JP2003234350A - Semiconductor device and method of manufacturing the same - Google Patents

Semiconductor device and method of manufacturing the same

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JP2003234350A
JP2003234350A JP2002033609A JP2002033609A JP2003234350A JP 2003234350 A JP2003234350 A JP 2003234350A JP 2002033609 A JP2002033609 A JP 2002033609A JP 2002033609 A JP2002033609 A JP 2002033609A JP 2003234350 A JP2003234350 A JP 2003234350A
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JP
Japan
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semiconductor substrate
layer
collector
gaas
semiconductor device
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JP2002033609A
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Japanese (ja)
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Hajime Onishi
一 大西
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Murata Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Murata Manufacturing Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To enhance pressure resistance by increasing the threshold energy of impact ionization in a semiconductor device which has at least one p-n junction which is composed on a GaAs semiconductor substrate, for example, a heterojunction bipolar transistor (HBT). <P>SOLUTION: The direction (arrow 43) that is the main direction of travel electron for electrons in an n-type layer, that is, a collector layer 33, is set so as to substantially be the direction <111> of a GaAs semiconductor substrate 31, and in an HBT30, a collector breakdown voltage (collector withstanding voltage) is raised up. <P>COPYRIGHT: (C)2003,JPO

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】この発明は、GaAs半導体
基板上に構成された少なくとも1つのp−n接合を有す
る半導体装置およびその製造方法に関するもので、特
に、半導体装置における逆方向降伏電圧を高めるための
改良に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor device having at least one pn junction formed on a GaAs semiconductor substrate and a method for manufacturing the same, and more particularly to increasing a reverse breakdown voltage in the semiconductor device. Related to the improvement of.

【0002】[0002]

【従来の技術】ヘテロ接合バイポーラトランジスタ(H
BT)は、高速で高効率な動作を実現できるため、たと
えば、携帯電話機のパワーアンプなどにおいて用いられ
ている。パワーアンプでは、大きな電力を出力する必要
があるため、コレクタ耐圧は高い方が望ましい。
2. Description of the Related Art Heterojunction bipolar transistors (H
Since BT) can realize high-speed and highly efficient operation, it is used in, for example, a power amplifier of a mobile phone. Since the power amplifier needs to output a large amount of power, it is desirable that the collector breakdown voltage is high.

【0003】従来、このようなHBTは、図8に示すよ
うな工程を経て製造されている。
Conventionally, such an HBT has been manufactured through the steps shown in FIG.

【0004】まず、図8(1)に示すように、{00
1}面を主面とする半絶縁性GaAs半導体基板1が用
意される。なお、{001}面は、結晶学的に等価な
(001)面、(010)面および(100)面のいず
れかの意味であり、これら3つの面を総称するために用
いられている。
First, as shown in FIG. 8A, {00
A semi-insulating GaAs semiconductor substrate 1 whose main surface is the 1} plane is prepared. The {001} plane means any of crystallographically equivalent (001) plane, (010) plane and (100) plane, and is used to generically refer to these three planes.

【0005】次に、図8(2)に示すように、GaAs
半導体基板1上に、MOCVD法などの結晶成長法によ
り、n+ −GaAsからなるコレクタコンタクト層2、
n−GaAsからなるコレクタ層3、p+ −GaAsか
らなるベース層4、n−InGaPからなるエミッタ層
5、およびn+ −GaAsからなるエミッタコンタクト
層6が順次形成される。
Next, as shown in FIG.
A collector contact layer 2 made of n + -GaAs is formed on the semiconductor substrate 1 by a crystal growth method such as MOCVD.
A collector layer 3 made of n-GaAs, a base layer 4 made of p + -GaAs, an emitter layer 5 made of n-InGaP, and an emitter contact layer 6 made of n + -GaAs are sequentially formed.

【0006】次に、図8(3)に示すように、ウエット
エッチングまたはドライエッチングが適用され、エミッ
タコンタクト層6およびエミッタ層5にメサ形状が与え
られ、それによってエミッタメサ7が形成され、ベース
層4およびコレクタ層3にメサ形状が与えられ、それに
よってベースメサ8が形成され、さらに、コレクタコン
タクト層2およびGaAs半導体基板1の一部にメサ形
状が与えられ、それによってコレクタメサ9が形成され
る。コレクタメサ9は、素子を分離するためのものでも
ある。
Next, as shown in FIG. 8C, wet etching or dry etching is applied to give a mesa shape to the emitter contact layer 6 and the emitter layer 5, whereby the emitter mesa 7 is formed and the base layer is formed. 4 and the collector layer 3 are provided with a mesa shape, thereby forming a base mesa 8, and further, the collector contact layer 2 and a part of the GaAs semiconductor substrate 1 are provided with a mesa shape, thereby forming a collector mesa 9. The collector mesa 9 is also for separating the elements.

【0007】次に、図8(4)に示すように、エミッタ
コンタクト層6に接続されるように、エミッタ電極10
が形成され、ベース層4に接続されるように、ベース電
極11が形成され、さらに、コレクタコンタクト層2に
接続されるように、コレクタ電極12が形成される。
Next, as shown in FIG. 8 (4), the emitter electrode 10 is formed so as to be connected to the emitter contact layer 6.
Is formed, a base electrode 11 is formed so as to be connected to the base layer 4, and a collector electrode 12 is further formed so as to be connected to the collector contact layer 2.

【0008】このようにして、HBT13が、GaAs
半導体基板1上に構成される。
In this way, the HBT 13 is
It is formed on the semiconductor substrate 1.

【0009】このようなHBT13は、エミッタ接地方
式で用いられることが多い。エミッタ電圧をVe、ベー
ス電圧をVb、コレクタ電圧をVcとすると、エミッタ
接地方式では、Ve=0、および0<Vb<Vcとなる
ように、バイアスが印加される。このとき、エミッタ−
ベース接合は順方向に、およびベース−コレクタ接合は
逆方向に、それぞれ、バイアスされる。
Such an HBT 13 is often used in a grounded-emitter system. When the emitter voltage is Ve, the base voltage is Vb, and the collector voltage is Vc, in the grounded-emitter system, a bias is applied so that Ve = 0 and 0 <Vb <Vc. At this time, the emitter
The base junction is biased in the forward direction and the base-collector junction is biased in the reverse direction.

【0010】このようなバイアス条件下では、コレクタ
コンタクト層2が低抵抗であるため、コレクタコンタク
ト層2の電位がほぼ一様になり、HBT13のコレクタ
層3中の電子の多数は、図9において矢印14で示すよ
うに、エミッタ層5からGaAs半導体基板1の〈00
1〉方向に走行して、コレクタコンタクト層2に吸収さ
れることになる。
Under such a bias condition, since the collector contact layer 2 has a low resistance, the potential of the collector contact layer 2 becomes substantially uniform, and most of the electrons in the collector layer 3 of the HBT 13 are shown in FIG. As indicated by the arrow 14, from the emitter layer 5 to <00 of the GaAs semiconductor substrate 1.
It travels in the 1> direction and is absorbed by the collector contact layer 2.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】一般に、HBTでは、
ベース−コレクタ間に印加される電圧(Vc−Vb)が
高くなると、コレクタ層中の電界が高くなり、この高い
電界によって、コレクタ層中の電子が加速され、高エネ
ルギー状態となる。しきい値エネルギー以上の高エネル
ギー状態となった電子は、そのエネルギーを半導体を構
成する原子に与えることにより、電子−正孔対を生成す
る(インパクトイオン化)。この新たに生成された電子
も、電界で加速されることにより、エネルギーを得、さ
らに電子−正孔対を生成するため、雪崩的にキャリアが
増倍し、降伏に至る。
Generally, in HBT,
When the voltage (Vc-Vb) applied between the base and the collector becomes high, the electric field in the collector layer becomes high, and the high electric field accelerates the electrons in the collector layer to be in a high energy state. Electrons in a high energy state equal to or higher than the threshold energy generate electron-hole pairs by giving the energy to the atoms constituting the semiconductor (impact ionization). The newly generated electrons are also accelerated by the electric field to obtain energy and further generate electron-hole pairs, so that the carriers multiply like an avalanche and reach the breakdown.

【0012】図9に示すように、従来のHBT13で
は、コレクタ層3中の電子が、矢印14で示すように、
〈001〉方向に走行するため、インパクトイオン化が
生じるエネルギーのしきい値が比較的小さく、したがっ
て、比較的低いベース−コレクタ間電圧で降伏に至って
しまうという問題がある。
As shown in FIG. 9, in the conventional HBT 13, the electrons in the collector layer 3 are
Since it travels in the <001> direction, there is a problem in that the threshold value of energy at which impact ionization occurs is relatively small, and therefore breakdown occurs at a relatively low base-collector voltage.

【0013】同様の問題は、上述したHBT13に限ら
ず、GaAs半導体基板上に構成された少なくとも1つ
のp−n接合を有する他の半導体装置、たとえばダイオ
ードにおいても遭遇し得る。
The same problem can be encountered not only in the HBT 13 described above, but also in other semiconductor devices having at least one pn junction formed on a GaAs semiconductor substrate, such as a diode.

【0014】図10は、従来のp−n接合ダイオード1
7の断面構造を示している。
FIG. 10 shows a conventional pn junction diode 1
7 shows a sectional structure of No. 7.

【0015】図10を参照して、ダイオード17は、
{001}面を主面とする判絶縁性GaAs半導体基板
18上に構成される。
Referring to FIG. 10, the diode 17 is
It is formed on a deterministic insulating GaAs semiconductor substrate 18 whose main surface is the {001} plane.

【0016】GaAs半導体基板18上には、n+ −G
aAsからなる下部コンタクト層19、n−GaAsか
らなるn型層20、p−GaAsからなるp型層21、
およびp+ −GaAsからなる上部コンタクト層22が
順次形成される。
On the GaAs semiconductor substrate 18, n + -G
a lower contact layer 19 made of aAs, an n-type layer 20 made of n-GaAs, a p-type layer 21 made of p-GaAs,
And an upper contact layer 22 made of p + -GaAs are sequentially formed.

【0017】また、エッチングを適用して、上部コンタ
クト層22、p型層21およびn型層20にメサ形状が
与えられ、それによってp−n接合部メサ23が形成さ
れ、また、下部コンタクト層19およびGaAs半導体
基板18の一部にメサ形状が与えられ、それによって素
子分離メサ24が形成される。
Further, etching is applied to give the upper contact layer 22, the p-type layer 21, and the n-type layer 20 a mesa shape, thereby forming a pn junction mesa 23, and a lower contact layer. 19 and a part of the GaAs semiconductor substrate 18 are provided with a mesa shape, whereby an element isolation mesa 24 is formed.

【0018】また、下部コンタクト層19に接続される
ように、n型オーミック電極25が形成されるととも
に、上部コンタクト層22に接続されるように、p型オ
ーミック電極26が形成される。
An n-type ohmic electrode 25 is formed so as to be connected to the lower contact layer 19, and a p-type ohmic electrode 26 is formed so as to be connected to the upper contact layer 22.

【0019】このようなp−n接合ダイオード17にお
いても、電子は、矢印27方向、すなわちGaAs半導
体基板18の〈001〉方向に主として走行するため、
前述したHBT13の場合と同様、インパクトイオン化
が生じるエネルギーのしきい値が比較的小さく、したが
って、降伏電圧も比較的低いという問題がある。
Also in such a pn junction diode 17, electrons mainly travel in the direction of arrow 27, that is, in the <001> direction of the GaAs semiconductor substrate 18,
Similar to the case of the HBT 13 described above, there is a problem that the threshold value of energy at which impact ionization occurs is relatively small and therefore the breakdown voltage is also relatively low.

【0020】そこで、この発明の目的は、上述のような
問題を解決し得る、半導体装置およびその製造方法を提
供しようとすることである。
Therefore, an object of the present invention is to provide a semiconductor device and a method of manufacturing the same which can solve the above-mentioned problems.

【0021】[0021]

【課題を解決するための手段】電子のインパクトイオン
化のしきい値エネルギーは、結晶方向依存性を持ち、
〈111〉方向が最も大きく、〈001〉方向の約1.
5倍である、という知見に基づいて、この発明をなすに
至ったものである。
[Means for Solving the Problems] The threshold energy of electron impact ionization has a crystal direction dependence,
The <111> direction is the largest, and about 1.
The present invention has been completed based on the finding that the number is five times.

【0022】この発明は、GaAs半導体基板上に構成
された少なくとも1つのp−n接合を有する、半導体装
置にまず向けられるものであって、前述した技術的課題
を解決するため、n型層中の電子の主な走行方向が、実
質的に半導体基板の〈111〉方向となるようにされて
いることを特徴としている。
The present invention is first directed to a semiconductor device having at least one pn junction formed on a GaAs semiconductor substrate, and in order to solve the above-mentioned technical problem, an n-type layer Is characterized in that the main traveling direction of the electrons is substantially the <111> direction of the semiconductor substrate.

【0023】このように、電子の主な走行方向を実質的
に〈111〉方向とすることによって、インパクトイオ
ン化を抑制でき、この発明がたとえばバイポーラトラン
ジスタに適用される場合には、n型層であるコレクタ層
が与えるコレクタ耐圧を高めることができる。
Thus, impact ionization can be suppressed by making the main traveling direction of electrons substantially the <111> direction, and when the present invention is applied to, for example, a bipolar transistor, an n-type layer is used. The collector breakdown voltage provided by a certain collector layer can be increased.

【0024】この発明には、次のような2つの典型的な
実施態様がある。
The present invention has the following two typical embodiments.

【0025】第1の実施態様では、半導体基板として、
{111}面を主面とするものが用いられる。この場合
には、電子の主な走行方向となる半導体基板の〈11
1〉方向は、半導体基板の主面に垂直な方向である。
In the first embodiment, as the semiconductor substrate,
The one having the {111} plane as the principal plane is used. In this case, the semiconductor substrate <11
The 1> direction is a direction perpendicular to the main surface of the semiconductor substrate.

【0026】第2の実施態様では、半導体基板として、
{001}面を主面とするものが用いられる。この場
合、半導体基板には、電流不通領域となる台形状の凸部
が設けられ、電子の主な走行方向となる半導体基板の
〈111〉方向は、凸部の斜面に沿う方向である。
In the second embodiment, as the semiconductor substrate,
The one whose main surface is the {001} plane is used. In this case, the semiconductor substrate is provided with a trapezoidal convex portion serving as a current impermeable region, and the <111> direction of the semiconductor substrate, which is the main traveling direction of electrons, is the direction along the slope of the convex portion.

【0027】上述した第2の実施態様がバイポーラトラ
ンジスタに採用されるとき、n型層はコレクタ層であ
り、エミッタメサの下にこのコレクタ層が形成され、コ
レクタ層中に上述の電流不通領域が位置される。
When the second embodiment described above is adopted in a bipolar transistor, the n-type layer is a collector layer, the collector layer is formed under the emitter mesa, and the current impermeable region is located in the collector layer. To be done.

【0028】第2の実施態様がダイオードに適用される
とき、p型層メサの下にn型層が形成され、このn型層
中に前述した電流不通領域が位置される。
When the second embodiment is applied to a diode, an n-type layer is formed under the p-type layer mesa, in which the above-mentioned current interruption region is located.

【0029】この発明は、また、上述のような半導体装
置を製造するための方法にも向けられる。
The present invention is also directed to a method for manufacturing a semiconductor device as described above.

【0030】この発明に係る半導体装置の製造方法は、
前述した第1の実施態様に係る半導体装置を得ようとす
る場合には、{111}面を主面とするGaAs半導体
基板を用意する工程と、n型層中の電子の主な走行方向
が実質的に半導体基板の〈111〉方向となるように、
半導体基板上に、少なくとも1つのp−n接合を有する
半導体装置を構成する工程とを備えることを特徴として
いる。
A method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention is
In order to obtain the semiconductor device according to the first embodiment described above, a step of preparing a GaAs semiconductor substrate having a {111} plane as a main surface and a main traveling direction of electrons in the n-type layer are So that it is substantially in the <111> direction of the semiconductor substrate,
And a step of forming a semiconductor device having at least one pn junction on a semiconductor substrate.

【0031】この発明に係る半導体装置の製造方法が、
前述した第2の実施態様に係る半導体装置を得るために
適用される場合には、{001}面を主面とするGaA
s半導体基板を用意する工程と、半導体基板に、〈11
1〉方向が斜面に沿う方向となるように電流不通領域と
なる台形状の凸部を設ける工程と、n型層中の電子の主
な走行方向が実質的に半導体基板の〈111〉方向とな
るように、半導体基板上に、少なくとも1つのp−n接
合を有する半導体装置を構成する工程とが実施されるこ
とを特徴としている。
A method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention is
When applied to obtain the semiconductor device according to the second embodiment described above, GaA having the {001} plane as the main surface is used.
s The step of preparing a semiconductor substrate and <11
1> The step of providing a trapezoidal convex portion that becomes a current impermeable region so that the direction is along the slope, and the main traveling direction of electrons in the n-type layer is substantially the <111> direction of the semiconductor substrate. So that a semiconductor device having at least one pn junction is formed on the semiconductor substrate.

【0032】[0032]

【発明の実施の形態】この発明をより具体的に説明する
ため、第1の実施形態として、前述した第1の実施態様
によるバイポーラトランジスタに関する実施形態、第2
の実施形態として、同じく第1の実施態様によるダイオ
ードに関する実施形態、第3の実施形態として、前述し
た第2の実施態様によるバイポーラトランジスタに関す
る実施形態、および第4の実施形態として、同じく第2
の実施態様によるダイオードに関する実施形態について
それぞれ説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION In order to explain the present invention more specifically, as a first embodiment, an embodiment relating to the bipolar transistor according to the first embodiment described above, and a second embodiment
Of the diode according to the first embodiment, an embodiment of the bipolar transistor according to the second embodiment described above as a third embodiment, and a second embodiment of the fourth embodiment.
Each of the embodiments related to the diode according to the embodiment will be described.

【0033】図1および図2は、第1の実施形態を説明
するためのものである。ここで、図1は、第1の実施形
態に係るヘテロ接合バイポーラトランジスタ(HBT)
30を製造するために実施される典型的な工程を順次示
す断面図であり、図2は、得られたHBT30を、電子
の主な走行方向とともに示す断面図である。
1 and 2 are for explaining the first embodiment. Here, FIG. 1 shows a heterojunction bipolar transistor (HBT) according to the first embodiment.
It is sectional drawing which shows the typical process implemented in order to manufacture 30, and FIG. 2 is sectional drawing which shows the obtained HBT30 with the main traveling direction of an electron.

【0034】このようなHBT30を製造するため、ま
ず、図1(1)に示すように、{111}面を主面とす
る半絶縁性GaAs半導体基板31が用意される。この
GaAs半導体基板31の〈111〉方向は、図2に示
すように、GaAs半導体基板31の主面に垂直な方向
となっている。
In order to manufacture such an HBT 30, first, as shown in FIG. 1A, a semi-insulating GaAs semiconductor substrate 31 having a {111} plane as a main surface is prepared. The <111> direction of the GaAs semiconductor substrate 31 is a direction perpendicular to the main surface of the GaAs semiconductor substrate 31, as shown in FIG.

【0035】上述のように、GaAs半導体基板31と
して、{111}面を主面とするものが用いられること
が、前述した従来の図8に示した製造方法と大きく相違
している。以後の図1(2)ないし(4)に示した各工
程は、図8(2)ないし(4)に示した各工程と実質的
に同様である。
As described above, the GaAs semiconductor substrate 31 having the {111} plane as the main surface is used, which is a big difference from the above-described conventional manufacturing method shown in FIG. Subsequent steps shown in FIGS. 1 (2) to (4) are substantially the same as the steps shown in FIG. 8 (2) to (4).

【0036】すなわち、次に、図1(2)に示すよう
に、GaAs半導体基板31上に、MOCVD法などの
結晶成長法により、n+ −GaAsからなるコレクタコ
ンタクト層32、n−GaAsからなるコレクタ層3
3、p+ −GaAsからなるベース層34、n−InG
aPからなるエミッタ層35、およびn+ −GaAsか
らなるエミッタコンタクト層36が順次形成される。
That is, next, as shown in FIG. 1B, a collector contact layer 32 made of n + -GaAs and n-GaAs are formed on the GaAs semiconductor substrate 31 by a crystal growth method such as MOCVD. Collector layer 3
3, p + -GaAs base layer 34, n-InG
An emitter layer 35 made of aP and an emitter contact layer 36 made of n + -GaAs are sequentially formed.

【0037】次に、図1(3)に示すように、ウエット
エッチングまたはドライエッチングが適用され、エミッ
タコンタクト層36およびエミッタ層35にメサ形状が
与えられ、それによってエミッタメサ37が形成され、
ベース層34およびコレクタ層33にメサ形状が与えら
れ、それによってベースメサ38が形成され、さらに、
コレクタコンタクト層32およびGaAs半導体基板3
1の一部にメサ形状が与えられ、それによって素子を分
離するためのコレクタメサ39が形成される。
Next, as shown in FIG. 1C, wet etching or dry etching is applied to give a mesa shape to the emitter contact layer 36 and the emitter layer 35, thereby forming an emitter mesa 37,
The base layer 34 and the collector layer 33 are provided with a mesa shape, whereby a base mesa 38 is formed, and further,
Collector contact layer 32 and GaAs semiconductor substrate 3
A part of 1 is provided with a mesa shape, thereby forming a collector mesa 39 for separating elements.

【0038】次に、図1(4)に示すように、エミッタ
コンタクト層36に接続されるように、エミッタ電極4
0が形成され、ベース層34に接続されるように、ベー
ス電極41が形成され、さらに、コレクタコンタクト層
32に接続されるように、コレクタ電極42が形成され
る。
Next, as shown in FIG. 1 (4), the emitter electrode 4 is connected to the emitter contact layer 36.
0 is formed, a base electrode 41 is formed so as to be connected to the base layer 34, and a collector electrode 42 is formed so as to be connected to the collector contact layer 32.

【0039】このように、{111}面を主面とするG
aAs半導体基板31上に構成されたHBT30が、エ
ミッタ接地方式で用いられるとき、エミッタ層35から
注入されかつベース層34を通過した電子の多数は、図
2において矢印43で示すように、コレクタ層33中を
実質的にGaAs半導体基板31の〈111〉方向に走
行して、コレクタコンタクト層32に吸収される。した
がって、図9に示したHBT13の場合と比較して、イ
ンパクトイオン化が生じるしきい値エネルギーが高くな
り、コレクタ耐圧を高めることができる。
As described above, G having the {111} plane as the principal plane
When the HBT 30 formed on the aAs semiconductor substrate 31 is used in the grounded-emitter system, a large number of electrons injected from the emitter layer 35 and passing through the base layer 34 are generated by the collector layer as shown by an arrow 43 in FIG. It travels substantially through 33 in the <111> direction of GaAs semiconductor substrate 31 and is absorbed by collector contact layer 32. Therefore, as compared with the case of the HBT 13 shown in FIG. 9, the threshold energy at which impact ionization occurs becomes higher and the collector breakdown voltage can be increased.

【0040】図3は、この発明の第2の実施形態に係る
p−n接合ダイオード47を、電子の主な走行方向とと
もに示す断面図である。
FIG. 3 is a sectional view showing a pn junction diode 47 according to the second embodiment of the present invention together with the main traveling direction of electrons.

【0041】図3を参照して、p−n接合ダイオード4
7は、前述の図10に示したp−n接合ダイオード17
の場合とは異なり、{111}面を主面とする半絶縁性
GaAs半導体基板48上に構成されることを特徴とし
ている。このようなGaAs半導体基板48の〈11
1〉方向は、GaAs半導体基板48の主面に垂直な方
向となっている。
Referring to FIG. 3, a pn junction diode 4
7 is the pn junction diode 17 shown in FIG.
Different from the above case, it is characterized in that it is formed on a semi-insulating GaAs semiconductor substrate 48 having a {111} plane as a main surface. <11 of such a GaAs semiconductor substrate 48
The 1> direction is a direction perpendicular to the main surface of the GaAs semiconductor substrate 48.

【0042】GaAs半導体基板48上には、図10に
示したダイオード17の場合と実質的に同様、MOCV
D法などの結晶成長法により、n+ −GaAsからなる
下部コンタクト層49、n−GaAsからなるn型層5
0、p−GaAsからなるp型層51、およびp+ −G
aAsからなる上部コンタクト層52が順次形成され
る。
On the GaAs semiconductor substrate 48, the MOCV is substantially the same as the case of the diode 17 shown in FIG.
The lower contact layer 49 made of n + -GaAs and the n-type layer 5 made of n-GaAs are formed by a crystal growth method such as D method.
0, p-type layer 51 made of p-GaAs, and p + -G
The upper contact layer 52 made of aAs is sequentially formed.

【0043】そして、ウエットエッチングまたはドライ
エッチングが適用され、上部コンタクト層52、p型層
51およびn型層50にメサ形状が与えられ、それによ
ってp−n接合部メサ53が形成され、また、下部コン
タクト層49およびGaAs半導体基板48の一部にメ
サ形状が与えられ、それによって素子分離メサ54が形
成される。
Then, wet etching or dry etching is applied to give the upper contact layer 52, the p-type layer 51 and the n-type layer 50 a mesa shape, thereby forming a pn junction mesa 53, and A mesa shape is given to a part of the lower contact layer 49 and the GaAs semiconductor substrate 48, whereby an element isolation mesa 54 is formed.

【0044】次に、下部コンタクト層49に接続される
ように、n型オーミック電極55が形成され、また、上
部コンタクト層52に接続されるように、p型オーミッ
ク電極56が形成される。
Next, an n-type ohmic electrode 55 is formed so as to be connected to the lower contact layer 49, and a p-type ohmic electrode 56 is formed so as to be connected to the upper contact layer 52.

【0045】このように、{111}面を主面とするG
aAs半導体基板48上に構成されたp−n接合ダイオ
ード47では、矢印57で示すように、上部コンタクト
層52からp型層51およびn型層50を通って下部コ
ンタクト層49に至る電子の主な走行方向は、実質的に
GaAs半導体基板48の〈111〉方向となるので、
図10に示したダイオード17の場合に比較して、イン
パクトイオン化が生じるしきい値エネルギーを高くする
ことができ、よって、降伏電圧を高くすることができ
る。
As described above, G having the {111} plane as the principal plane
In the pn junction diode 47 formed on the aAs semiconductor substrate 48, as shown by an arrow 57, the main electrons from the upper contact layer 52 to the lower contact layer 49 through the p-type layer 51 and the n-type layer 50. Since the traveling direction is substantially the <111> direction of the GaAs semiconductor substrate 48,
As compared with the case of the diode 17 shown in FIG. 10, the threshold energy at which impact ionization occurs can be increased, and thus the breakdown voltage can be increased.

【0046】図4は、この発明の第3の実施形態による
HBT60を製造するために実施される典型的な工程を
順次示す断面図であり、図5は、得られたHBT60
を、電子の主な走行方向とともに示す断面図である。
FIG. 4 is a sectional view sequentially showing a typical process carried out for manufacturing the HBT 60 according to the third embodiment of the present invention, and FIG. 5 is the resulting HBT 60.
FIG. 3 is a cross-sectional view showing the above, together with a main traveling direction of electrons.

【0047】HBT60を製造するため、まず、図4
(1)に示すように、半絶縁性GaAs半導体基板61
が用意される。このGaAs半導体基板61は、図8に
示した従来のHBT13を製造するために用いられたG
aAs半導体基板1の場合と同様、{001}面を主面
としている。なお、{001}面は、前述したように、
結晶学的に等価な(001)面、(010)面および
(100)面のいずれでもよい。
To manufacture the HBT 60, first, referring to FIG.
As shown in (1), the semi-insulating GaAs semiconductor substrate 61
Is prepared. This GaAs semiconductor substrate 61 is used for manufacturing the conventional HBT 13 shown in FIG.
Similar to the case of the aAs semiconductor substrate 1, the {001} plane is the main plane. The {001} plane is, as described above,
Any of crystallographically equivalent (001) plane, (010) plane and (100) plane may be used.

【0048】次に、同じく図4(1)に示すように、G
aAs半導体基板61上に、マスク材62が形成され
る。マスク材62は、後述するエッチングおよび結晶成
長工程においてマスクとなるもので、これらの工程にお
いて安定な材料からなる薄膜をもって形成される。マス
ク材62の材料としては、たとえばSiNx やSiO2
が好適に用いられる。また、マスク材62のパターニン
グは、後述するエッチング工程で形成される台形の上辺
が所望の大きさになるように設定され、また、後の工程
で形成されるエミッタメサと同程度の大きさになるよう
にされる。
Next, as shown in FIG. 4A, G
A mask material 62 is formed on the aAs semiconductor substrate 61. The mask material 62 serves as a mask in the etching and crystal growth steps described later, and is formed with a thin film made of a stable material in these steps. Examples of the material for the mask material 62 include SiN x and SiO 2.
Is preferably used. Further, the patterning of the mask material 62 is set so that the upper side of the trapezoid formed in the etching step described later has a desired size, and has the same size as an emitter mesa formed in a later step. To be done.

【0049】次に、図4(2)に示すように、GaAs
半導体基板61がエッチングされる。このエッチングに
よって、GaAs半導体基板61には、台形状の凸部6
3が形成される。凸部63の形成のためのエッチングの
態様は、凸部63の斜面64に、〈111〉方向に沿う
{211}面を露出させるように選ばれる。したがっ
て、GaAs半導体基板61の〈111〉方向は、図5
に示すように、凸部63の斜面64に沿う方向となって
いる。なお、凸部63は、後の説明から明らかになるよ
うに、電流不通領域となるものである。
Next, as shown in FIG.
The semiconductor substrate 61 is etched. By this etching, the trapezoidal protrusions 6 are formed on the GaAs semiconductor substrate 61.
3 is formed. The etching mode for forming the protrusion 63 is selected so that the {211} plane along the <111> direction is exposed on the slope 64 of the protrusion 63. Therefore, the <111> direction of the GaAs semiconductor substrate 61 is as shown in FIG.
As shown in, the direction is along the slope 64 of the convex portion 63. The convex portion 63 is a current non-conductive area, as will be apparent from the description below.

【0050】次に、図4(3)に示すように、MOCV
D法などの結晶成長法により、n+−GaAsからなる
コレクタコンタクト層65、およびn−GaAsからな
る第1のコレクタ層66が形成される。前述したエッチ
ング工程でのエッチング深さは、これらコレクタコンタ
クト層65と第1のコレクタ層66との合計の厚さとほ
ぼ同じになるように調整される。また、これらコレクタ
コンタクト層65および第1のコレクタ層66の形成の
ための結晶成長は、凸部63の側面およびマスク材62
のいずれからも生じず、凸部63を除く面({001}
面)のみから生じるような条件で行なわれる。したがっ
て、コレクタコンタクト層65および第1のコレクタ層
66は、図4(3)に示したような態様で成長する。
Next, as shown in FIG. 4C, the MOCV
By a crystal growth method such as D method, a collector contact layer 65 made of n + -GaAs and a first collector layer 66 made of n-GaAs are formed. The etching depth in the above-described etching step is adjusted to be approximately the same as the total thickness of the collector contact layer 65 and the first collector layer 66. The crystal growth for forming the collector contact layer 65 and the first collector layer 66 is performed by the side surface of the convex portion 63 and the mask material 62.
Surface ({001}
(Surface) is performed under the condition such that it only arises. Therefore, the collector contact layer 65 and the first collector layer 66 grow in the manner as shown in FIG.

【0051】次に、マスク材62が除去された後、図4
(4)に示すように、n−GaAsからなる第2のコレ
クタ層67、p+ −GaAsからなるベース層68、n
−InGaPからなるエミッタ層69、およびn+ −G
aAsからなるエミッタコンタクト層70が、MOCV
D法などの結晶成長法により順次形成される。
Next, after the mask material 62 is removed, FIG.
As shown in (4), the second collector layer 67 made of n-GaAs, the base layer 68 made of p + -GaAs, n
-InGaP emitter layer 69 and n + -G
The emitter contact layer 70 made of aAs is MOCV
They are sequentially formed by a crystal growth method such as D method.

【0052】次に、図4(5)に示すように、ウエット
エッチングまたはドライエッチングが適用され、エミッ
タコンタクト層70およびエミッタ層69にメサ形状が
与えられ、それによってエミッタメサ71が形成され、
ベース層68ならびに第1および第2のコレクタ層66
および67にメサ形状が与えられ、それによってベース
メサ72が形成され、さらに、コレクタコンタクト層6
5およびGaAs半導体基板61の一部にメサ形状が与
えられ、それによって素子分離のためのコレクタメサ7
3が形成される。
Next, as shown in FIG. 4 (5), wet etching or dry etching is applied to give a mesa shape to the emitter contact layer 70 and the emitter layer 69, thereby forming an emitter mesa 71,
Base layer 68 and first and second collector layers 66
And 67 are provided with a mesa shape, thereby forming a base mesa 72, and a collector contact layer 6
5 and a part of the GaAs semiconductor substrate 61 are given a mesa shape, whereby a collector mesa 7 for element isolation is formed.
3 is formed.

【0053】次に、図4(6)に示すように、エミッタ
コンタクト層70に接続されるように、エミッタ電極7
4が形成され、ベース層68に接続されるように、ベー
ス電極75が形成され、さらに、コレクタコンタクト層
65に接続されるように、コレクタ電極76が形成され
る。
Next, as shown in FIG. 4 (6), the emitter electrode 7 is formed so as to be connected to the emitter contact layer 70.
4 is formed, a base electrode 75 is formed so as to be connected to the base layer 68, and a collector electrode 76 is formed so as to be connected to the collector contact layer 65.

【0054】このようにして、HBT60が、{00
1}面を主面とするGaAs半導体基板61上に構成さ
れる。
In this way, the HBT 60 becomes {00
It is formed on a GaAs semiconductor substrate 61 whose main surface is the 1} plane.

【0055】このようなHBT60では、エミッタメサ
71の下にあるコレクタ層66および67中に凸部63
が位置し、この凸部63には電流が流れないため、電子
の主な走行経路は、図5において矢印77で示すよう
に、台形状の凸部63の斜面64に沿って形成され、電
子の主な走行方向は、実質的にGaAs半導体基板61
の〈111〉方向となる。したがって、前述の図9に示
したHBT13と比較して、インパクトイオン化が生じ
るしきい値エネルギーが高くなり、コレクタ耐圧を高め
ることができる。
In such an HBT 60, the protrusion 63 is formed in the collector layers 66 and 67 below the emitter mesa 71.
Since no current flows through this convex portion 63, the main traveling path of electrons is formed along the slope 64 of the trapezoidal convex portion 63 as shown by the arrow 77 in FIG. The main traveling direction of the GaAs semiconductor substrate 61 is substantially
<111> direction. Therefore, compared with the HBT 13 shown in FIG. 9 described above, the threshold energy at which impact ionization occurs becomes higher, and the collector breakdown voltage can be increased.

【0056】図6は、この発明の第4の実施形態に係る
p−n接合ダイオード80を製造するために実施される
典型的な工程を順次示す断面図であり、図7は、得られ
たダイオード80を、電子の主な走行方向とともに示す
断面図である。
FIG. 6 is a sectional view sequentially showing a typical process performed for manufacturing a pn junction diode 80 according to the fourth embodiment of the present invention, and FIG. 7 is obtained. It is sectional drawing which shows the diode 80 with the main traveling direction of an electron.

【0057】p−n接合ダイオード80を製造するた
め、まず、半絶縁性GaAs半導体基板81が用意され
る。このGaAs半導体基板81は、上述の第3の実施
形態あるいは図10に示したダイオード17の場合と同
様、{001}面を主面とするものである。
In order to manufacture the pn junction diode 80, first, a semi-insulating GaAs semiconductor substrate 81 is prepared. This GaAs semiconductor substrate 81 has the {001} plane as the main surface, as in the case of the diode 17 shown in the third embodiment or FIG.

【0058】次に、同じく図6(1)に示すように、G
aAs半導体基板81上に、マスク材82が形成され
る。マスク材82は、第3の実施形態におけるマスク材
62と同様の機能を果たすもので、同様の材料から構成
されることができる。このマスク材82のパターニング
は、後のエッチング工程で形成される台形の上辺が所望
の大きさになるように設定され、また、後の工程で形成
されるp型層メサと同程度の大きさになるようにされ
る。
Next, as shown in FIG. 6A, G
A mask material 82 is formed on the aAs semiconductor substrate 81. The mask material 82 has the same function as the mask material 62 in the third embodiment, and can be made of the same material. The patterning of the mask material 82 is set so that the upper side of the trapezoid formed in the subsequent etching step has a desired size, and the patterning is similar to that of the p-type layer mesa formed in the subsequent step. To be.

【0059】次に、図6(2)に示すように、GaAs
半導体基板81がエッチングされ、台形状の凸部83が
形成される。この凸部83の形成のためのエッチングの
態様は、前述の第3の実施形態における凸部63の場合
と同様、その斜面84に、〈111〉方向に沿う{21
1}面を露出させるように選ばれる。したがって、Ga
As半導体基板81の〈111〉方向は、図7に示すよ
うに、凸部83の斜面84に沿う方向となる。
Next, as shown in FIG. 6 (2), GaAs
The semiconductor substrate 81 is etched to form a trapezoidal convex portion 83. The manner of etching for forming the convex portion 83 is the same as the case of the convex portion 63 in the above-described third embodiment.
It is chosen to expose the 1} plane. Therefore, Ga
The <111> direction of the As semiconductor substrate 81 is the direction along the slope 84 of the convex portion 83, as shown in FIG. 7.

【0060】次に、図6(3)に示すように、MOCV
D法などの結晶成長法により、n+−GaAsからなる
下部コンタクト層85、およびn−GaAsからなる第
1のn型層86が形成される。これら下部コンタクト層
85および第1のn型層86の厚さおよび成長条件は、
前述した第3の実施形態におけるコレクタコンタクト層
65および第1のコレクタ層66の場合と実質的に同様
である。
Next, as shown in FIG. 6C, the MOCV
By the crystal growth method such as D method, the lower contact layer 85 made of n + -GaAs and the first n-type layer 86 made of n-GaAs are formed. The thickness and growth conditions of the lower contact layer 85 and the first n-type layer 86 are as follows.
This is substantially the same as the case of the collector contact layer 65 and the first collector layer 66 in the third embodiment described above.

【0061】次に、マスク材82を除去した後、図6
(4)に示すように、n−GaAsからなる第2のn型
層87、p−GaAsからなるp型層88、およびp+
−GaAsからなる上部コンタクト層89が、MOCV
D法などの結晶成長法により順次形成される。
Next, after removing the mask material 82, as shown in FIG.
As shown in (4), the second n-type layer 87 made of n-GaAs, the p-type layer 88 made of p-GaAs, and p +
-The upper contact layer 89 made of GaAs is MOCV
They are sequentially formed by a crystal growth method such as D method.

【0062】次に、図6(5)に示すように、ウエット
エッチングまたはドライエッチングが適用され、上部コ
ンタクト層89およびp型層88にメサ形状が与えら
れ、それによってp型層メサ90が形成され、第2のn
型層87および第1のn型層86にメサ形状が与えら
れ、それによってn型層メサ91が形成され、さらに、
下部コンタクト層85およびGaAs半導体基板81の
一部にメサ形状が与えられ、それによって素子分離メサ
92が形成される。
Next, as shown in FIG. 6 (5), wet etching or dry etching is applied to give the upper contact layer 89 and the p-type layer 88 a mesa shape, thereby forming the p-type layer mesa 90. The second n
A mesa shape is imparted to the mold layer 87 and the first n-type layer 86, thereby forming an n-type layer mesa 91, and
A mesa shape is given to a part of the lower contact layer 85 and the GaAs semiconductor substrate 81, whereby an element isolation mesa 92 is formed.

【0063】次に、図6(6)に示すように、下部コン
タクト層85に接続されるように、n型オーミック電極
93が形成され、また、上部コンタクト層89に接続さ
れるように、p型オーミック電極94が形成される。
Next, as shown in FIG. 6 (6), an n-type ohmic electrode 93 is formed so as to be connected to the lower contact layer 85, and p is formed so as to be connected to the upper contact layer 89. A type ohmic electrode 94 is formed.

【0064】このようにして、p−n接合ダイオード8
0が、{001}面を主面とするGaAs半導体基板8
1上に構成される。
In this way, the pn junction diode 8
0 is a GaAs semiconductor substrate 8 whose main surface is the {001} plane
Configured on one.

【0065】このようなダイオード80では、p型層メ
サ90の下に形成されるn型層86および87中に台形
状の凸部83が位置し、この凸部83には電流が流れな
いため、図7において矢印95で示すように、台形状の
凸部83の斜面84に沿って、電子の主な走行経路が形
成され、電子の主な走行方向は、実質的にGaAs半導
体基板81の〈111〉方向となる。したがって、たと
えば図10に示した従来のダイオード17と比較して、
インパクトイオン化が生じるしきい値エネルギーが高く
なり、それによって、降伏電圧を高くすることができ
る。
In such a diode 80, a trapezoidal convex portion 83 is located in the n-type layers 86 and 87 formed under the p-type layer mesa 90, and no current flows through this convex portion 83. As shown by an arrow 95 in FIG. 7, a main traveling path of electrons is formed along the slope 84 of the trapezoidal convex portion 83, and the main traveling direction of the electrons is substantially the GaAs semiconductor substrate 81. It becomes the <111> direction. Therefore, for example, in comparison with the conventional diode 17 shown in FIG.
The threshold energy at which impact ionization occurs is increased, and thus the breakdown voltage can be increased.

【0066】[0066]

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、Ga
As半導体基板上に構成された少なくとも1つのp−n
接合を有する半導体装置において、n型層中の電子の主
な走行方向が、実質的に半導体基板の〈111〉方向と
なるようにされているので、インパクトイオン化が生じ
るしきい値エネルギーを高くすることができ、耐圧を高
めることができる。したがって、この発明がバイポーラ
トランジスタに適用される場合には、コレクタ耐圧を高
めることができる。
As described above, according to the present invention, Ga
At least one pn configured on an As semiconductor substrate
In a semiconductor device having a junction, the main traveling direction of electrons in the n-type layer is substantially the <111> direction of the semiconductor substrate, so that the threshold energy at which impact ionization occurs is increased. Therefore, the breakdown voltage can be increased. Therefore, when the present invention is applied to a bipolar transistor, the collector breakdown voltage can be increased.

【0067】この発明において、半導体基板として、
{111}面を主面とするものが用いられると、半導体
基板の〈111〉方向は、半導体基板の主面に垂直な方
向となるので、従来の場合と同様の方法によりn型層お
よびp型層を形成することができ、製造工程における変
更を特に必要としない。
In the present invention, as the semiconductor substrate,
When the one having the {111} plane as the main surface is used, the <111> direction of the semiconductor substrate becomes a direction perpendicular to the main surface of the semiconductor substrate. Therefore, the n-type layer and the p-type The mold layer can be formed and requires no particular changes in the manufacturing process.

【0068】他方、この発明において、半導体基板とし
て、{001}面を主面とするものが用いられる場合に
は、従来の半導体装置において一般的に用いられている
半導体基板をそのまま用いることができ、製造工程につ
いても、半導体基板に、電流不通領域となる台形状の凸
部を設けるための工程を付加するだけで、この発明に係
る半導体装置を得ることができる。
On the other hand, in the present invention, when the semiconductor substrate whose main surface is the {001} plane is used, the semiconductor substrate generally used in the conventional semiconductor device can be used as it is. Also in the manufacturing process, the semiconductor device according to the present invention can be obtained only by adding a process for providing a trapezoidal convex portion which becomes a current impermeable region on the semiconductor substrate.

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

【図1】この発明の第1の実施形態に係るHBT30を
製造するために実施される典型的な工程を順次示す断面
図である。
1A to 1D are cross-sectional views sequentially showing typical steps performed to manufacture an HBT 30 according to a first embodiment of the present invention.

【図2】図1に示した製造工程を経て得られたHBT3
0を、電子の主な走行方向とともに示す断面図である。
FIG. 2 is an HBT3 obtained through the manufacturing process shown in FIG.
It is sectional drawing which shows 0 with the main traveling direction of an electron.

【図3】この発明の第2の実施形態に係るダイオード4
7を、電子の主な走行方向とともに示す断面図である。
FIG. 3 is a diode 4 according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a cross-sectional view showing 7 together with the main traveling direction of electrons.

【図4】この発明の第3の実施形態に係るHBT60を
製造するために実施される典型的な工程を順次示す断面
図である。
FIG. 4 is a sectional view sequentially showing a typical process performed for manufacturing an HBT 60 according to the third embodiment of the present invention.

【図5】図4に示した製造工程を経て得られたHBT6
0を、電子の主な走行方向とともに示す断面図である。
FIG. 5 is an HBT6 obtained through the manufacturing process shown in FIG.
It is sectional drawing which shows 0 with the main traveling direction of an electron.

【図6】この発明の第4の実施形態に係るダイオード8
0を製造するために実施される典型的な工程を順次示す
断面図である。
FIG. 6 is a diode 8 according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a cross-sectional view sequentially showing a typical process performed for manufacturing 0.

【図7】図6に示した製造工程を経て得られたダイオー
ド80を、電子の主な走行方向とともに示す断面図であ
る。
7 is a cross-sectional view showing a diode 80 obtained through the manufacturing process shown in FIG. 6 together with the main traveling direction of electrons.

【図8】この発明にとって興味ある従来のHBT13を
製造するために実施される典型的な工程を順次示す断面
図である。
FIG. 8 is a sectional view sequentially showing a typical process performed for manufacturing the conventional HBT 13 which is of interest to the present invention.

【図9】図8に示した製造工程を経て得られたHBT1
3を、電子の主な走行方向とともに示す断面図である。
9 is an HBT1 obtained through the manufacturing process shown in FIG.
FIG. 3 is a cross-sectional view showing 3 along with a main traveling direction of electrons.

【図10】この発明にとって興味ある従来のダイオード
17を、電子の主な走行方向とともに示す断面図であ
る。
FIG. 10 is a cross-sectional view showing a conventional diode 17 which is of interest to the present invention together with the main traveling direction of electrons.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

30,60 HBT 31,48,61,81 半絶縁性GaAs半導体基板 32,65 コレクタコンタクト層 33,66,67 コレクタ層 34,68 ベース層 35,69 エミッタ層 36,70 エミッタコンタクト層 37,71 エミッタメサ 38,72 ベースメサ 39,73 コレクタメサ 40,74 エミッタ電極 41,75 ベース電極 42,76 コレクタ電極 43,57,77,95 電子の主な走行方向を示す矢
印 47,80 p−n接合ダイオード 49,85 下部コンタクト層 50,86,87 n型層 51,88 p型層 52,89 上部コンタクト層 53 p−n接合部メサ 54,92 素子分離メサ 55,93 n型オーミック電極 56,94 p型オーミック電極 63,83 凸部 64,84 斜面 90 p型層メサ 91 n型層メサ
30, 60 HBT 31, 48, 61, 81 Semi-insulating GaAs semiconductor substrate 32, 65 Collector contact layer 33, 66, 67 Collector layer 34, 68 Base layer 35, 69 Emitter layer 36, 70 Emitter contact layer 37, 71 Emitter mesa 38,72 Base Mesa 39,73 Collector Mesa 40,74 Emitter Electrode 41,75 Base Electrode 42,76 Collector Electrode 43,57,77,95 Arrows 47,80 Pn Junction Diodes 49,85 showing the main traveling direction of electrons Lower contact layer 50, 86, 87 n-type layer 51, 88 p-type layer 52, 89 upper contact layer 53 pn junction mesa 54, 92 element isolation mesa 55, 93 n-type ohmic electrode 56, 94 p-type ohmic electrode 63,83 Convex portion 64,84 Slope 90 p-type layer mesa 91 n-type layer mesa

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 GaAs半導体基板上に構成された少な
くとも1つのp−n接合を有する、半導体装置であっ
て、 n型層中の電子の主な走行方向が、実質的に前記半導体
基板の〈111〉方向となるようにされた、半導体装
置。
1. A semiconductor device having at least one pn junction formed on a GaAs semiconductor substrate, wherein a main traveling direction of electrons in an n-type layer is substantially equal to that of the semiconductor substrate. 111> The semiconductor device is formed so as to have the (111) direction.
【請求項2】 当該半導体装置がバイポーラトランジス
タであり、前記n型層はコレクタ層である、請求項1に
記載の半導体装置。
2. The semiconductor device according to claim 1, wherein the semiconductor device is a bipolar transistor, and the n-type layer is a collector layer.
【請求項3】 前記半導体基板は、{111}面を主面
とするものであり、前記半導体基板の〈111〉方向
は、前記半導体基板の主面に垂直な方向となるようにさ
れた、請求項1または2に記載の半導体装置。
3. The semiconductor substrate has a {111} plane as a main surface, and a <111> direction of the semiconductor substrate is perpendicular to a main surface of the semiconductor substrate. The semiconductor device according to claim 1.
【請求項4】 前記半導体基板は、{001}面を主面
とするものであり、前記半導体基板には、電流不通領域
となる台形状の凸部が設けられ、前記半導体基板の〈1
11〉方向は、前記凸部の斜面に沿う方向となるように
された、請求項1または2に記載の半導体装置。
4. The semiconductor substrate has a {001} plane as a main surface, and the semiconductor substrate is provided with a trapezoidal convex portion serving as a current impermeable region.
The semiconductor device according to claim 1 or 2, wherein the 11> direction is along the slope of the convex portion.
【請求項5】 当該半導体装置がバイポーラトランジス
タであり、前記n型層はコレクタ層であり、エミッタメ
サの下に前記コレクタ層が形成され、前記コレクタ層中
に前記電流不通領域が位置される、請求項4に記載の半
導体装置。
5. The semiconductor device is a bipolar transistor, the n-type layer is a collector layer, the collector layer is formed under an emitter mesa, and the current impermeable region is located in the collector layer. Item 5. The semiconductor device according to item 4.
【請求項6】 当該半導体装置がダイオードであり、p
型層メサの下にn型層が形成され、前記n型層中に前記
電流不通領域が位置される、請求項4に記載の半導体装
置。
6. The semiconductor device is a diode, and p
The semiconductor device according to claim 4, wherein an n-type layer is formed below the type-layer mesa, and the current non-conductive region is located in the n-type layer.
【請求項7】 {111}面を主面とするGaAs半導
体基板を用意する工程と、n型層中の電子の主な走行方
向が実質的に前記半導体基板の〈111〉方向となるよ
うに、前記半導体基板上に、少なくとも1つのp−n接
合を有する半導体装置を構成する工程とを備える、半導
体装置の製造方法。
7. A step of preparing a GaAs semiconductor substrate having a {111} plane as a main surface, and a main traveling direction of electrons in an n-type layer is substantially the <111> direction of the semiconductor substrate. And a step of forming a semiconductor device having at least one pn junction on the semiconductor substrate.
【請求項8】 {001}面を主面とするGaAs半導
体基板を用意する工程と、前記半導体基板に、〈11
1〉方向が斜面に沿う方向となるように電流不通領域と
なる台形状の凸部を設ける工程と、n型層中の電子の主
な走行方向が実質的に前記半導体基板の〈111〉方向
となるように、前記半導体基板上に、少なくとも1つの
p−n接合を有する半導体装置を構成する工程とを備え
る、半導体装置の製造方法。
8. A step of preparing a GaAs semiconductor substrate having a {001} plane as a main surface, and <11
1> The step of providing a trapezoidal convex portion which becomes a current impermeable region so that the direction is along the slope, and the main traveling direction of electrons in the n-type layer is substantially the <111> direction of the semiconductor substrate. And a step of forming a semiconductor device having at least one pn junction on the semiconductor substrate.
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