技術では、エミッタ層を構成す
るInGaP上部エミッタ層211とInGaP下部エ
ミッタ層部分205との間に、薄いGaAsエッチング
停止層部分210aが介在する構造になり、エミッタ抵
抗の値が大きくばらつくという問題があった。
Further, in the known technique, a thin GaAs etching stop layer portion 210a is interposed between the InGaP upper emitter layer 211 and the InGaP lower emitter layer portion 205 forming the emitter layer, and the value of the emitter resistance is reduced. There was the problem of large variations.

【0028】そのため、npn型ヘテロ接合バイポーラ
トランジスタを同一半導体基板に、複数、並列接続構成
に形成した場合、エミッタ抵抗の最も小さいトランジス
タに電流が集中し、破壊されるという問題がある。
Therefore, when a plurality of npn type heterojunction bipolar transistors are formed on the same semiconductor substrate in a parallel connection structure, there is a problem that current is concentrated in the transistor having the smallest emitter resistance and is destroyed.

【0029】本発明の目的は、安定したエミッタ抵抗を
有するヘテロ接合バイポーラトランジスタを提供するこ
とにある。
It is an object of the present invention to provide a heterojunction bipolar transistor having a stable emitter resistance.

【0030】また、本発明の別の目的は、エミッタの加
工時におけるInGaPのエッチング異常を防止し、且
つエミッタ抵抗の制御性の改善が可能なヘテロ接合バイ
ポーラトランジスタの製造方法を提供することにある。
Another object of the present invention is to provide a method of manufacturing a heterojunction bipolar transistor capable of preventing etching abnormality of InGaP during processing of an emitter and improving controllability of emitter resistance. .

【0031】[0031]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、第1の発明(請求項1)に係わるヘテロ接合バイポ
ーラトランジスタでは、GaAs基板上にコレクタ層、
ベース層、下部エミッタ層、エッチング停止層及び上部
エミッタ層を順次積層したヘテロ接合バイポーラトラン
ジスタにおいて、前記上部エミッタ層は、少なくとも前
記エッチング停止層と前記上部エミッタ層とのヘテロ接
合界面近傍において、ヘテロ接合界面に発生する界面電
荷を相殺するような高不純物濃度を有することを特徴と
している。
To achieve the above object, in a heterojunction bipolar transistor according to the first invention (claim 1), a collector layer is formed on a GaAs substrate,
In a heterojunction bipolar transistor in which a base layer, a lower emitter layer, an etching stop layer, and an upper emitter layer are sequentially stacked, the upper emitter layer has a heterojunction at least near a heterojunction interface between the etching stop layer and the upper emitter layer. It is characterized by having a high impurity concentration that cancels the interface charge generated at the interface.

【0032】この発明によれば、前記上部エミッタ層
は、少なくとも前記エッチング停止層と前記上部エミッ
タ層とのヘテロ接合界面近傍において、ヘテロ接合界面
に発生する界面電荷を相殺するような高不純物濃度に形
成されている。このため、ヘテロ界面のポテンシャル障
壁は、厚みが薄く、また高さが低くなり、電子が流れ易
くなる。従って、ヘテロ接合界面におけるエミッタ抵抗
成分は、無視できる程度に極めて小さく、トランジスタ
のエミッタ抵抗は、エミッタ層のシート抵抗で決定され
るため、ばらつきの極めて少ない、安定した値になる。
According to the present invention, the upper emitter layer has a high impurity concentration at least in the vicinity of the heterojunction interface between the etching stopper layer and the upper emitter layer so as to cancel the interface charge generated at the heterojunction interface. Has been formed. Therefore, the potential barrier at the hetero interface is thin and has a low height, which facilitates the flow of electrons. Therefore, the emitter resistance component at the heterojunction interface is extremely small to a negligible level, and the emitter resistance of the transistor is determined by the sheet resistance of the emitter layer.

【0033】また、第2の発明(請求項2)に係わるヘ
テロ接合バイポーラトランジスタは、GaAs基板上に
積層形成され、第1導電型のコレクタ層となる第1化合
物半導体層と、前記第1化合物半導体層上に積層形成さ
れ、第2導電型のベース層となる第2化合物半導体層
と、前記第2化合物半導体層上に積層形成され、且つ該
第2化合物半導体層より小面積に形成された第1導電型
の下部エミッタ層となる第3化合物半導体層と、前記第
3化合物半導体層上に積層形成され、且つ該第3化合物
半導体層と実質的に同面積に形成された第1導電型のエ
ッチング停止層となる第4化合物半導体層と、前記第4
化合物半導体層上に積層形成され、且つ該第4化合物半
導体層より小面積に形成された第1導電型の上部エミッ
タ層となる第5化合物半導体層と、前記第5化合物半導
体層上に積層形成され、コンタクト層となる第6化合物
半導体層と、前記第1、第2及び第6化合物半導体層
に、各々、電気的に接続されたコレクタ電極、ベース電
極及びエミッタ電極とを具備し、前記第5化合物半導体
層は、少なくとも前記第4化合物半導体層と前記第5化
合物半導体層とのヘテロ接合界面近傍において、ヘテロ
接合界面に発生する界面電荷を相殺するような高不純物
濃度を有することを特徴としている。
A heterojunction bipolar transistor according to a second invention (claim 2) is formed by stacking on a GaAs substrate and has a first compound semiconductor layer serving as a first conductivity type collector layer, and the first compound. A second compound semiconductor layer laminated on the semiconductor layer and serving as a base layer of the second conductivity type, laminated on the second compound semiconductor layer, and formed in a smaller area than the second compound semiconductor layer. A third compound semiconductor layer serving as a lower emitter layer of the first conductivity type, and a first conductivity type laminated on the third compound semiconductor layer and formed in substantially the same area as the third compound semiconductor layer. A fourth compound semiconductor layer serving as an etching stop layer of
A fifth compound semiconductor layer, which is laminated on the compound semiconductor layer and has an area smaller than that of the fourth compound semiconductor layer, and serves as an upper emitter layer of the first conductivity type, and is laminated on the fifth compound semiconductor layer. And a collector electrode, a base electrode, and an emitter electrode electrically connected to the first, second, and sixth compound semiconductor layers, respectively. The fifth compound semiconductor layer is characterized by having a high impurity concentration at least in the vicinity of the heterojunction interface between the fourth compound semiconductor layer and the fifth compound semiconductor layer so as to cancel the interface charge generated at the heterojunction interface. There is.

【0034】この発明によれば、前記第5化合物半導体
層は、少なくとも前記第4化合物半導体層と前記第5半
導体層のヘテロ接合界面近傍において、ヘテロ接合界面
に発生する界面電荷を相殺するような高不純物濃度に形
成されている。このため、ヘテロ界面のポテンシャル障
壁は、厚みが薄く、また高さが低くなり、電子が流れ易
くなる。従って、ヘテロ接合界面におけるエミッタ抵抗
成分は、無視できる程度に極めて小さく、トランジスタ
のエミッタ抵抗は、エミッタ層のシート抵抗で決定され
るため、ばらつきの極めて少ない、安定した値になる。
According to the present invention, the fifth compound semiconductor layer cancels the interface charge generated at the heterojunction interface at least in the vicinity of the heterojunction interface between the fourth compound semiconductor layer and the fifth semiconductor layer. It is formed with a high impurity concentration. Therefore, the potential barrier at the hetero interface is thin and has a low height, which facilitates the flow of electrons. Therefore, the emitter resistance component at the heterojunction interface is extremely small to a negligible level, and the emitter resistance of the transistor is determined by the sheet resistance of the emitter layer.

【0035】上記第1、及び第2の発明に係わるヘテロ
接合バイポーラトランジスタにおいては、前記上部エミ
ッタ層、または前記第5化合物半導体層は、2×1018
cm -3程度以上の高不純物濃度に形成することが好まし
い。
The hetero according to the first and second inventions
In a junction bipolar transistor, the upper emitter
Or the fifth compound semiconductor layer is 2 × 1018
cm -3It is preferable to form a high impurity concentration of about a certain level or higher.
Yes.

【0036】また、上記第2の発明では、前記第1、第
2、第4及び第6化合物半導体層は、GaAsで構成さ
れ、前記第3及び第5化合物半導体層は、InGaP、
または、AlGaAsで構成されることが好ましい。
In the second invention, the first, second, fourth and sixth compound semiconductor layers are made of GaAs, and the third and fifth compound semiconductor layers are made of InGaP.
Alternatively, it is preferably composed of AlGaAs.

【0037】更に、第3の発明(請求項5)に係わるヘ
テロ接合バイポーラトランジスタは、GaAs基板上に
積層形成され、第1導電型のコレクタ層となる第1化合
物半導体層と、前記第1化合物半導体層上に積層形成さ
れ、第2導電型のベース層となる第2化合物半導体層
と、前記第2化合物半導体層上に積層形成され、且つ該
第2化合物半導体層より小面積に形成された第1導電型
の下部エミッタ層となる第3化合物半導体層と、前記第
3化合物半導体層上に積層形成され、且つ該第3化合物
半導体層と実質的に同面積に形成された第1導電型のエ
ッチング停止層となる第4化合物半導体層と、前記第4
化合物半導体層上に積層形成され、且つ該第4化合物半
導体層より小面積に形成された第1導電型の上部エミッ
タ層となる第5化合物半導体層と、前記第5化合物半導
体層上に積層形成され、バラスト抵抗となる第1導電型
の第7化合物半導体層と、前記第7化合物半導体層上に
積層形成された第1導電型の第8化合物半導体層と、前
記第8化合物半導体層上に積層形成され、コンタクト層
となる第6化合物半導体層と、前記第1、第2及び第8
化合物半導体層に、各々、電気的に接続されたコレクタ
電極、ベース電極及びエミッタ電極とを具備し、前記第
5化合物半導体層は、少なくとも前記第4化合物半導体
層と前記第5化合物半導体層とのヘテロ接合界面近傍に
おいて、また前記第8化合物半導体層は、少なくとも前
記第6化合物半導体層と前記第8化合物半導体層とヘテ
ロ接合界面近傍において、各々、ヘテロ接合界面に発生
する界面電荷を相殺するような高不純物濃度を有するこ
とを特徴としている。
Furthermore, a heterojunction bipolar transistor according to a third invention (claim 5) is formed by stacking on a GaAs substrate, and a first compound semiconductor layer serving as a first conductivity type collector layer, and the first compound. A second compound semiconductor layer laminated on the semiconductor layer and serving as a base layer of the second conductivity type, laminated on the second compound semiconductor layer, and formed in a smaller area than the second compound semiconductor layer. A third compound semiconductor layer serving as a lower emitter layer of the first conductivity type, and a first conductivity type laminated on the third compound semiconductor layer and formed in substantially the same area as the third compound semiconductor layer. A fourth compound semiconductor layer serving as an etching stop layer of
A fifth compound semiconductor layer, which is laminated on the compound semiconductor layer and has an area smaller than that of the fourth compound semiconductor layer, and serves as an upper emitter layer of the first conductivity type, and is laminated on the fifth compound semiconductor layer. A first conductive type seventh compound semiconductor layer serving as a ballast resistor, a first conductive type eighth compound semiconductor layer laminated on the seventh compound semiconductor layer, and an eighth compound semiconductor layer on the eighth compound semiconductor layer. A sixth compound semiconductor layer, which is formed in a stack and serves as a contact layer, and the first, second and eighth layers
The compound semiconductor layer includes a collector electrode, a base electrode, and an emitter electrode, which are electrically connected to each other, and the fifth compound semiconductor layer includes at least the fourth compound semiconductor layer and the fifth compound semiconductor layer. In the vicinity of the heterojunction interface, and in the vicinity of the heterojunction interface of at least the sixth compound semiconductor layer, the eighth compound semiconductor layer and the eighth compound semiconductor layer, the eighth compound semiconductor layer cancels the interface charge generated at the heterojunction interface. It is characterized by having a high impurity concentration.

【0038】この発明によれば、前記第5化合物半導体
層は、前記第4化合物半導体層と前記第5化合物半導体
層とのヘテロ接合界面近傍において、また前記第8化合
物半導体層は、前記第6化合物半導体層と前記第8化合
物半導体層とのヘテロ接合界面近傍において、各々、ヘ
テロ接合界面に発生する界面電荷を相殺するような高不
純物濃度にしている。従って、前記第4化合物半導体層
と前記第5化合物半導体層とのヘテロ接合界面のポテン
シャル障壁が電子を流れ易くするように改善されるた
め、エミッタ抵抗は、エミッタ層のシート抵抗で決定さ
れ、ばらつきの極めて少ない、安定した値になる。ま
た、前記第8化合物半導体層と前記第6化合物半導体層
とのヘテロ接合界面のポテンシャル障壁が改善され、こ
のヘテロ接合界面の界面電荷が、前記エミッタ抵抗にほ
とんど影響を与えないため、前記エミッタ抵抗は、ばら
つきの極めて少ない、安定した値に維持される。
According to this invention, the fifth compound semiconductor layer is near the heterojunction interface between the fourth compound semiconductor layer and the fifth compound semiconductor layer, and the eighth compound semiconductor layer is the sixth compound semiconductor layer. In the vicinity of the heterojunction interface between the compound semiconductor layer and the eighth compound semiconductor layer, a high impurity concentration is set so as to cancel the interface charge generated at the heterojunction interface. Therefore, the potential barrier at the heterojunction interface between the fourth compound semiconductor layer and the fifth compound semiconductor layer is improved so as to facilitate the flow of electrons, so that the emitter resistance is determined by the sheet resistance of the emitter layer and varies. It has a very small and stable value. Further, the potential barrier at the heterojunction interface between the eighth compound semiconductor layer and the sixth compound semiconductor layer is improved, and the interfacial charge at this heterojunction interface has little effect on the emitter resistance, so that the emitter resistance is reduced. Is maintained at a stable value with very little variation.

【0039】上記第3の発明に係わるヘテロ接合バイポ
ーラトランジスタにおいては、前記第5及び第8化合物
半導体層は、各々、2×1018cm-3程度以上の高不純
物濃度を有することが好ましい。
In the heterojunction bipolar transistor according to the third aspect of the present invention, each of the fifth and eighth compound semiconductor layers preferably has a high impurity concentration of about 2 × 10 18 cm -3 or more.

【0040】また、前記第1、第2、第4及び第6化合
物半導体層は、GaAsで構成され、前記第3、第5、
第7及び第8化合物半導体層は、InGaP、または、
AlGaAsで構成されていることが好ましい。
The first, second, fourth and sixth compound semiconductor layers are composed of GaAs, and the third, fifth, and
The seventh and eighth compound semiconductor layers are InGaP or
It is preferably composed of AlGaAs.

【0041】更に、また、第4の発明(請求項8)に係
わるヘテロ接合バイポーラトランジスタの製造方法で
は、GaAs基板上にコレクタ層、ベース層、下部エミ
ッタ層、エッチング停止層及び上部エミッタ層を順次積
層形成する際、前記上部エミッタ層は、少なくとも前記
エッチング停止層と前記上部エミッタ層とのヘテロ接合
界面近傍に、ヘテロ接合界面に発生する界面電荷を相殺
するような高不純物濃度を有するように形成する工程
と、前記エッチング停止層をエッチングストッパーとし
て前記上部エミッタ層をパターニングする工程と、次
に、前記ベース層をエッチングストッパーとして前記エ
ッチング停止層及び前記下部エミッタ層を、前記上部エ
ミッタ層に対して広面積を有するようにパターニングす
る工程と、しかる後、前記コレクタ層、前記ベース層及
び前記上部エミッタ層にコレクタ電極、ベース電極及び
エミッタ電極を、各々、電気的に接続する工程とを具備
することを特徴としている。
Furthermore, in the method for manufacturing a heterojunction bipolar transistor according to the fourth aspect of the present invention (claim 8), a collector layer, a base layer, a lower emitter layer, an etching stop layer and an upper emitter layer are sequentially formed on a GaAs substrate. When forming the stacked layers, the upper emitter layer is formed at least near the heterojunction interface between the etching stopper layer and the upper emitter layer so as to have a high impurity concentration that cancels the interface charge generated at the heterojunction interface. And patterning the upper emitter layer with the etching stopper layer as an etching stopper, and then, using the base layer as an etching stopper, the etching stopper layer and the lower emitter layer with respect to the upper emitter layer. Patterning to have a large area, and after Collector layer, said base layer and said upper emitter layer to the collector electrode, a base electrode and emitter electrode, respectively, is characterized by comprising the step of electrically connecting.

【0042】この発明によれば、前記上部エミッタ層
は、少なくとも前記エッチング停止層と前記上部エミッ
タ層とのヘテロ接合界面近傍において、ヘテロ接合界面
に発生する界面電荷を相殺するような高不純物濃度にド
ーピングを施す。このため、ヘテロ界面のポテンシャル
障壁は、厚みが薄く、また高さが低くなり、電子が流れ
易くなる。従って、ヘテロ接合界面におけるエミッタ抵
抗成分を、無視できる程度に極めて小さくでき、トラン
ジスタのエミッタ抵抗を、エミッタ層のシート抵抗で決
定することができ、エミッタ抵抗の制御性が容易にな
る。
According to the present invention, the upper emitter layer has a high impurity concentration at least near the heterojunction interface between the etching stopper layer and the upper emitter layer so as to cancel the interface charge generated at the heterojunction interface. Doping. Therefore, the potential barrier at the hetero interface is thin and has a low height, which facilitates the flow of electrons. Therefore, the emitter resistance component at the heterojunction interface can be made extremely small to a negligible level, the emitter resistance of the transistor can be determined by the sheet resistance of the emitter layer, and the controllability of the emitter resistance becomes easy.

【0043】また、前記下部エミッタ層は、前記エッチ
ング停止層で覆われた状態で、前記エッチング停止層及
び前記下部エミッタ層を、順次、エッチングするため、
酸化による前記下部エミッタ層のエッチング不良はな
く、エミッタ層を容易に加工することができる。
In addition, since the lower emitter layer is covered with the etching stopper layer, the etching stopper layer and the lower emitter layer are sequentially etched.
There is no etching defect of the lower emitter layer due to oxidation, and the emitter layer can be easily processed.

【0044】更に、また、第5の発明(請求項9)に係
わるヘテロ接合バイポーラトランジスタの製造方法は、
GaAs基板上に、第1導電型のコレクタ層となる第1
化合物半導体層、第2導電型のベース層となる第2化合
物半導体層、第1導電型の下部エミッタ層となる第3化
合物半導体層及び第1導電型のエッチング停止層となる
第4化合物半導体層を順次積層形成する工程と、前記第
4化合物半導体層上に、第1導電型の上部エミッタ層と
なる第5化合物半導体層を積層形成する際、前記第5化
合物半導体層は、前記第4化合物半導体層と前記第5化
合物半導体層とのヘテロ接合界面近傍において、ヘテロ
接合界面に発生する界面電荷を相殺するような高不純物
濃度を有するように形成する工程と、前記第5化合物半
導体層上に、エミッタ・コンタクト層となる第6化合物
半導体層を積層する工程と、次に、同一マスクを用い、
且つ前記第4化合物半導体層をエッチングストッパーと
して、前記第6及び第5化合物半導体層を、順次、パタ
ーニングする工程と、次に、同一マスクを用い、且つ前
記第2化合物半導体層をエッチングストッパーとして、
前記第4及び前記第3化合物半導体層を、前記第5化合
物半導体層に対して広面積を有するように、順次、パタ
ーニングする工程と、しかる後、前記第1、第2及び第
6化合物半導体層に、コレクタ電極、ベース電極及びエ
ミッタ電極を、各々、電気的に接続する工程とを具備す
ることを特徴としている。
Furthermore, a method for manufacturing a heterojunction bipolar transistor according to the fifth invention (claim 9) is
A first conductive type collector layer on a GaAs substrate
Compound semiconductor layer, second compound semiconductor layer serving as second conductivity type base layer, third compound semiconductor layer serving as first conductivity type lower emitter layer, and fourth compound semiconductor layer serving as first conductivity type etch stop layer And a fifth compound semiconductor layer serving as an upper emitter layer of the first conductivity type are laminated on the fourth compound semiconductor layer, the fifth compound semiconductor layer is formed of the fourth compound semiconductor layer. Forming a high impurity concentration near the heterojunction interface between the semiconductor layer and the fifth compound semiconductor layer so as to cancel the interface charge generated at the heterojunction interface; and forming a high impurity concentration on the fifth compound semiconductor layer. A step of stacking a sixth compound semiconductor layer to be an emitter contact layer, and then using the same mask,
And, the step of sequentially patterning the sixth and fifth compound semiconductor layers using the fourth compound semiconductor layer as an etching stopper, and then using the same mask, and the second compound semiconductor layer as an etching stopper.
A step of sequentially patterning the fourth and third compound semiconductor layers so as to have a larger area than the fifth compound semiconductor layer, and thereafter, the first, second and sixth compound semiconductor layers And the step of electrically connecting the collector electrode, the base electrode and the emitter electrode, respectively.

【0045】この発明によれば、前記第5化合物半導体
層における、前記第4化合物半導体層と前記第5半導体
層とのヘテロ接合界面近傍に、ヘテロ接合界面に発生す
る界面電荷を相殺するような高不純物濃度にドーピング
を施すことにより、ヘテロ界面のポテンシャル障壁は、
厚みが薄く、また高さが低くなり、電子が流れ易くな
る。従って、ヘテロ接合界面におけるエミッタ抵抗成分
を、無視できる程度に極めて小さくでき、トランジスタ
のエミッタ抵抗を、エミッタ層のシート抵抗で決定する
ことができ、エミッタ抵抗の制御性が容易になる。
According to the present invention, in the fifth compound semiconductor layer, near the heterojunction interface between the fourth compound semiconductor layer and the fifth semiconductor layer, the interface charge generated at the heterojunction interface is offset. By doping to a high impurity concentration, the potential barrier at the hetero interface is
Since the thickness is thin and the height is low, electrons can easily flow. Therefore, the emitter resistance component at the heterojunction interface can be made extremely small to a negligible level, the emitter resistance of the transistor can be determined by the sheet resistance of the emitter layer, and the controllability of the emitter resistance becomes easy.

【0046】また、上部エミッタ層となる前記第5化合
物半導体層は、同一マスクを用いて、コンタクトである
前記第6化合物半導体層と一緒にパターニングされ、下
部エミッタ層となる前記第3化合物半導体層は、同一マ
スクを用い、エッチング停止層である前記第4化合物半
導体層と一緒にパターニングされている。従って、エミ
ッタ層となる前記第5及び第3化合物半導体層は、酸化
によるエッチング不良はなく、容易に加工することがで
きる。
The fifth compound semiconductor layer serving as an upper emitter layer is patterned together with the sixth compound semiconductor layer serving as a contact by using the same mask, and the third compound semiconductor layer serving as a lower emitter layer. Are patterned together with the fourth compound semiconductor layer, which is an etching stop layer, using the same mask. Therefore, the fifth and third compound semiconductor layers to be the emitter layer do not have etching defects due to oxidation and can be easily processed.

【0047】更に、また、第6の発明(請求項10)に
係わるヘテロ接合バイポーラトランジスタの製造方法
は、GaAs基板上に、第1導電型のコレクタ層となる
第1化合物半導体層、第2導電型のベース層となる第2
化合物半導体層、第1導電型の下部エミッタ層となる第
3化合物半導体層及び第1導電型のエッチング停止層と
なる第4化合物半導体層を順次積層形成する工程と、次
に、前記第4化合物半導体層上に、第1導電型の上部エ
ミッタ層となる第5化合物半導体層を積層形成する際、
前記第5化合物半導体層は、前記第4化合物半導体層と
前記第5化合物半導体層とのヘテロ接合界面近傍におい
て、ヘテロ接合界面に発生する界面電荷を相殺するよう
な高不純物濃度を有するように形成する工程と、次に、
前記第5化合物半導体層上に、バラスト抵抗となる第1
導電型の第7化合物半導体層を積層形成する工程と、次
に、前記第7化合物半導体層上に、第1導電型の第8化
合物半導体層を積層形成する際、前記第8化合物半導体
層は、前記第7化合物半導体層と前記第8化合物半導体
層とのヘテロ接合界面近傍において、ヘテロ接合界面に
発生する界面電荷を相殺するような高不純物濃度を有す
るように形成する工程と、次に、前記第8化合物半導体
層上に、エミッタ・コンタクト層となる第6化合物半導
体層を積層形成する工程と、その後、同一マスクを用
い、且つ前記第4化合物半導体層をエッチングストッパ
ーとして、前記第6、第8、第7及び第5化合物半導体
層を、順次、パターニングする工程と、次に、同一マス
クを用い、且つ前記第2化合物半導体層をエッチングス
トッパーとして、前記第4及び前記第3化合物半導体層
を、前記第5化合物半導体層に対して広面積を有するよ
うに、順次、パターニングする工程と、しかる後、前記
第1、第2及び第6化合物半導体層に、コレクタ電極、
ベース電極及びエミッタ電極を、各々、電気的に接続す
る工程とを具備することを特徴としている。
Further, in the method for manufacturing a heterojunction bipolar transistor according to the sixth aspect of the present invention (claim 10), the first compound semiconductor layer serving as the first conductivity type collector layer and the second conductivity type are formed on the GaAs substrate. The second base layer of the mold
A step of sequentially laminating a compound semiconductor layer, a third compound semiconductor layer that will be a lower emitter layer of the first conductivity type, and a fourth compound semiconductor layer that will be an etching stop layer of the first conductivity type, and then the fourth compound When a fifth compound semiconductor layer to be an upper emitter layer of the first conductivity type is stacked on the semiconductor layer,
The fifth compound semiconductor layer is formed to have a high impurity concentration near the heterojunction interface between the fourth compound semiconductor layer and the fifth compound semiconductor layer so as to cancel the interface charge generated at the heterojunction interface. And then
A first ballast resistor is formed on the fifth compound semiconductor layer.
A step of stacking a conductive type seventh compound semiconductor layer, and a step of stacking a first conductive type eighth compound semiconductor layer on the seventh compound semiconductor layer. A step of forming a high impurity concentration in the vicinity of the heterojunction interface between the seventh compound semiconductor layer and the eighth compound semiconductor layer so as to cancel the interface charge generated at the heterojunction interface, and A step of stacking a sixth compound semiconductor layer to be an emitter contact layer on the eighth compound semiconductor layer, and thereafter, using the same mask and using the fourth compound semiconductor layer as an etching stopper, The step of sequentially patterning the eighth, seventh and fifth compound semiconductor layers, and then using the same mask and using the second compound semiconductor layer as an etching stopper, A step of sequentially patterning the fourth and third compound semiconductor layers so as to have a large area with respect to the fifth compound semiconductor layer, and then forming the first, second and sixth compound semiconductor layers. , Collector electrode,
And a step of electrically connecting the base electrode and the emitter electrode, respectively.

【0048】この発明によれば、前記第5化合物半導体
層は、前記第4化合物半導体層と前記第5化合物半導体
層とのヘテロ接合界面近傍において、また前記第8化合
物半導体層は、前記第7化合物半導体層と前記第8化合
物半導体層とのヘテロ接合界面近傍において、各々、ヘ
テロ接合界面に発生する界面電荷を相殺するような高不
純物濃度にしている。従って、前記第4化合物半導体層
と前記第5化合物半導体層とのヘテロ接合界面のポテン
シャル障壁が電子を流れ易くするように改善されるた
め、エミッタ抵抗を、エミッタ層のシート抵抗で決定で
き、エミッタ抵抗の制御性が容易になる。また、前記第
7化合物半導体層と前記第6化合物半導体層とのヘテロ
接合界面のポテンシャル障壁が改善され、このヘテロ接
合界面の界面電荷が、前記エミッタ抵抗にほとんど影響
を与えないため、前記エミッタ抵抗の制御性が容易にな
る。
According to the present invention, the fifth compound semiconductor layer is near the heterojunction interface between the fourth compound semiconductor layer and the fifth compound semiconductor layer, and the eighth compound semiconductor layer is the seventh compound semiconductor layer. In the vicinity of the heterojunction interface between the compound semiconductor layer and the eighth compound semiconductor layer, a high impurity concentration is set so as to cancel the interface charge generated at the heterojunction interface. Therefore, since the potential barrier at the heterojunction interface between the fourth compound semiconductor layer and the fifth compound semiconductor layer is improved so that electrons can easily flow, the emitter resistance can be determined by the sheet resistance of the emitter layer. The controllability of resistance becomes easy. Further, the potential barrier at the heterojunction interface between the seventh compound semiconductor layer and the sixth compound semiconductor layer is improved, and the interfacial charge at the heterojunction interface has almost no effect on the emitter resistance. Controllability of.

【0049】更に、前記第8化合物半導体層及び上部エ
ミッタ層となる前記第5化合物半導体層は、同一マスク
を用いて、前記第6及び第7化合物半導体層と一緒にパ
ターニングされ、下部エミッタ層となる前記第3化合物
半導体層は、同一マスクを用い、エッチング停止層であ
る前記第4化合物半導体層と一緒にパターニングされて
いる。従って、前記第8化合物半導体層、エミッタ層と
なる前記第5及び第3化合物半導体層は、酸化によるエ
ッチング不良はなく、容易に加工することができる。
Further, the eighth compound semiconductor layer and the fifth compound semiconductor layer to be the upper emitter layer are patterned together with the sixth and seventh compound semiconductor layers using the same mask to form a lower emitter layer and a lower emitter layer. The third compound semiconductor layer to be formed is patterned together with the fourth compound semiconductor layer, which is an etching stop layer, using the same mask. Therefore, the eighth compound semiconductor layer and the fifth and third compound semiconductor layers to be the emitter layer do not have etching defects due to oxidation and can be easily processed.

【0050】[0050]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態について説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0051】(第1の実施の形態)まず、本発明の第1
の実施の形態に係わるヘテロ接合バイポーラトランジス
タについて、その製造方法を用いて説明する。図1乃至
図5は、その製造工程を示す工程断面図である。
(First Embodiment) First, the first embodiment of the present invention
The heterojunction bipolar transistor according to the embodiment will be described using its manufacturing method. 1 to 5 are process cross-sectional views showing the manufacturing process.

【0052】まず、図1に示すように、高比抵抗のGa
As基板1上に、4×1018cm-3の不純物濃度及び5
00nmの膜厚を有するサブコレクタとなるn型GaA
sサブコレクタ層2、1×1016cm-3の不純物濃度及
び700nmの膜厚を有するコレクタとなるn型GaA
sコレクタ層(第1化合物が半導体層)3、4×10 19
cm-3の不純物濃度及び60nmのベース層となるp型
GaAsベース層(第2化合物半導体層)4、3×10
17cm-3の不純物濃度及び25nmの膜厚を有する下部
エミッタ層となるn型InGaP下部エミッタ層(第3
化合物半導体層)5、3×1018cm-3の不純物濃度及
び7nmの膜厚を有するエッチング停止層であるn型G
aAsエッチング停止層(第4化合物半導体層)10、
2×10 18cm-3の不純物濃度及び20nmの膜厚を有
する上部エミッタ層となるn型InGaP上部エミッタ
層(第5化合物半導体層)11、4×1018cm-3の不
純物濃度及び100nmの膜厚を有するコンタクト層と
なるn型GaAsコンタクト層(第6化合物半導体層)
6を、周知のMOCVD法により、順次、積層形成す
る。
First, as shown in FIG. 1, Ga having a high specific resistance is used.
4x10 on the As substrate 118cm-3Impurity concentration and 5
N-type GaA serving as a subcollector having a film thickness of 00 nm
s subcollector layer 2, 1 × 1016cm-3Impurity concentration and
And n-type GaA serving as a collector having a thickness of 700 nm
s collector layer (first compound is semiconductor layer) 3, 4 × 10 19
cm-3Impurity concentration and p-type that becomes the base layer of 60 nm
GaAs base layer (second compound semiconductor layer) 4, 3 × 10
17cm-3With an impurity concentration of 25 nm and a film thickness of 25 nm
N-type InGaP lower emitter layer (third emitter layer)
Compound semiconductor layer) 5, 3 × 1018cm-3Impurity concentration and
N-type G which is an etching stop layer having a thickness of 7 nm and
aAs etching stop layer (fourth compound semiconductor layer) 10,
2 x 10 18cm-3Has an impurity concentration of 20 nm and a film thickness of 20 nm.
N-type InGaP upper emitter serving as an upper emitter layer
Layer (fifth compound semiconductor layer) 11, 4 × 1018cm-3No
A contact layer having a pure substance concentration and a film thickness of 100 nm;
N-type GaAs contact layer (sixth compound semiconductor layer)
6 is sequentially laminated by the well-known MOCVD method.
It

【0053】本実施の形態では、前記n型GaAsエッ
チング停止層10の形成に際しては、従来では、1×1
18cm-3の高不純物濃度で、且つ10nmの膜厚に形
成しているのに対して、3×1018cm-3の高不純物濃
度で、且つ7nmの膜厚に形成している。
In the present embodiment, the formation of the n-type GaAs etching stop layer 10 is conventionally performed at 1 × 1.
The film has a high impurity concentration of 0 18 cm −3 and a film thickness of 10 nm, whereas the film has a high impurity concentration of 3 × 10 18 cm −3 and a film thickness of 7 nm.

【0054】更に、前記n型InGaP上部エミッタ層
11の形成に際しては、従来では、3×1017cm-3
低不純物濃度で、30nmの膜厚に形成しているのに対
して、2×1018cm-3の高不純物濃度で、且つ20n
mの膜厚に形成している。
Further, in forming the n-type InGaP upper emitter layer 11, in the conventional case, a low impurity concentration of 3 × 10 17 cm −3 and a film thickness of 30 nm are formed, while 2 × is formed. High impurity concentration of 10 18 cm -3 and 20n
The film thickness is m.

【0055】次いで、図2に示すように、エミッタ形成
予定領域上の前記GaAsコンタクト層6部分上にフォ
トレジストマスク20を形成し、前記GaAsコンタク
ト層6をエッチングする。前記GaAsコンタクト層6
のエッチング液として過酸化水素を添加した酒石酸水溶
液を用いることにより、エッチングは前記InGaP上
部エミッタ層11の上で停止する。
Next, as shown in FIG. 2, a photoresist mask 20 is formed on the portion of the GaAs contact layer 6 on the emitter formation region, and the GaAs contact layer 6 is etched. The GaAs contact layer 6
Etching is stopped on the InGaP upper emitter layer 11 by using a tartaric acid aqueous solution to which hydrogen peroxide is added as the etching solution.

【0056】引き続き、前記InGaP上部エミッタ層
11を塩酸でエッチングする。前記InGaP上部エミ
ッタ層11のエッチング液として塩酸を用いることによ
り、エッチングは前記GaAsエッチング停止層10の
上で停止する。
Subsequently, the InGaP upper emitter layer 11 is etched with hydrochloric acid. By using hydrochloric acid as an etchant for the InGaP upper emitter layer 11, etching is stopped on the GaAs etching stop layer 10.

【0057】前記GaAsコンタクト層6と前記InG
aP上部エミッタ層11のエッチングは、同一のフォト
レジストマスク20を用いて行うので、従来問題となっ
た酸化による前記InGaP上部エミッタ層11のエッ
チング不良は起こらない。
The GaAs contact layer 6 and the InG
Since the etching of the aP upper emitter layer 11 is performed using the same photoresist mask 20, the etching failure of the InGaP upper emitter layer 11 due to the oxidation, which has been a conventional problem, does not occur.

【0058】次に、図3に示すように、エミッタ領域よ
りも所定量大きいフォトレジストマスク21を形成し、
前記GaAsエッチング停止層10と前記InGaP下
部エミッタ層5をエッチングする。前記GaAsエッチ
ング停止層10は、過酸化水素を添加した酒石酸水溶液
により、また、前記InGaP下部エミッタ層5は、塩
酸により、夫々、エッチングを行う。
Next, as shown in FIG. 3, a photoresist mask 21 larger than the emitter region by a predetermined amount is formed,
The GaAs etch stop layer 10 and the InGaP lower emitter layer 5 are etched. The GaAs etching stop layer 10 is etched with a tartaric acid aqueous solution containing hydrogen peroxide, and the InGaP lower emitter layer 5 is etched with hydrochloric acid.

【0059】このときも、同一のフォトレジストマスク
21を用いて、前記GaAsエッチング停止層10と前
記InGaP下部エミッタ層5をエッチングしているの
で、従来問題となった酸化による前記InGaP下部エ
ミッタ層5のエッチング不良は起こらない。
At this time as well, since the GaAs etching stop layer 10 and the InGaP lower emitter layer 5 are etched using the same photoresist mask 21, the InGaP lower emitter layer 5 due to oxidation, which has been a problem in the prior art. No etching failure occurs.

【0060】その結果、エミッタ層30は、前記InG
aP上部エミッタ層11、その下方の前記GaAsエッ
チング停止層部分10a及びその下方のInGaP下部
エミッタ層部分5aとで形成され、一方、このInGa
P下部エミッタ層部分5aの外周部に、前記InGaP
下部エミッタ層部分5bと前記GaAsエッチング停止
層部分10bとで構成されるガードリング層35が形成
される。
As a result, the emitter layer 30 is formed of InG.
It is formed of the aP upper emitter layer 11, the GaAs etching stop layer portion 10a thereunder and the InGaP lower emitter layer portion 5a therebelow, while the InGa
InGaP is formed on the outer peripheral portion of the P lower emitter layer portion 5a.
A guard ring layer 35 composed of the lower emitter layer portion 5b and the GaAs etching stop layer portion 10b is formed.

【0061】次に、図4に示すように、前記GaAsコ
ンタクト層6、前記InGaP上部エミッタ層11、前
記GaAsエッチング停止層10及び前記InGaP下
部エミッタ層5を含む所定領域にコレクタ領域形成用の
フォトレジストマスク22を形成し、前記GaAsベー
ス層4及び前記GaAsコレクタ層3を前記GaAsサ
ブコレクタ層2が露出するまで、順次、エッチングす
る。
Next, as shown in FIG. 4, a photo for forming a collector region is formed in a predetermined region including the GaAs contact layer 6, the InGaP upper emitter layer 11, the GaAs etching stop layer 10 and the InGaP lower emitter layer 5. A resist mask 22 is formed, and the GaAs base layer 4 and the GaAs collector layer 3 are sequentially etched until the GaAs subcollector layer 2 is exposed.

【0062】次に、図5に示すように、前記GaAsサ
ブコレクタ層2上にコレクタ電極7、前記GaAsベー
ス層4上にベース電極8、前記GaAsコンタクト層6
上にエミッタ電極9を、各々、形成することにより、ガ
ードリング層を有するnpn型ヘテロ接合バイポーラト
ランジスタが完成する。
Next, as shown in FIG. 5, a collector electrode 7 is formed on the GaAs subcollector layer 2, a base electrode 8 is formed on the GaAs base layer 4, and a GaAs contact layer 6 is formed.
By forming the emitter electrodes 9 on each, an npn type heterojunction bipolar transistor having a guard ring layer is completed.

【0063】上記実施の形態によるヘテロ接合バイポー
ラトランジスタでは、前記InGaP下部エミッタ層部
分5a上の前記GaAsエッチング停止層部分10a、
及び前記GaAsエッチング停止層部分10a上に接す
る前記InGaP上部エミッタ層11におけるドナーの
ドーピング濃度(不純物濃度)を、いずれも2×10 18
cm-3以上の高濃度にしている。このため、ヘテロ界面
の負の固定電荷を補償するのに十分な正の固定電荷が半
導体中にくくりつけられ、前記GaAsエッチング停止
層部分10と前記InGaP上部エミッタ層11とのヘ
テロ接合界面のポテンシャル障壁は、厚みが薄く、また
高さが低くなり、電子が流れ易くなる。
Heterojunction bipolar according to the above embodiment
In the transistor, the InGaP lower emitter layer portion
The GaAs etch stop layer portion 10a on the minute 5a,
And contact with the GaAs etching stop layer portion 10a
Of the donor in the InGaP upper emitter layer 11
Doping concentration (impurity concentration) is 2 × 10 18
cm-3Higher concentration than above. Therefore, the hetero interface
Half of the positive fixed charge is sufficient to compensate for the negative fixed charge of
Clamped on the conductor, stopping the GaAs etching
Between the layer portion 10 and the InGaP upper emitter layer 11;
The potential barrier at the terror junction interface is thin and
The height becomes low and electrons easily flow.

【0064】従って、ヘテロ接合界面におけるエミッタ
抵抗性分が無視できる程度の極めて小さい値になり、ト
ランジスタのエミッタ抵抗は、エミッタ層のシート抵抗
で決定される。そのため、成長条件のずれによって界面
固定電荷の量がばらついてもエミッタ抵抗への影響は殆
どなく、安定したエミッタ抵抗を有する。
Therefore, the emitter resistance at the heterojunction interface becomes an extremely small value that can be ignored, and the emitter resistance of the transistor is determined by the sheet resistance of the emitter layer. Therefore, even if the amount of fixed charges at the interface fluctuates due to the deviation of the growth conditions, the emitter resistance is hardly affected, and the emitter resistance is stable.

【0065】また、上記製造方法では、前記InGaP
上部エミッタ層11は、同一マスク20を用いて、前記
GaAsコンタクト6と一緒にパターニングされ、前記
InGaP下部エミッタ層5は、同一マスク21を用
い、前記GaAsエッチング停止層10と一緒にパター
ニングされている。従って、前記InGap上部エミッ
タ層11及び前記InGaP下部エミッタ層5は、酸化
によるエッチング不良はなく、容易に加工することがで
きる。
Further, in the above manufacturing method, the InGaP
The upper emitter layer 11 is patterned together with the GaAs contact 6 using the same mask 20, and the InGaP lower emitter layer 5 is patterned together with the GaAs etch stop layer 10 using the same mask 21. . Therefore, the InGap upper emitter layer 11 and the InGaP lower emitter layer 5 have no etching defects due to oxidation and can be easily processed.

【0066】更には、前記InGaP下部エミッタ層5
上に、前記GaAsエッチング停止層10、及び前記I
nGaP上部エミッタ層11を、順次、積層形成する際
に、前記GaAsエッチング停止層10、及び前記In
GaP上部エミッタ層11おけるドナーの不純物濃度
を、いずれも2×1018cm-3以上の高濃度にすること
により、前記GaAsエッチング停止層10と前記In
GaP上部エミッタ層11とのヘテロ接合界面のポテン
シャル障壁が電子を流れ易くするように改善される。そ
のため、エミッタ抵抗を、エミッタ層のシート抵抗で決
定でき、エミッタ抵抗の制御性が容易になる。例えば、
図1に示した構造のウエハを複数のエピウエハ製造会社
に制作依頼し、そのウエハを用いて試作したヘテロ接合
バイポーラトランジスタにおけるエミッタ抵抗を測定し
た結果を表2に示す。
Furthermore, the InGaP lower emitter layer 5 is formed.
The GaAs etch stop layer 10 and the I
When the nGaP upper emitter layer 11 is sequentially laminated, the GaAs etching stopper layer 10 and the In layer are formed.
By setting the impurity concentration of the donor in the GaP upper emitter layer 11 to be as high as 2 × 10 18 cm −3 or more, the GaAs etching stop layer 10 and the In
The potential barrier at the heterojunction interface with the GaP upper emitter layer 11 is improved to facilitate the flow of electrons. Therefore, the emitter resistance can be determined by the sheet resistance of the emitter layer, and the controllability of the emitter resistance becomes easy. For example,
Table 2 shows the results of measuring the emitter resistance of a heterojunction bipolar transistor prototyped using a plurality of epiwafer manufacturing companies for the wafer having the structure shown in FIG. 1.

【0067】[0067]

【表2】 [Table 2]

【0068】この表から明らかなように、エピウエハ会
社間の差異がほとんど無く、エミッタ抵抗の安定したト
ランジスタを再現性よく製造できた。 (第2の実施の形態)次に、本発明の第2の実施の形態
に係わるヘテロ接合バイポーラトランジスタ及びその製
造方法について、図6乃至図10を用いて説明する。図
6乃至図10は、その製造方法を示す工程断面図であ
る。
As is clear from this table, there was almost no difference between the epi-wafer companies, and a transistor with a stable emitter resistance could be manufactured with good reproducibility. (Second Embodiment) Next, a heterojunction bipolar transistor and a method of manufacturing the same according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 6 to 10 are process sectional views showing the manufacturing method.

【0069】本実施の形態と第1の実施の形態との相違
点は、第1の実施の形態において、前記n型InGaP
上部エミッタ層11と前記n型GaAsコンタクト層6
との間に、低不純物濃度のInGaP層62及び高不純
物濃度のInGaP層63を設けた点で異なる。前記n
型InGaP層62は、エミッタ抵抗を大きくしパワー
アンプなどで必要なバラスト抵抗として機能させ、前記
InGaP層63は、該InGaP層63と前記InG
aP層62とのヘテロ接合界面における界面電荷がエミ
ッタ抵抗に影響しないようにするためのものである。
The difference between this embodiment and the first embodiment is that in the first embodiment, the n-type InGaP is used.
Upper emitter layer 11 and the n-type GaAs contact layer 6
And an InGaP layer 62 having a low impurity concentration and an InGaP layer 63 having a high impurity concentration are provided therebetween. N
The type InGaP layer 62 has a large emitter resistance and functions as a ballast resistor necessary for a power amplifier or the like, and the InGaP layer 63 has the InGaP layer 63 and the InG.
This is to prevent the interface resistance at the heterojunction interface with the aP layer 62 from affecting the emitter resistance.

【0070】即ち、図6に示すように、高比抵抗のGa
As基板51上に4×1018cm-3の不純物濃度及び5
00nmの膜厚を有するn型GaAsサブコレクタ層5
2、1×1016cm-3の不純物濃度及び700nmの膜
厚を有するコレクタ層となるn型GaAsコレクタ層
(第1化合物半導体層)53、4×1019cm-3の不純
物濃度及び60nmの膜厚を有するベース層となるp型
GaAsベース層(第2化合物半導体層)54、3×1
17cm-3の不純物濃度及び25nmの膜厚を有する下
部エミッタ層となるn型InGaP下部エミッタ層(第
3化合物半導体層)55、3×1018cm-3の不純物濃
度及び7nmの膜厚を有するエッチング停止層となるn
型GaAsエッチング停止層60(第4化合物半導体
層)、2×1018cm-3の不純物濃度及び20nmの膜
厚を有する上部エミッタ層となるn型InGaP上部エ
ミッタ層(第5化合物半導体層)61、5×1016cm
-3の不純物濃度及び100nmの膜厚を有するバラスト
抵抗となるn型InGaPバラスと抵抗層(第7化合物
半導体層)62、2×1018cm-3の不純物濃度及び2
0nmの膜厚を有するn型InGaP層(第8化合物半
導体層)63、4×10 18cm-3の不純物濃度及び10
0nmのコンタクト層となるn型GaAsコンタクト層
(第6化合物半導体層)56を、周知のMOCVD法に
より、順次、積層形成する。
That is, as shown in FIG. 6, a high specific resistance Ga
4x10 on As substrate 5118cm-3Impurity concentration and 5
N-type GaAs subcollector layer 5 having a film thickness of 00 nm
2, 1 x 1016cm-3Impurity concentration and 700nm film
N-type GaAs collector layer serving as a collector layer having a thickness
(First compound semiconductor layer) 53, 4 × 1019cm-3Impure
P-type as a base layer having a material concentration and a film thickness of 60 nm
GaAs base layer (second compound semiconductor layer) 54, 3 × 1
017cm-3With an impurity concentration of 25 nm and a film thickness of 25 nm
N-type InGaP lower emitter layer (first
3 compound semiconductor layer) 55, 3 × 1018cm-3Concentration of impurities
To be an etching stop layer having a thickness of 7 nm and a thickness of 7 nm.
Type GaAs etching stop layer 60 (fourth compound semiconductor
Layer), 2 × 1018cm-3Impurity concentration and 20 nm film
N-type InGaP upper layer to be a thick upper emitter layer
Mitter layer (fifth compound semiconductor layer) 61, 5 × 1016cm
-3Ballast having an impurity concentration of 100 nm and a film thickness of 100 nm
N-type InGaP ballast which becomes a resistance and a resistance layer (seventh compound)
Semiconductor layer) 62, 2 × 1018cm-3Impurity concentration and 2
N-type InGaP layer (8th compound half
Conductor layer) 63, 4 × 10 18cm-3Impurity concentration and 10
N-type GaAs contact layer serving as a 0 nm contact layer
The (sixth compound semiconductor layer) 56 is formed by the well-known MOCVD method.
Thus, the layers are sequentially formed.

【0071】本実施の形態では、上記第1の実施の形態
と同様に、前記n型GaAsエッチング停止層60の形
成に際しては、3×1018cm-3の高不純物濃度で、且
つ7nmの膜厚に形成し、前記n型InGaP上部エミ
ッタ層61の形成に際しては、2×1018cm-3の高不
純物濃度で、且つ20nmの膜厚に形成している。
In this embodiment, similarly to the first embodiment, when the n-type GaAs etching stop layer 60 is formed, a film having a high impurity concentration of 3 × 10 18 cm −3 and a film thickness of 7 nm is used. The n-type InGaP upper emitter layer 61 is formed to have a high impurity concentration of 2 × 10 18 cm −3 and a film thickness of 20 nm.

【0072】更に、前記n型InGaP層62上に前記
n型InGaP層63を積層形成するに際しては、2×
1018cm-3の高不純物濃度で、且つ20nmの膜厚に
形成している。
Furthermore, when the n-type InGaP layer 63 is laminated on the n-type InGaP layer 62, 2 ×
It is formed with a high impurity concentration of 10 18 cm −3 and a film thickness of 20 nm.

【0073】次いで、図7に示すように、エミッタ形成
予定領域上の前記GaAsコンタクト層56部分上にフ
ォトレジストマスク70を形成し、前記GaAsコンタ
クト層56をエッチングする。前記GaAsコンタクト
層56のエッチング液として過酸化水素を添加した酒石
酸水溶液を用いることにより、エッチングは前記InG
aP層63の上で停止する。
Then, as shown in FIG. 7, a photoresist mask 70 is formed on the portion of the GaAs contact layer 56 on the area where the emitter is to be formed, and the GaAs contact layer 56 is etched. By using a tartaric acid aqueous solution containing hydrogen peroxide as an etchant for the GaAs contact layer 56,
Stop on the aP layer 63.

【0074】引き続き、前記InGaP層63、62及
び61を塩酸でエッチングする。前記InGaP層6
3、62及び61のエッチング液として塩酸を用いるこ
とにより、エッチングは前記GaAsエッチング停止層
60の上で停止する。
Subsequently, the InGaP layers 63, 62 and 61 are etched with hydrochloric acid. The InGaP layer 6
By using hydrochloric acid as an etching solution for 3, 62 and 61, the etching is stopped on the GaAs etching stop layer 60.

【0075】前記GaAsコンタクト層56と前記In
GaP層63、62及び61のエッチングは、同一のフ
ォトレジストマスク70を用いて行うので、従来問題と
なった酸化による前記InGaP層63、62及び61
のエッチング不良は起こらない。
The GaAs contact layer 56 and the In
Since the etching of the GaP layers 63, 62 and 61 is performed using the same photoresist mask 70, the InGaP layers 63, 62 and 61 due to oxidation, which has been a problem in the related art, are used.
No etching failure occurs.

【0076】次に、図8に示すように、エミッタ領域よ
りも所定量大きいフォトレジストマスク71を形成し、
前記GaAsエッチング停止層60と前記InGaP下
部エミッタ層55をエッチングする。前記GaAsエッ
チング停止層60は、過酸化水素を添加した酒石酸水溶
液により、また、前記InGaP下部エミッタ層55
は、塩酸により、夫々、エッチングを行う。
Next, as shown in FIG. 8, a photoresist mask 71 larger than the emitter region by a predetermined amount is formed,
The GaAs etch stop layer 60 and the InGaP lower emitter layer 55 are etched. The GaAs etch stop layer 60 is formed of a tartaric acid aqueous solution containing hydrogen peroxide, and the InGaP lower emitter layer 55 is formed.
Perform etching with hydrochloric acid, respectively.

【0077】このときも、同一のフォトレジストマスク
71を用いて、前記GaAsエッチング停止層60と前
記InGaP下部エミッタ層55をエッチングしている
ので、従来問題となった酸化による前記InGaPエミ
ッタ層55のエッチング不良は起こらない。
At this time as well, the same photoresist mask 71 is used to etch the GaAs etching stop layer 60 and the InGaP lower emitter layer 55, so that the InGaP emitter layer 55 due to oxidation, which has been a problem in the past, is removed. No etching defects occur.

【0078】その結果、エミッタ層400は、前記In
GaP上部エミッタ層61、その下方の前記GaAsエ
ッチング停止層部分60a及びその下方のInGaP下
部エミッタ層部分55aとで形成され、一方、このIn
GaP下部エミッタ層部分55aの外周部に、前記In
GaP下部エミッタ層部分55bと前記GaAsエッチ
ング停止層部分60bとで構成されるガードリング層4
50が形成される。
As a result, the emitter layer 400 is formed of In
The GaP upper emitter layer 61, the GaAs etching stop layer portion 60a therebelow and the InGaP lower emitter layer portion 55a therebelow are formed.
On the outer peripheral portion of the GaP lower emitter layer portion 55a, the In
The guard ring layer 4 composed of the GaP lower emitter layer portion 55b and the GaAs etching stop layer portion 60b.
50 is formed.

【0079】次に、図9に示すように、前記GaAsコ
ンタクト層56、前記InGaP層63、62及び6
1、前記GaAsエッチング停止層60及び前記InG
aP下部エミッタ層55を含む所定領域にコレクタ領域
形成用のフォトレジストマスク72を形成し、前記Ga
Asベース層54及び前記GaAsコレクタ層53を前
記GaAsサブコレクタ層52が露出するまで、順次、
エッチングする。
Next, as shown in FIG. 9, the GaAs contact layer 56 and the InGaP layers 63, 62 and 6 are formed.
1. The GaAs etch stop layer 60 and the InG
A photoresist mask 72 for forming a collector region is formed on a predetermined region including the aP lower emitter layer 55, and the Ga
The As base layer 54 and the GaAs collector layer 53 are sequentially exposed until the GaAs subcollector layer 52 is exposed.
Etching.

【0080】次に、図10に示すように、前記GaAs
サブコレクタ層52上にコレクタ電極57、前記GaA
sベース層54上にベース電極58、前記GaAsコン
タクト層56上にエミッタ電極59を、各々、形成する
ことにより、ガードリング層を有するnpn型ヘテロ接
合バイポーラトランジスタが完成する。
Next, as shown in FIG.
On the sub-collector layer 52, the collector electrode 57, the GaA
An npn type heterojunction bipolar transistor having a guard ring layer is completed by forming a base electrode 58 on the s base layer 54 and an emitter electrode 59 on the GaAs contact layer 56, respectively.

【0081】この第2の実施の形態のヘテロ接合バイポ
ーラトランジスタによれば、上記第1の実施形態と同様
に、前記GaAsエッチング停止層60、及び前記In
GaP上部エミッタ層61におけるドナーの不純物濃度
を、いずれも2×1018cm -3以上の高不純物濃度にし
ているので、前記GaAsエッチング停止層60と前記
InGaP下部エミッタ層61とのヘテロ接合界面のポ
テンシャル障壁は、電子が流れ易いように改善され、エ
ミッタ抵抗は、エミッタ層のシート抵抗で決定され、安
定した値になる。
The heterojunction bipolar of the second embodiment
According to the transistor, the same as in the first embodiment described above.
The GaAs etch stop layer 60 and the In
Impurity concentration of donor in GaP upper emitter layer 61
Is 2 × 1018cm -3Higher impurity concentration
Therefore, the GaAs etching stop layer 60 and the
InGaP lower emitter layer 61 has a heterojunction interface po
The thermal barrier has been improved to facilitate the flow of electrons,
Mitter resistance is determined by the sheet resistance of the emitter layer,
It becomes the set value.

【0082】また、前記GaAsコンタクト層56と前
記InGaP層62との間にも、2×1018cm-3以上
の高不純物濃度のInGaP層63が挿入され、前記G
aAsコンタクト層56と前記InGaP層63とのヘ
テロ接合界面における界面電荷がバラスト抵抗に影響し
ないようにしてある。即ち、バラスト抵抗は、バラスト
抵抗としてのInGaP層62のシート抵抗、即ち厚み
と濃度の2つのパラメータで決定され、安定した値にな
る。
In addition, an InGaP layer 63 having a high impurity concentration of 2 × 10 18 cm −3 or more is inserted between the GaAs contact layer 56 and the InGaP layer 62, and the G
The interface charge at the heterojunction interface between the aAs contact layer 56 and the InGaP layer 63 does not affect the ballast resistance. That is, the ballast resistance is determined by the sheet resistance of the InGaP layer 62 as the ballast resistance, that is, the two parameters of the thickness and the concentration, and has a stable value.

【0083】従って、エミッタ抵抗は、前記InGaP
上部エミッタ層61及び前記バラスト抵抗としての前記
InGaP層62の各シート抵抗で決定されるため、ば
らつきのない、安定した値になる。
Therefore, the emitter resistance is the same as InGaP.
Since it is determined by the sheet resistance of the upper emitter layer 61 and the InGaP layer 62 serving as the ballast resistor, it has a stable and stable value.

【0084】また、上記製造方法では、前記InGap
層63、62及び前記InGaP上部エミッタ層61
は、同一マスク70を用いて、前記GaAsコンタクト
層56と一緒にパターニングされ、前記InGaP下部
エミッタ層55は、同一マスク71を用い、前記GaA
sエッチング停止層60と一緒にパターニングされてい
る。従って、前記InGaP層62、前記InGaP上
部エミッタ層61及び前記InGaP下部エミッタ層5
5は、酸化によるエッチング不良はなく、容易に加工す
ることができる。
Further, in the above manufacturing method, the InGap
Layers 63 and 62 and the InGaP upper emitter layer 61
Are patterned together with the GaAs contact layer 56 using the same mask 70, and the InGaP lower emitter layer 55 is patterned using the same mask 71.
Patterned with the s etch stop layer 60. Therefore, the InGaP layer 62, the InGaP upper emitter layer 61, and the InGaP lower emitter layer 5 are
No. 5 has no etching failure due to oxidation and can be easily processed.

【0085】更には、前記InGaP下部エミッタ層5
5上に、前記GaAsエッチング停止層10、及び前記
InGaP上部エミッタ層11を、順次、積層形成する
際に、前記GaAsエッチング停止層10、及び前記I
nGaP上部エミッタ層11おけるドナーの不純物濃度
を、いずれも2×1018cm-3以上の高濃度にすること
により、前記GaAsエッチング停止層10と前記In
GaP上部エミッタ層11とのヘテロ接合界面のポテン
シャル障壁が電子を流れ易くするように改善される。そ
のため、エミッタ抵抗を、エミッタ層のシート抵抗で決
定できるようになる。
Furthermore, the InGaP lower emitter layer 5 is formed.
When the GaAs etching stopper layer 10 and the InGaP upper emitter layer 11 are sequentially stacked on the substrate 5, the GaAs etching stopper layer 10 and the I
By setting the impurity concentration of the donor in the nGaP upper emitter layer 11 to be as high as 2 × 10 18 cm −3 or more, the GaAs etching stop layer 10 and the In
The potential barrier at the heterojunction interface with the GaP upper emitter layer 11 is improved to facilitate the flow of electrons. Therefore, the emitter resistance can be determined by the sheet resistance of the emitter layer.

【0086】また、前記InGaP層62上に前記In
GaP層63を積層形成する際に、前記InGaP層6
3おけるドナーの不純物濃度を、2×1018cm-3以上
の高濃度にすることにより、前記GaAsコンタクト層
56と前記InGaP層63とのヘテロ接合界面におけ
る界面電荷がバラスト抵抗に影響しない改善し、バラス
ト抵抗は、InGaPバラスト抵抗層62のシート抵抗
で決定できるようになる。
Further, on the InGaP layer 62, the In
The InGaP layer 6 is formed when the GaP layer 63 is laminated.
By setting the impurity concentration of the donor in 3 to a high concentration of 2 × 10 18 cm −3 or more, the interface charge at the heterojunction interface between the GaAs contact layer 56 and the InGaP layer 63 is improved so as not to affect the ballast resistance. The ballast resistance can be determined by the sheet resistance of the InGaP ballast resistance layer 62.

【0087】従って、エミッタ抵抗を、前記InGaP
上部エミッタ層61及び前記InGaPバラスト抵抗層
62の各シート抵抗で決定でき、エミッタ抵抗の制御性
が容易になる。例えば、図6に示した構造のウエハを複
数のエピウエハ製造会社に制作依頼し、そのウエハを用
いて試作したヘテロ接合バイポーラトランジスタにおけ
るエミッタ抵抗を測定した結果を表3に示す。
Therefore, the emitter resistance is set to the InGaP
The sheet resistance of the upper emitter layer 61 and the InGaP ballast resistance layer 62 can be determined, and the controllability of the emitter resistance becomes easy. For example, Table 3 shows the results of measuring the emitter resistance of a heterojunction bipolar transistor, which was manufactured by requesting a plurality of epi-wafer manufacturing companies to manufacture the wafer having the structure shown in FIG.

【0088】[0088]

【表3】 [Table 3]

【0089】この表から明らかなように、エピウエハ会
社間の差異がほとんど無く、エミッタ抵抗の安定したト
ランジスタを再現性よく製造できた。
As is clear from this table, there was almost no difference between the epi-wafer companies, and a transistor with stable emitter resistance could be manufactured with good reproducibility.

【0090】また、次の表4は、前記InGaP層62
の厚みを130nmにした場合を示す。
Table 4 below shows the InGaP layer 62.
Shows the case where the thickness of each is 130 nm.

【0091】[0091]

【表4】 [Table 4]

【0092】この表からも明らかなように、エピウエハ
会社間の差異がほとんど無く、エミッタ抵抗の安定した
トランジスタを再現性よく製造できることがよく分か
る。
As is clear from this table, there is almost no difference between epiwafer companies, and it is well understood that a transistor having a stable emitter resistance can be manufactured with good reproducibility.

【0093】なお、上述の各実施の形態では、コンタク
ト層は、n型GaAsとしたが、よりコンタクト抵抗を
小さくするためにn型GaAs上にn型InGaAs層
を設けることも可能である。
Although the contact layer is made of n-type GaAs in the above-mentioned embodiments, an n-type InGaAs layer may be provided on the n-type GaAs in order to further reduce the contact resistance.

【0094】また、上述の各実施の形態では、GaAs
とInGaPの組合わせとしたが、GaAsとAlGa
Asの組合せにしても良いことは勿論である。
In each of the above embodiments, GaAs is used.
And InGaP were combined, but GaAs and AlGa
Of course, a combination of As may be used.

【0095】[0095]

【発明の効果】上述したように、本発明のヘテロ接合バ
イポーラトランジスタでは、ばらつきの極めて少ない、
安定したエミッタ抵抗を有する。
As described above, in the heterojunction bipolar transistor of the present invention, the variation is extremely small,
Has a stable emitter resistance.

【0096】また、本発明のヘテロ接合バイポーラトラ
ンジスタの製造方法では、エミッタの加工性とエミッタ
抵抗の制御性が改善され、エミッタ抵抗の安定したトラ
ンジスタを再現性よく製造できる。
Further, according to the method for manufacturing a heterojunction bipolar transistor of the present invention, the workability of the emitter and the controllability of the emitter resistance are improved, and a transistor having a stable emitter resistance can be manufactured with good reproducibility.

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

【図1】図1は、本発明の第1の実施の形態に係わるヘ
テロ接合バイポーラトランジスタの製造工程を示す工程
断面図である。
FIG. 1 is a process cross-sectional view showing a manufacturing process of a heterojunction bipolar transistor according to a first embodiment of the present invention.

【図2】図2は、本発明の第1の実施の形態に係わるヘ
テロ接合バイポーラトランジスタの製造工程を示す工程
断面図である。
FIG. 2 is a process cross-sectional view showing a manufacturing process of a heterojunction bipolar transistor according to the first embodiment of the present invention.

【図3】図3は、本発明の第1の実施の形態に係わるヘ
テロ接合バイポーラトランジスタの製造工程を示す工程
断面図である。
FIG. 3 is a process cross-sectional view showing a manufacturing process of a heterojunction bipolar transistor according to the first embodiment of the present invention.

【図4】図4は、本発明の第1の実施の形態に係わるヘ
テロ接合バイポーラトランジスタの製造工程を示す工程
断面図である。
FIG. 4 is a process cross-sectional view showing a manufacturing process of the heterojunction bipolar transistor according to the first embodiment of the present invention.

【図5】図5は、本発明の第1の実施の形態に係わるヘ
テロ接合バイポーラトランジスタの製造工程を示す工程
断面図である。
FIG. 5 is a process cross-sectional view showing a manufacturing process of the heterojunction bipolar transistor according to the first embodiment of the present invention.

【図6】図6は、本発明の第2の実施の形態に係わるヘ
テロ接合バイポーラトランジスタの製造工程を示す工程
断面図である。
FIG. 6 is a process cross-sectional view showing a manufacturing process of a heterojunction bipolar transistor according to the second embodiment of the invention.

【図7】図7は、本発明の第2の実施の形態に係わるヘ
テロ接合バイポーラトランジスタの製造工程を示す工程
断面図である。
FIG. 7 is a process cross-sectional view showing a manufacturing process of a heterojunction bipolar transistor according to the second embodiment of the invention.

【図8】図8は、本発明の第2の実施の形態に係わるヘ
テロ接合バイポーラトランジスタの製造工程を示す工程
断面図である。
FIG. 8 is a process cross-sectional view showing a manufacturing process of a heterojunction bipolar transistor according to the second embodiment of the invention.

【図9】図9は、本発明の第2の実施の形態に係わるヘ
テロ接合バイポーラトランジスタの製造工程を示す工程
断面図である。
FIG. 9 is a process cross-sectional view showing a manufacturing process of a heterojunction bipolar transistor according to the second embodiment of the invention.

【図10】図10は、本発明の第2の実施の形態に係わ
るヘテロ接合バイポーラトランジスタの製造工程を示す
工程断面図である。
FIG. 10 is a process cross-sectional view showing a manufacturing process of a heterojunction bipolar transistor according to the second embodiment of the invention.

【図11】図11は、従来のヘテロ接合バイポーラトラ
ンジスタの製造工程を示す工程断面図である。
FIG. 11 is a process sectional view showing a manufacturing process of a conventional heterojunction bipolar transistor.

【図12】図12は、従来のヘテロ接合バイポーラトラ
ンジスタの製造工程を示す工程断面図である。
FIG. 12 is a process sectional view showing a manufacturing process of a conventional heterojunction bipolar transistor.

【図13】図13は、従来のヘテロ接合バイポーラトラ
ンジスタの製造工程を示す工程断面図である。
FIG. 13 is a process cross-sectional view showing a manufacturing process of a conventional heterojunction bipolar transistor.

【図14】図14は、従来のヘテロ接合バイポーラトラ
ンジスタの製造工程を示す工程断面図である。
FIG. 14 is a process cross-sectional view showing a manufacturing process of a conventional heterojunction bipolar transistor.

【図15】図15は、従来のヘテロ接合バイポーラトラ
ンジスタの製造工程を示す工程断面図である。
FIG. 15 is a process cross-sectional view showing a manufacturing process of a conventional heterojunction bipolar transistor.

【図16】図16は、他の従来のヘテロ接合バイポーラ
トランジスタの製造工程を示す工程断面図である。
FIG. 16 is a process sectional view showing a process of manufacturing another conventional heterojunction bipolar transistor.

【図17】図17は、他の従来のヘテロ接合バイポーラ
トランジスタの製造工程を示す工程断面図である。
FIG. 17 is a process sectional view showing a process of manufacturing another conventional heterojunction bipolar transistor.

【図18】図18は、他の従来のヘテロ接合バイポーラ
トランジスタの製造工程を示す工程断面図である。
FIG. 18 is a process cross-sectional view showing the process of manufacturing another conventional heterojunction bipolar transistor.

【図19】図19は、他の従来のヘテロ接合バイポーラ
トランジスタの製造工程を示す工程断面図である。
FIG. 19 is a process sectional view showing a process of manufacturing another conventional heterojunction bipolar transistor.

【図20】図20は、他の従来のヘテロ接合バイポーラ
トランジスタの製造工程を示す工程断面図である。
FIG. 20 is a process cross-sectional view showing a process of manufacturing another conventional heterojunction bipolar transistor.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1、51、101、201…GaAs基板 2、52、102、202…n型GaAsサブコレクタ
層 3、53、103、203…n型GaAsコレクタ層 4、54、104、204…p型GaAsベース層 5、55、105、205…n型InGaP下部エミッ
タ層 5a,5b、55a、55b,205a,205b…n
型InGaP下部エミッタ層部分 6、56、106、206…n型GaAsコンタクト層 7、57、107、207…コレクタ電極 8、58、108、208…ベース電極 9、59、109、209…エミッタ電極 10、60、210…n型GaAsエッチング停止層 10a、10b、60a,60b,210a,210b
… n型GaAsエッチング停止層部分 11、61、211…n型InGaP上部エミッタ層 20、21、22、70、71…フォトレジストマスク 30、300、400…エミッタ層 35、105b、350、450…ガードリング層 62…n型InGaPバラスト抵抗層 63…n型InGaP層 105…n型InGaPエミッタ層 105a…部分エミッタ層
1, 51, 101, 201 ... GaAs substrate 2, 52, 102, 202 ... n-type GaAs subcollector layer 3, 53, 103, 203 ... n-type GaAs collector layer 4, 54, 104, 204 ... p-type GaAs base layer 5, 55, 105, 205 ... N-type InGaP lower emitter layers 5a, 5b, 55a, 55b, 205a, 205b ...
Type InGaP lower emitter layer portions 6, 56, 106, 206 ... N type GaAs contact layers 7, 57, 107, 207 ... Collector electrodes 8, 58, 108, 208 ... Base electrodes 9, 59, 109, 209 ... Emitter electrode 10 , 60, 210 ... N-type GaAs etching stop layers 10a, 10b, 60a, 60b, 210a, 210b
... n-type GaAs etching stop layer portions 11, 61, 211 ... n-type InGaP upper emitter layers 20, 21, 22, 70, 71 ... photoresist masks 30, 300, 400 ... emitter layers 35, 105b, 350, 450 ... guards Ring layer 62 ... n-type InGaP ballast resistance layer 63 ... n-type InGaP layer 105 ... n-type InGaP emitter layer 105a ... partial emitter layer

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】GaAs基板上にコレクタ層、ベース層、
下部エミッタ層、エッチング停止層及び上部エミッタ層
を順次積層したヘテロ接合バイポーラトランジスタにお
いて、前記上部エミッタ層は、少なくとも前記エッチン
グ停止層と前記上部エミッタ層とのヘテロ接合界面近傍
において、ヘテロ接合界面に発生する界面電荷を相殺す
るような高不純物濃度を有することを特徴とするヘテロ
接合バイポーラトランジスタ。
1. A collector layer, a base layer, and a GaAs substrate,
In a heterojunction bipolar transistor in which a lower emitter layer, an etching stop layer, and an upper emitter layer are sequentially stacked, the upper emitter layer occurs at a heterojunction interface at least near the heterojunction interface between the etching stop layer and the upper emitter layer. A heterojunction bipolar transistor having a high impurity concentration that cancels the interfacial charge that occurs.
【請求項2】GaAs基板上に積層形成され、第1導電
型のコレクタ層となる第1化合物半導体層と、 前記第1化合物半導体層上に積層形成され、第2導電型
のベース層となる第2化合物半導体層と、 前記第2化合物半導体層上に積層形成され、且つ該第2
化合物半導体層より小面積に形成された第1導電型の下
部エミッタ層となる第3化合物半導体層と、 前記第3化合物半導体層上に積層形成され、且つ該第3
化合物半導体層と実質的に同面積に形成された第1導電
型のエッチング停止層となる第4化合物半導体層と、 前記第4化合物半導体層上に積層形成され、且つ該第4
化合物半導体層より小面積に形成された第1導電型の上
部エミッタ層となる第5化合物半導体層と、前記第5化
合物半導体層上に積層形成され、コンタクト層となる第
6化合物半導体層と、前記第1、第2及び第6化合物半
導体層に、各々、電気的に接続されたコレクタ電極、ベ
ース電極及びエミッタ電極とを具備し、前記第5化合物
半導体層は、少なくとも前記第4化合物半導体層と前記
第5化合物半導体層とのヘテロ接合界面近傍において、
ヘテロ接合界面に発生する界面電荷を相殺するような高
不純物濃度を有することを特徴とするヘテロ接合バイポ
ーラトランジスタ。
2. A first compound semiconductor layer, which is laminated on a GaAs substrate and serves as a first conductivity type collector layer, and a laminate, which is laminated on the first compound semiconductor layer and serves as a second conductivity type base layer. A second compound semiconductor layer, and a second compound semiconductor layer laminated on the second compound semiconductor layer,
A third compound semiconductor layer, which has a smaller area than the compound semiconductor layer and serves as a lower emitter layer of the first conductivity type; and a third compound semiconductor layer stacked on the third compound semiconductor layer.
A fourth compound semiconductor layer serving as an etching stop layer of the first conductivity type formed in substantially the same area as the compound semiconductor layer; and a fourth compound semiconductor layer laminated on the fourth compound semiconductor layer, and
A fifth compound semiconductor layer, which has a smaller area than the compound semiconductor layer and serves as an upper emitter layer of the first conductivity type; and a sixth compound semiconductor layer, which is laminated on the fifth compound semiconductor layer and serves as a contact layer, The first, second, and sixth compound semiconductor layers each include a collector electrode, a base electrode, and an emitter electrode electrically connected, and the fifth compound semiconductor layer includes at least the fourth compound semiconductor layer. In the vicinity of the heterojunction interface between the fifth compound semiconductor layer and
A heterojunction bipolar transistor having a high impurity concentration that cancels the interface charge generated at the heterojunction interface.
【請求項3】前記上部エミッタ層、または前記第5化合
物半導体層は、2×1018cm-3程度の高不純物濃度を
有することを特徴とする請求項2に記載のヘテロ接合バ
イポーラトランジスタ。
3. The heterojunction bipolar transistor according to claim 2, wherein the upper emitter layer or the fifth compound semiconductor layer has a high impurity concentration of about 2 × 10 18 cm −3 .
【請求項4】前記第1、第2、第4及び第6化合物半導
体層は、GaAsで構成され、前記第3及び第5化合物
半導体層は、InGaP、またはAlGaAsで構成さ
れていることを特徴とする請求項2、または3に記載の
ヘテロ接合バイポーラトランジスタ。
4. The first, second, fourth and sixth compound semiconductor layers are made of GaAs, and the third and fifth compound semiconductor layers are made of InGaP or AlGaAs. The heterojunction bipolar transistor according to claim 2 or 3.
【請求項5】GaAs基板上に積層形成され、第1導電
型のコレクタ層となる第1化合物半導体層と、 前記第1化合物半導体層上に積層形成され、第2導電型
のベース層となる第2化合物半導体層と、 前記第2化合物半導体層上に積層形成され、且つ該第2
化合物半導体層より小面積に形成された第1導電型の下
部エミッタ層となる第3化合物半導体層と、 前記第3化合物半導体層上に積層形成され、且つ該第3
化合物半導体層と実質的に同面積に形成された第1導電
型のエッチング停止層となる第4化合物半導体層と、 前記第4化合物半導体層上に積層形成され、且つ該第4
化合物半導体層より小面積に形成された第1導電型の上
部エミッタ層となる第5化合物半導体層と、 前記第5化合物半導体層上に積層形成され、バラスト抵
抗となる第1導電型の第7化合物半導体層と、 前記第7化合物半導体層上に積層形成された第1導電型
の第8化合物半導体層と、前記第8化合物半導体層上に
積層形成され、コンタクト層となる第6化合物半導体層
と前記第1、第2及び第8化合物半導体層に、各々、電
気的に接続されたコレクタ電極、ベース電極及びエミッ
タ電極とを具備し、前記第5化合物半導体層は、少なく
とも前記第4化合物半導体層と前記第5化合物半導体層
とのヘテロ接合界面近傍において、また前記第8化合物
半導体層は、少なくとも前記第6化合物半導体層と前記
第8化合物半導体層とヘテロ接合界面近傍において、各
々、ヘテロ接合界面に発生する界面電荷を相殺するよう
な高不純物濃度を有することを特徴とするヘテロ接合バ
イポーラトランジスタ。
5. A first compound semiconductor layer laminated on a GaAs substrate to serve as a first conductive type collector layer, and laminated on the first compound semiconductor layer to form a second conductive type base layer. A second compound semiconductor layer, and a second compound semiconductor layer laminated on the second compound semiconductor layer,
A third compound semiconductor layer, which has a smaller area than the compound semiconductor layer and serves as a lower emitter layer of the first conductivity type; and a third compound semiconductor layer stacked on the third compound semiconductor layer.
A fourth compound semiconductor layer serving as an etching stop layer of the first conductivity type formed in substantially the same area as the compound semiconductor layer; and a fourth compound semiconductor layer laminated on the fourth compound semiconductor layer, and
A fifth compound semiconductor layer, which is formed in an area smaller than that of the compound semiconductor layer and serves as a first conductivity type upper emitter layer, and a first conductivity type seventh layer, which is laminated on the fifth compound semiconductor layer and serves as a ballast resistor. A compound semiconductor layer, an eighth compound semiconductor layer of the first conductivity type laminated on the seventh compound semiconductor layer, and a sixth compound semiconductor layer laminated on the eighth compound semiconductor layer to serve as a contact layer. And a collector electrode, a base electrode, and an emitter electrode electrically connected to the first, second, and eighth compound semiconductor layers, respectively, and the fifth compound semiconductor layer includes at least the fourth compound semiconductor. Near the heterojunction interface between the layer and the fifth compound semiconductor layer, and the eighth compound semiconductor layer is at least the heterojunction boundary between the sixth compound semiconductor layer and the eighth compound semiconductor layer. In the vicinity of each heterojunction bipolar transistor, characterized by having a high impurity concentration so as to cancel the surface charges generated at the heterojunction interface.
【請求項6】前記第5及び第8化合物半導体層は、各
々、2×1018cm-3程度の高不純物濃度を有すること
を特徴とする請求項5に記載のヘテロ接合バイポーラト
ランジスタ。
6. The heterojunction bipolar transistor according to claim 5, wherein each of the fifth and eighth compound semiconductor layers has a high impurity concentration of about 2 × 10 18 cm −3 .
【請求項7】前記第1、第2、第4及び第6化合物半導
体層は、GaAsで構成され、前記第3、第5、第7及
び第8化合物半導体層は、InGaP、またはAlGa
Asで構成されていることを特徴とする請求項5、また
は6に記載のヘテロ接合バイポーラトランジスタ。
7. The first, second, fourth and sixth compound semiconductor layers are made of GaAs, and the third, fifth, seventh and eighth compound semiconductor layers are made of InGaP or AlGa.
The heterojunction bipolar transistor according to claim 5 or 6, wherein the heterojunction bipolar transistor is composed of As.
【請求項8】GaAs基板上にコレクタ層、ベース層、
下部エミッタ層、エッチング停止層及び上部エミッタ層
を順次積層形成する際、前記上部エミッタ層は、少なく
とも前記エッチング停止層と前記上部エミッタ層とのヘ
テロ接合界面近傍に、ヘテロ接合界面に発生する界面電
荷を相殺するような高不純物濃度を有するように形成す
る工程と、 前記エッチング停止層をエッチングストッパーとして前
記上部エミッタ層をパターニングする工程と、 次に、前記ベース層をエッチングストッパーとして前記
エッチング停止層及び前記下部エミッタ層を、前記上部
エミッタ層に対して広面積を有するようにパターニング
する工程と、 しかる後、前記コレクタ層、前記ベース層及び前記上部
エミッタ層にコレクタ電極、ベース電極及びエミッタ電
極を、各々、電気的に接続する工程とを具備することを
特徴とするヘテロ接合バイポーラトランジスタの製造方
法。
8. A collector layer, a base layer, and a GaAs substrate,
When the lower emitter layer, the etching stopper layer, and the upper emitter layer are sequentially laminated, the upper emitter layer has an interfacial charge generated at the heterojunction interface at least in the vicinity of the heterojunction interface between the etching stopper layer and the upper emitter layer. And a step of patterning the upper emitter layer by using the etching stopper layer as an etching stopper, and a step of patterning the upper emitter layer by using the base layer as an etching stopper. Patterning the lower emitter layer so as to have a larger area than the upper emitter layer; and thereafter, forming a collector electrode, a base electrode and an emitter electrode on the collector layer, the base layer and the upper emitter layer, And a step of electrically connecting Method of manufacturing a heterojunction bipolar transistor according to symptoms.
【請求項9】GaAs基板上に、第1導電型のコレクタ
層となる第1化合物半導体層、第2導電型のベース層と
なる第2化合物半導体層、第1導電型の下部エミッタ層
となる第3化合物半導体層及び第1導電型のエッチング
停止層となる第4化合物半導体層を順次積層形成する工
程と、 前記第4化合物半導体層上に、第1導電型の上部エミッ
タ層となる第5化合物半導体層を積層形成する際、前記
第5化合物半導体層は、前記第4化合物半導体層と前記
第5化合物半導体層とのヘテロ接合界面近傍において、
ヘテロ接合界面に発生する界面電荷を相殺するような高
不純物濃度を有するように形成する工程と、 前記第5化合物半導体層上に、コンタクト層となる第6
化合物半導体層を積層する工程と、 次に、同一マスクを用い、且つ前記第4化合物半導体層
をエッチングストッパーとして、前記第6及び第5化合
物半導体層を、順次、パターニングする工程と、 次に、同一マスクを用い、且つ前記第2化合物半導体層
をエッチングストッパーとして、前記第4及び前記第3
化合物半導体層を、前記第5化合物半導体層に対して広
面積を有するように、順次、パターニングする工程と、 しかる後、前記第1、第2及び第6化合物半導体層に、
コレクタ電極、ベース電極及びエミッタ電極を、各々、
電気的に接続する工程とを具備することを特徴とするヘ
テロ接合バイポーラトランジスタの製造方法。
9. A GaAs substrate on which a first compound semiconductor layer serving as a first conductivity type collector layer, a second compound semiconductor layer serving as a second conductivity type base layer, and a first conductivity type lower emitter layer are formed. A step of sequentially stacking a third compound semiconductor layer and a fourth compound semiconductor layer to be an etching stop layer of the first conductivity type, and a fifth step of forming an upper emitter layer of the first conductivity type on the fourth compound semiconductor layer. When the compound semiconductor layers are laminated, the fifth compound semiconductor layer is formed in the vicinity of the heterojunction interface between the fourth compound semiconductor layer and the fifth compound semiconductor layer,
A step of forming so as to have a high impurity concentration that cancels an interface charge generated at the heterojunction interface, and a sixth step of forming a contact layer on the fifth compound semiconductor layer.
A step of stacking compound semiconductor layers, a step of sequentially patterning the sixth and fifth compound semiconductor layers using the same mask and using the fourth compound semiconductor layer as an etching stopper, Using the same mask and using the second compound semiconductor layer as an etching stopper, the fourth and third
A step of sequentially patterning the compound semiconductor layer so as to have a large area with respect to the fifth compound semiconductor layer, and thereafter, the first, second and sixth compound semiconductor layers are formed,
Collector electrode, base electrode and emitter electrode,
And a step of electrically connecting the heterojunction bipolar transistor.
【請求項10】GaAs基板上に、第1導電型のコレク
タ層となる第1化合物半導体層、第2導電型のベース層
となる第2化合物半導体層、第1導電型の下部エミッタ
層となる第3化合物半導体層及び第1導電型のエッチン
グ停止層となる第4化合物半導体層を順次積層形成する
工程と、 次に、前記第4化合物半導体層上に、第1導電型の上部
エミッタ層となる第5化合物半導体層を積層形成する
際、前記第5化合物半導体層は、前記第4化合物半導体
層と前記第5化合物半導体層とのヘテロ接合界面近傍に
おいて、ヘテロ接合界面に発生する界面電荷を相殺する
ような高不純物濃度を有するように形成する工程と、 次に、前記第5化合物半導体層上に、バラスト抵抗とな
る第1導電型の第7化合物半導体層を積層形成する工程
と、 次に、前記第7化合物半導体層上に、第1導電型の第8
化合物半導体層を積層形成する際、前記第8化合物半導
体層は、前記第7化合物半導体層と前記第8化合物半導
体層とのヘテロ接合界面近傍において、ヘテロ接合界面
に発生する界面電荷を相殺するような高不純物濃度を有
するように形成する工程と、 次に、前記第8化合物半導体層上に、コンタクト層とな
る第6化合物半導体層を積層形成する工程と、 その後、同一マスクを用い、且つ前記第4化合物半導体
層をエッチングストッパーとして、前記第6、第8、第
7及び第5化合物半導体層を、順次、パターニングする
工程と、 次に、同一マスクを用い、且つ前記第2化合物半導体層
をエッチングストッパーとして、前記第4及び前記第3
化合物半導体層を、前記第5化合物半導体層に対して広
面積を有するように、順次、パターニングする工程と、 しかる後、前記第1、第2及び第6化合物半導体層に、
コレクタ電極、ベース電極及びエミッタ電極を、各々、
電気的に接続する工程とを具備することを特徴とするヘ
テロ接合バイポーラトランジスタの製造方法。
10. A GaAs substrate, which is a first compound semiconductor layer serving as a first conductivity type collector layer, a second compound semiconductor layer serving as a second conductivity type base layer, and a first conductivity type lower emitter layer. A step of sequentially stacking and forming a third compound semiconductor layer and a fourth compound semiconductor layer serving as an etching stop layer of the first conductivity type, and then forming an upper emitter layer of the first conductivity type on the fourth compound semiconductor layer. When the fifth compound semiconductor layer is formed, the fifth compound semiconductor layer causes an interface charge generated at the heterojunction interface in the vicinity of the heterojunction interface between the fourth compound semiconductor layer and the fifth compound semiconductor layer. A step of forming so as to have a high impurity concentration that cancels out, and a step of laminating and forming a seventh compound semiconductor layer of the first conductivity type, which becomes a ballast resistance, on the fifth compound semiconductor layer, To The serial seventh compound semiconductor layer, the first conductive type eighth
When the compound semiconductor layers are laminated, the eighth compound semiconductor layer cancels the interface charge generated at the heterojunction interface in the vicinity of the heterojunction interface between the seventh compound semiconductor layer and the eighth compound semiconductor layer. And a step of forming a sixth compound semiconductor layer to serve as a contact layer on the eighth compound semiconductor layer, and then using the same mask, and A step of sequentially patterning the sixth, eighth, seventh, and fifth compound semiconductor layers using the fourth compound semiconductor layer as an etching stopper; and, using the same mask, and then forming the second compound semiconductor layer. As the etching stopper, the fourth and the third
A step of sequentially patterning the compound semiconductor layer so as to have a large area with respect to the fifth compound semiconductor layer, and thereafter, the first, second and sixth compound semiconductor layers are formed,
Collector electrode, base electrode and emitter electrode,
And a step of electrically connecting the heterojunction bipolar transistor.
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