JP2004327904A - バイポーラトランジスタおよびその製造方法 - Google Patents

バイポーラトランジスタおよびその製造方法 Download PDF

Info

Publication number
JP2004327904A
JP2004327904A JP2003123606A JP2003123606A JP2004327904A JP 2004327904 A JP2004327904 A JP 2004327904A JP 2003123606 A JP2003123606 A JP 2003123606A JP 2003123606 A JP2003123606 A JP 2003123606A JP 2004327904 A JP2004327904 A JP 2004327904A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
mesa
base
emitter
base electrode
emitter mesa
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP2003123606A
Other languages
English (en)
Inventor
Atsushi Kurokawa
敦 黒川
Yoshinori Imamura
慶憲 今村
Masao Yamane
正雄 山根
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Renesas Technology Corp
Original Assignee
Renesas Technology Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Renesas Technology Corp filed Critical Renesas Technology Corp
Priority to JP2003123606A priority Critical patent/JP2004327904A/ja
Priority to US10/833,142 priority patent/US7256433B2/en
Publication of JP2004327904A publication Critical patent/JP2004327904A/ja
Priority to US11/775,716 priority patent/US20070257332A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/68Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
    • H01L29/70Bipolar devices
    • H01L29/72Transistor-type devices, i.e. able to continuously respond to applied control signals
    • H01L29/73Bipolar junction transistors
    • H01L29/737Hetero-junction transistors
    • H01L29/7371Vertical transistors
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/02Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/06Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape; characterised by the shapes, relative sizes, or dispositions of the semiconductor regions ; characterised by the concentration or distribution of impurities within semiconductor regions
    • H01L29/10Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape; characterised by the shapes, relative sizes, or dispositions of the semiconductor regions ; characterised by the concentration or distribution of impurities within semiconductor regions with semiconductor regions connected to an electrode not carrying current to be rectified, amplified or switched and such electrode being part of a semiconductor device which comprises three or more electrodes
    • H01L29/1004Base region of bipolar transistors
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66007Multistep manufacturing processes
    • H01L29/66075Multistep manufacturing processes of devices having semiconductor bodies comprising group 14 or group 13/15 materials
    • H01L29/66227Multistep manufacturing processes of devices having semiconductor bodies comprising group 14 or group 13/15 materials the devices being controllable only by the electric current supplied or the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched, e.g. three-terminal devices
    • H01L29/66234Bipolar junction transistors [BJT]
    • H01L29/6631Bipolar junction transistors [BJT] with an active layer made of a group 13/15 material
    • H01L29/66318Heterojunction transistors
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/02Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/12Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by the materials of which they are formed
    • H01L29/20Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by the materials of which they are formed including, apart from doping materials or other impurities, only AIIIBV compounds

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Bipolar Transistors (AREA)
  • Electrodes Of Semiconductors (AREA)
  • Bipolar Integrated Circuits (AREA)

Abstract

【課題】バイポーラトランジスタの特性を向上させる技術を提供する。
【解決手段】エミッタメサ(上部エミッタ層)6aおよびベース電極8の下層のベースメサ4aを、略矩形状の領域の端部に、突起領域(飛び出た部分)Pa、PbおよびPcを有する形状となるようエッチングする。即ち、略矩形状の領域、突起領域Pa、PbおよびPc上に、マスク膜として例えば絶縁膜を形成し、この絶縁膜をマスクにベース層をエッチングすることによりベースメサ4aを形成する。その結果、ベース電極8とエミッタメサ6aとが対向している領域の端部において、ベース電極やエミッタメサに沿って異常エッチングが生じることを防止でき、ベース層とエミッタ層との間の高抵抗化を防止し、バイポーラトランジスタの特性を向上させることができる。
【選択図】 図4

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、バイポーラトランジスタ(半導体装置)およびその製造方法に関し、特に、メサ型の半導体層を有するバイポーラトランジスタに適用して有効な技術に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
例えば、半導体基板上に下から順に形成されたコレクタ層、ベース層およびエミッタ層のトランジスタ領域以外の領域をエッチングにより除去した構造のバイポーラトランジスタが検討されている。
【0003】
このようなバイポーラトランジスタは、コレクタ層、ベース層やエミッタ層の断面形状が台形(台地、mesa)となることからメサ型バイポーラトランジスタと呼ばれる。
【0004】
一方、ガリウムヒ素(GaAs)等のIII−V族化合物半導体を用いたバイポーラトランジスタが検討されている。このような化合物半導体は、Si(シリコン)に比べて移動度が大きく、半絶縁性結晶が得られること、混晶を造ることが可能で、それを用いてヘテロ接合を形成できる等の特徴を有する。
【0005】
例えば、ガリウムヒ素を用いたヘテロ接合バイポーラトランジスタ(HBT:Hetero−junction Bipolar Transistor)は、GaAsをベース層に、InGaP(インジウムガリウムリン)等の異種半導体をエミッタ層に用いたバイポーラトランジスタである。このように、ヘテロ接合(異種接合)を用い、エミッタベース接合のエミッタ禁制帯幅をベースより大きくすることにより、電流増幅率を大きくする等、トランジスタ特性を向上させることができる。
【0006】
例えば、特許文献1には、ベース・コレクタ間の容量を低減化したヘテロ接合バイポーラトランジスタが開示されている。本文献のベース電極(1)やエミッタ電極(2)は矩形状のパターンであり、これらは、矩形状のベース層(5)の上部に形成されている。
【0007】
【特許文献1】
特開2001−230261号公報(図1、図2)
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
本発明者らは、GaAsを用いたHBTについて検討している。例えば、半導体基板上にn型GaAs(コレクタ層)、p型GaAs(ベース層)およびn型InGaP(エミッタ層)順次形成し、これらの層のうちトランジスタ領域以外の領域をエッチングすることによりトランジスタ毎の分離を図っている。
【0009】
一方、このようなHBTを用いた電力増幅器(増幅回路、アンプ)の性能向上、具体的には、電流付加効率や電流利得などの向上のためには、単位エミッタ面積当たりのベース・コレクタ容量の低減を図る必要がある。
【0010】
即ち、エミッタ・ベース接合面積(Jeb)に対するベース・コレクタ接合面積(Jbc)の比(Jbc/Jeb)を小さくする必要がある。
【0011】
この比を小さくするためには、追って詳細に説明するように、エミッタメサに対しベースメサをできるだけ小さくすることが好ましい(図13等参照)。
【0012】
また、このベースメサの上部には、ベース電極やエミッタメサが位置する。これらの形成の順序は、ベース電極やエミッタメサが形成された後、これらの下部のベース層をエッチングすることによりベースメサを形成する。
【0013】
従って、ベース電極やエミッタメサの合成平面パターンの端部に沿ってベースメサを形成することによりベースメサを小さくすることができる。言い換えれば、前記合成平面パターンとほぼ同じ形状のベースメサとすることで、ベース・コレクタ容量の低減を図ることができる。
【0014】
この場合、前記合成平面パターン上に絶縁膜等のマスクとなる膜を形成し、この膜をマスクにベース層をエッチングすることによりベースメサを形成するが、この際、エッチング液がベース電極に沿って進入し、許容されるオーバーエッチング量を超える異常エッチングが生じた。また、エミッタメサに沿っても同様の異常エッチングが起こる。なお、この異常エッチングについては、図15〜図19を参照しながら追って詳細に説明する。
【0015】
このような異常エッチングが起こると、ベース層とエミッタ層との間が高抵抗化し、ベースエミッタ間電流(Ibe)が減少する。その結果、コレクタ電流Icが低下する等、バイポーラトランジスタの特性を劣化させる。
【0016】
本発明の目的は、バイポーラトランジスタの特性を向上させる技術を提供することにある。
【0017】
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。
【0018】
【課題を解決するための手段】
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。
【0019】
本発明のバイポーラトランジスタは、コレクタ、ベースおよびエミッタからなるバイポーラトランジスタであって、(a)前記コレクタ上に形成され、前記ベースを形成するベースメサであって、第1〜第4ベースメサ辺を有し、前記第1ベースメサ辺と前記第3ベースメサ辺、前記第3ベースメサ辺と前記第2ベースメサ辺、前記第2ベースメサ辺と前記第4ベースメサ辺および前記第4ベースメサ辺と前記第1ベースメサ辺がそれぞれ交わる方向に延在するベースメサと、(b)前記ベースメサ上に形成され、前記エミッタを形成するエミッタメサであって、第1〜第4エミッタメサ辺を有し、前記第1エミッタメサ辺と前記第3エミッタメサ辺、前記第3エミッタメサ辺と前記第2エミッタメサ辺、前記第2エミッタメサ辺と前記第4エミッタメサ辺および前記第4エミッタメサ辺と前記第1エミッタメサ辺がそれぞれ交わる方向に延在するエミッタメサと、(c)前記ベースメサ上に形成され、第1〜第4ベース電極辺を有し、前記第1ベース電極辺と前記第3ベース電極辺、前記第3ベース電極辺と前記第2ベース電極辺、前記第2ベース電極辺と前記第4ベース電極辺および前記第4ベース電極辺と前記第1ベース電極辺がそれぞれ交わる方向に延在するベース電極とを有し、(d1)前記第2エミッタメサ辺は、前記第1ベース電極辺と対向し、(d2)前記第2ベースメサ辺は、前記第2ベース電極辺に沿って配置され、(d3)前記第4ベースメサ辺は、前記第2エミッタメサ辺、前記第1ベース電極辺、前記第2ベースメサ辺および前記第2ベース電極辺と交わる方向に延在し、(d4)前記第2ベースメサ辺と前記第2ベース電極辺との第1距離より、前記第1ベース電極辺の前記第4ベースメサ辺の側の端部と前記第4ベースメサ辺との第2距離が大きいものである。
【0020】
ここで、第2エミッタメサ辺は例えばEML2と、第1ベース電極辺は例えばBEL1と、第2ベースメサ辺は例えばBML2と、第2ベース電極辺は例えばBEL2と、第4ベースメサ辺は、突起領域のBML4と平行な辺と対応する。また、第1距離は例えばLb2と、第2距離は例えばLbFaと対応する。
【0021】
本発明のバイポーラトランジスタは、コレクタ、ベースおよびエミッタからなるバイポーラトランジスタであって、(a)前記コレクタ上に形成され、前記ベースを形成するベースメサであって、第1〜第4ベースメサ辺を有し、前記第1ベースメサ辺と前記第3ベースメサ辺、前記第3ベースメサ辺と前記第2ベースメサ辺、前記第2ベースメサ辺と前記第4ベースメサ辺および前記第4ベースメサ辺と前記第1ベースメサ辺がそれぞれ交わる方向に延在するベースメサと、(b)前記ベースメサ上に形成され、前記エミッタを形成するエミッタメサであって、第1〜第4エミッタメサ辺を有し、前記第1エミッタメサ辺と前記第3エミッタメサ辺、前記第3エミッタメサ辺と前記第2エミッタメサ辺、前記第2エミッタメサ辺と前記第4エミッタメサ辺および前記第4エミッタメサ辺と前記第1エミッタメサ辺がそれぞれ交わる方向に延在するエミッタメサと、(c)前記ベースメサ上に形成され、第1〜第4ベース電極辺を有し、前記第1ベース電極辺と前記第3ベース電極辺、前記第3ベース電極辺と前記第2ベース電極辺、前記第2ベース電極辺と前記第4ベース電極辺および前記第4ベース電極辺と前記第1ベース電極辺がそれぞれ交わる方向に延在するベース電極とを有し、(d1)前記第2エミッタメサ辺は、前記第1ベース電極辺と対向し、(d2)前記第1ベースメサ辺は、前記第1エミッタメサ辺に沿って配置され、(d3)前記第4ベースメサ辺は、前記第2エミッタメサ辺、前記第1ベース電極辺、前記第1ベースメサ辺および前記第1エミッタメサ辺と交わる方向に延在し、(d4)前記第1ベースメサ辺と前記第1エミッタメサ辺との第1距離より、前記第2エミッタメサ辺の前記第4ベースメサ辺側の端部と前記第4ベースメサ辺との第2距離が大きいものである。
【0022】
ここで、第2エミッタメサ辺は例えばEML2と、第1ベース電極辺は例えばBEL1と、第1ベースメサ辺はBML1と、第1エミッタメサ辺は例えばEML1と、第4ベースメサ辺は、例えば突起領域のBML4と平行な辺と対応する。また、第1距離は例えばLe1と、第2距離は例えばLeFaと対応する。
【0023】
本発明のバイポーラトランジスタの製造方法は、コレクタ、ベースおよびエミッタからなるバイポーラトランジスタを形成する工程であって、(a)第1〜第4辺を有し、前記第1辺と前記第3辺、前記第3辺と前記第2辺、前記第2辺と前記第4辺および前記第4辺と前記第1辺がそれぞれ交わる方向に延在する第1領域上に、(a1)前記エミッタを形成するエミッタメサであって、第1〜第4エミッタメサ辺を有し、前記第1エミッタメサ辺と前記第3エミッタメサ辺、前記第3エミッタメサ辺と前記第2エミッタメサ辺、前記第2エミッタメサ辺と前記第4エミッタメサ辺および前記第4エミッタメサ辺と前記第1エミッタメサ辺がそれぞれ交わる方向に延在するエミッタメサと、(a2)第1〜第4ベース電極辺を有し、前記第1ベース電極辺と前記第3ベース電極辺、前記第3ベース電極辺と前記第2ベース電極辺、前記第2ベース電極辺と前記第4ベース電極辺および前記第4ベース電極辺と前記第1ベース電極辺がそれぞれ交わる方向に延在するベース電極とを、(a3)前記第2エミッタメサ辺が、前記第1ベース電極辺と対向し、(a4)前記第2辺が、前記第2ベース電極辺に沿って配置され、(a5)前記第4辺が、前記第2エミッタメサ辺、前記第1ベース電極辺、前記第2辺および前記第2ベース電極辺と交わる方向に延在するよう形成する工程と、(b)前記エミッタメサおよび前記ベース電極の上部の前記第1領域および前記第1領域に接するよう配置された突起領域にマスク膜を形成する工程であって、(b1)前記突起領域は、前記第2ベース電極辺と前記第2辺との第1距離より、前記第1ベース電極辺の前記第4辺側の端部、もしくは前記第1ベース電極辺と前記第4辺が交差する場合はその交点と、前記突起領域の端部との第2距離が大きくなるよう前記第1領域の前記第4辺側に設けられ、(c)前記マスク膜をマスクに前記エミッタメサおよび前記ベース電極の下層の半導体層をエッチングすることにより前記ベースを構成するベースメサを形成する工程と、(d)前記ベースメサの下層に前記コレクタを形成する工程と、を有するものである。
【0024】
ここで、第2エミッタメサ辺は例えばEML2と、第1ベース電極辺は例えばBEL1と、第2ベースメサ辺は例えばBML2と、第2ベース電極辺は例えばBEL2と、第4ベースメサ辺は、突起領域のBML4と平行な辺と対応する。また、第1距離は例えばLb2と、第2距離は例えばLbFaと対応する。
【0025】
本発明のバイポーラトランジスタの製造方法は、コレクタ、ベースおよびエミッタからなるバイポーラトランジスタを形成する工程であって、(a)第1〜第4辺を有し、前記第1辺と前記第3辺、前記第3辺と前記第2辺、前記第2辺と前記第4辺および前記第4辺と前記第1辺がそれぞれ交わる方向に延在する第1領域上に、(a1)前記エミッタを形成するエミッタメサであって、第1〜第4エミッタメサ辺を有し、前記第1エミッタメサ辺と前記第3エミッタメサ辺、前記第3エミッタメサ辺と前記第2エミッタメサ辺、前記第2エミッタメサ辺と前記第4エミッタメサ辺および前記第4エミッタメサ辺と前記第1エミッタメサ辺がそれぞれ交わる方向に延在するエミッタメサと、(a2)第1〜第4ベース電極辺を有し、前記第1ベース電極辺と前記第3ベース電極辺、前記第3ベース電極辺と前記第2ベース電極辺、前記第2ベース電極辺と前記第4ベース電極辺および前記第4ベース電極辺と前記第1ベース電極辺がそれぞれ交わる方向に延在するベース電極とを、(a3)前記第2エミッタメサ辺が、前記第1ベース電極辺と対向し、(a4)前記第1辺が、前記第1エミッタメサ辺に沿って配置され、(a5)前記第4辺が、前記第2エミッタメサ辺、前記第1ベース電極辺、前記第1辺および前記第1エミッタメサ辺と交わる方向に延在するよう形成する工程と、(b)前記エミッタメサおよび前記ベース電極の上部の前記第1領域および前記第1領域に接するよう配置された突起領域にマスク膜を形成する工程であって、(b1)前記突起領域は、前記第1エミッタメサ辺と前記第1辺との第1距離より、前記第2エミッタメサ辺の前記第4辺側の端部、もしくは前記第2エミッタメサ辺と前記第4辺が交差する場合はその交点と、前記突起領域の端部との第2距離が大きくなるよう前記第1領域の前記第4辺側に設けられ、(c)前記マスク膜をマスクに前記エミッタメサおよび前記ベース電極の下層の半導体層をエッチングすることにより前記ベースを構成するベースメサを形成する工程と、(d)前記ベースメサの下層に前記コレクタを形成する工程と、を有するものである。
【0026】
ここで、第2エミッタメサ辺は例えばEML2と、第1ベース電極辺は例えばBEL1と、第1ベースメサ辺はBML1と、第1エミッタメサ辺は例えばEML1と、第4ベースメサ辺は、例えば突起領域のBML4と平行な辺と対応する。また、第1距離は例えばLe1と、第2距離は例えばLeFaと対応する。
【0027】
【発明の実施の形態】
(実施の形態1)
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一の機能を有する部材には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。
【0028】
以下、本実施の形態の半導体装置(HBT)の構造およびその製造工程を説明する。図1〜図11は、本実施の形態の半導体装置の製造方法を示す基板の要部断面図もしくは要部平面図である。
【0029】
まず、本実施の形態の半導体装置(HBT)の構造について説明する。なお、後述する製造方法の説明により、その構造がより明確となると思われるため、ここでは、特徴的な構成について説明する。
【0030】
図4、図6および図7に示すように、本実施の形態の半導体装置(HBT)は、このp型GaAs層よりなるベースメサ4aを有する。このベースメサ4aの上部には、n型InGaP層(エミッタ層)5が位置し、ベースメサ4aの下部には、n型GaAs層(コレクタ層)3が位置する。なお、p型GaAs層の部分とその下層のn型GaAs層3の上層部(台形部)とを併せてベースメサ4aと見てもよい。
【0031】
ベースメサ4a上には、略矩形状のエミッタメサ(上部エミッタ層)6aおよびL字状のベース電極8が形成されている(図7)。エミッタメサ6a上には、エミッタ電極7が形成されている。
【0032】
さらに、ベースメサ4aの両側には、コレクタ電極15が形成され、このコレクタ電極15は、n型GaAs層(コレクタ層)3とn型GaAs層(サブコレクタ層)2を介して電気的に接続されている。
【0033】
ここで、ベースメサ4aは、略矩形状であって、矩形状の領域の端部に接するよう配置された突起領域(飛び出た部分)Pa、PbおよびPcを有する(図4)。矩形状の領域は、ベース電極8とエミッタメサ6aの合成平面パターンである。
【0034】
このような突起領域(Pa、Pb)は、ベース電極8とエミッタメサ6aとが対向している領域(図20中の斜線部参照)、即ち、エミッタメサ6aの辺EML3、EML2およびベース電極8の辺BEL6、BEL1で区画される領域の端部に設けられる。言い換えれば、前記4つの辺の端部と合成平面パターン(図20中の破線)の辺との距離が短い箇所に突起領域を設け、前記端部とベースメサの端部との距離を大きくしている。また、言い換えれば、ベース電極8の延在する方向(Y方向)に突起領域Paが形成され、また、ベース電極8の延在する方向(X方向)に突起領域Pbが形成されている。また、エミッタメサ6aの延在する方向(Y方向)に突起領域Paが形成されている。なお、ベース電極8とエミッタメサ6aとが対向している領域を必要に応じてBEと示す。
【0035】
また、ベース電極8、エミッタ電極7およびコレクタ電極15は、第1層配線や第2層配線を介して引き出される。
【0036】
次いで、本実施の形態の半導体装置(HBT)をその製造工程に従って説明する。
【0037】
図1に示すように、厚さ約600μmの半絶縁性GaAs基板(以下単に「基板」という)1上に、有機金属気相成長(MOCVD:metal organic chemical vapor deposition)法により、n型GaAs層(サブコレクタ層)2を約700nm成長させる。次いで、その上部に700nm程度のn型GaAs層(コレクタ層)3および100nm程度のp型GaAs層(ベース層)4を順次MOCVD法で形成する。
【0038】
次いで、35nm程度のn型InGaP層(エミッタ層)5をMOCVD法で堆積し、さらに、その上部に上部エミッタ層を400nm形成する。この上部エミッタ層は、n型GaAs層とその上部のn型InGaAs層との積層膜よりなり、後述するエッチングによりエミッタメサ6aとなる。上部エミッタ層中のn型InGaAs層は、後述するエミッタ電極7とのオーミックコンタクトを図るために用いられる。
【0039】
このように、ベース層(p型GaAs層)4とエミッタ層(n型InGaP層)5とに異種の半導体(ヘテロ接合)を用いる。
【0040】
次いで、導電性膜として例えばタングステンシリサイド(WSi)膜を例えばスパッタ法を用いて300nm程度堆積する。次いで、フォトリソグラフィーおよびドライエッチング技術を用いてWSi膜を加工し、エミッタ電極7を形成する。
【0041】
次いで、エミッタ電極7をマスクに、上部エミッタ層をウエットエッチングしエミッタメサ6aを形成する。このエッチングによりn型InGaP(エミッタ層)5が露出する。なお、この際、n型InGaP層(エミッタ層)5をエッチングし、p型GaAs層(ベース層)4を露出させてもよい。また、この際、エミッタメサ6aの平面パターンは、サイドエッチングのためエミッタ電極7の端部より0.3〜0.7μm程度小さくなる。なお、平面図によっては、便宜上、エミッタ電極7をエミッタメサ6aと同様に表記する場合もある。
【0042】
次いで、図2に示すように、下層から白金(Pt)、チタン(Ti)/モリブデン(Mo)/Ti、Pt、金(Au)およびMoの積層膜を堆積し、ベース電極8を形成する。その厚さは例えばTi/Mo/Tiがそれぞれ10nm/20nm/50nm、Ptが50nm、Auが100nm、最上層のMoが10nm程度である。また、最下層のPtは、その下部のn型InGaP層(エミッタ層)5およびp型GaAs層(ベース層)4と反応し、40nm程度の反応部(アロイ部、合金部)8aとなる。このベース電極8は、例えば、リフトオフ法により形成することができる。
【0043】
即ち、ベース電極8の形成を予定している領域以外にフォトレジスト膜(以下単に「レジスト膜」という)を形成し、全面に前記積層膜を形成した後、前記レジストを除去すると共にその上部の前記積層膜も除去し、前記領域にのみパターンを残存させる。
【0044】
この際、レジスト膜をベース電極8の形成を予定している領域に対し、オーバーハング状態(逆テーパー状態)とすることでレジスト膜の側壁等には、前記積層膜が形成されないようにする。その結果、前記積層膜がレジスト膜をベース電極8の形成を予定している領域とそれ以外の領域で分離し、また、レジスト膜の露出部から剥離液(エッチング液)が浸透し、所望の領域にのみ前記積層膜を残存させることができる。
【0045】
なお、前記積層膜をスパッタ法やCVD(Chemical Vapor Deposition)法で形成し、エッチングによりベース電極8を形成してもよい。なお、Auのような金属は、化学的にエッチングするガスや液が少なく、また、物理的にエッチングしようとする場合、下層の層とのエッチング選択比が取りがたいため、積層膜中にAuを含む場合には、リフトオフ法によるパターンの形成が好ましい。
【0046】
その後、熱処理(アロイ処理)を施すことにより、ベース電極8の下層のPtとn型InGaP層(エミッタ層)5およびp型GaAs層(ベース層)4を反応させる。この反応部8aによりベース電極8とp型GaAs層(ベース層)4とをオーミック接続することができる。なお、図2の右上部は、ベース電極8部の拡大図(断面図)である。
【0047】
図3に、ベース電極8形成後の基板の要部平面図を示す。図示するように、エミッタメサ(エミッタ電極7)6aは、その平面パターンが矩形状であり、Y方向に延在する辺EML1およびEML2と、X方向に延在する辺EML3およびEML4とを有する。
【0048】
また、ベース電極8は、L字状のパターンであり、エミッタメサ6aの辺EML2と平行な第1部と、エミッタメサ6aの辺EML3と平行な第2部よりなる。第1部は、辺BEL1、BEL2およびBEL4で囲まれ、第2部は、辺BEL6、BEL3およびBEL5で囲まれている。なお、第2部には、ベース引き出し配線(M1b)との接続部が配置される。
【0049】
ここで、エミッタメサ6aとベース電極8とが対向している領域(図20の斜線部参照)BEを介してベース電極8からエミッタメサ6a(エミッタ電極7)にベースエミッタ間電流(Ibe)が流れる。前記領域BEは、エミッタメサの辺EML3、EML2およびベース電極8の辺BEL6、BEL1で区画される。
【0050】
次いで、エミッタメサ6aとベース電極8の下層のベース層4を塩酸等を用いてエッチングすることによりベースメサを形成するのであるが、まず、本発明者らが検討した技術について説明する。なお、図12〜図19は、本実施の形態の効果を説明するための半導体装置もしくはその製造方法を示す基板の要部断面図もしくは要部平面図である。また、図20および図21は、本実施の形態の半導体装置(HBT)のベースメサの形状を説明するための基板の要部平面図である。
【0051】
前述したように、ベース電極8やエミッタメサ6aの合成平面パターンとほぼ同じ形状にベースメサをエッチングすることで、ベース・コレクタ容量の低減を図ることができる。
【0052】
そこで、ベース電極8やエミッタメサ6aの合成平面パターン(前記領域BE含む)を仮想し、図3中に破線で示す。この合成平面パターンは矩形状であり、Y方向に延在する辺BML1およびBML2と、X方向に延在する辺BML3およびBML4とを有する。この合成平面パターンを必要に応じてPAで示す。
【0053】
従って、この合成平面パターンPAの辺BML3とベース電極の辺BEL3との距離Lb3、辺BML2と辺BEL2との距離Lb2、辺BML1と辺BEL5との距離Lb1および辺BML4と辺BEL4との距離Lb4は小さい方が望ましい。また、ベース・コレクタ容量の低減の観点からは、辺BML1とエミッタメサの辺EML1との距離Le1および辺BML4と辺EML4との距離Le4も小さい方が望ましい(図3、図20の左部参照)。特に、ベース電極の端部とベースメサとの距離が小さくなるようベースメサを形成することが望ましい。
【0054】
例えば、図12に示すように、例えば距離Lb1、Lb2やLb3を0.7〜1.5μm程度となるようベースメサを形成したバイポーラトランジスタより、例えば距離Lb1、Lb2やLb3をを0.1μm程度としたバイポーラトランジスタの方が、単位エミッタ面積当たりのベース・コレクタ容量の低減を図ることができ、これを用いたアンプの電流付加効率や電流利得などを向上できる。なお、図12の各部位の長さは、Lb1が1μm、Lb2が1μm、Lb3が1μm、Le1が1.5μm、Le4が1.5μmである。
【0055】
そこで、図13に示すように、距離Lb1、距離Lb2、距離Lb3および距離Lb4が0.1μm程度となるようベースメサ(合成平面パターンPA)を設定した。
【0056】
即ち、図14に示すように、マスク膜として例えば絶縁膜9を形成し、さらに、その上部にレジスト膜Rを形成し、フォトリソグラフィー技術によりレジスト膜Rを加工した後、このレジスト膜Rをマスクに絶縁膜9をエッチングする。その結果、合成平面パターン上に絶縁膜9が残存する。その後、レジスト膜Rを除去し、絶縁膜9をマスクにベース層4をエッチングする。なお、ベース層4のエッチング時にはレジスト膜Rは存在しないが、図14においてはレジスト膜Rを記載してある(図16〜図19において同じ)。
【0057】
この際、もちろんベース層4の横方向のオーバーエッチング量を考慮し、絶縁膜9を合成平面パターンより広めに形成し、エッチング後のベース層4(ベースメサ4a)の端部が合成平面パターンと一致するよう調整する。なお、このエッチングでは、ベース層4のみならずその下層のn型GaAs層(コレクタ層)3もエッチングしてもよい。ここでは、n型GaAs層(コレクタ層)3を300nm程度エッチングし、n型GaAs層(コレクタ層)3を400nm程度残存させる。このエッチングにより、ベースメサ4aが形成される。なお、エッチングされた台形状のn型GaAs層(コレクタ層)3を含めてベースメサと考えてもよい。また、ここでは絶縁膜9をマスクにエッチングを行ったが、他の膜を用いてエッチングを行ってもよい。また、レジスト膜をマスクにエッチングを行ってもよい。
【0058】
しかしながら、この場合図15に示す、B部、C部およびD部において、異常エッチング部10が見られた。なお、F部においても異常エッチング部が見られる場合があった。
【0059】
図16は、図15のB1−B1断面図(B部およびC部のX方向の断面図)であり、図17は、図15のB2−B2断面図(B部のY方向の断面図)、図18は、図15のC−C断面図(C部のY方向の断面図)である。また、図19は、図15のD−D断面図(D部のY方向の断面図)である。
【0060】
ここで、異常エッチングとは、許容されるオーバーエッチング量を超えたエッチングをいう。本発明者らが検討したところ、本エッチングでエッチングされる層の厚さ(例えば0.5μm程度)の2〜8倍(1〜4μm程度)の異常エッチングが確認された。即ち、縦方向と同等のエッチングが横方向にも同程度進むと考えた場合、その量の2〜8倍の横方向のエッチングが確認された。また、その深さは100nm以上、例えばベースメサの厚さ以上となる(図17参照)。
【0061】
まず、B部の異常エッチングについて考察する(図15〜図17参照)。なお、図20の左図は、図15に示す各部位を各パターンの縦横比を変更して分かり易く記載した図であり、適宜本図を参照されたい。
【0062】
B部において異常エッチング部10が生じるのは、ベースメサ4aを小さくするため、ベース電極(辺BEL1)8の端部と絶縁膜9(辺BML4)の端部までの距離が小さく、絶縁膜9とベースメサ4aとの間に浸透したエッチング液(例えば塩酸)が、ベース電極(辺BEL1)8に沿って浸透し、加速的にエッチングを行うためと考えられる。
【0063】
特に、ベース電極8を構成するAuやPtはレジスト膜や絶縁膜との密着性が悪くエッチング液が浸透し易い。また、反応部(アロイ部)8aは、他の部位と比較しエッチングの選択比が取り難くエッチングされ易い。また、ベース電極8等の金属と半導体(例えばGaAs)との界面においては電池作用によりエッチングが進行しやすい。
【0064】
上記要因等により、一度エッチング液が浸透し窪みが生じると、その窪みにさらにエッチング液が入り込み加速的にエッチングが進む。もちろんこのエッチング液によってベース電極8を構成する金属はエッチングされ難いため、ベース電極8の端部(辺BEL1)に沿って異常エッチングが進むこととなる。
【0065】
このような異常エッチングは、ベース電極8の平面パターンを構成する辺と合成平面パターン(絶縁膜9の形成領域)を構成する辺とが交わる部分において、これらの距離が小さい場合に生じる。即ち、辺BEL1と辺BML4との交差部(B部)および辺BEL6と辺BML1との交差部(D部)において異常エッチングが問題となる。なお、辺BEL2と辺BML4との交差部や辺BEL3と辺BML1との交差部においては、辺に沿って全体的にベースメサが後退するだけであるため異常エッチングとはならない。また、このような後退量(横方向のオーバーエッチング)は、絶縁膜9(レジスト膜R)の形成領域を調整するなどして制御可能であり、問題とならない。
【0066】
また、エミッタメサ6aの端部においても同様の異常エッチングが生じる。即ち、エミッタメサ6aの平面パターンを構成する辺と合成平面パターン(絶縁膜9の形成領域)を構成する辺とが交わる部分において、これらの距離が小さい場合に生じる。例えば、辺EML2と辺BML4との交差部(C部)において異常エッチングが問題となる。また、Le1が大きい場合には、辺EML3と辺BML4との交差部(F部)において異常エッチングが生じる。もちろん、このF部の異常エッチングについても対策を施した方がよいが、F部よえいB部、C部およびD部の異常エッチングは、後述するベース層とエミッタ層間の高抵抗化の原因となるため、その対策がより重要となる。この場合、辺EML3と辺BML1との交差部(図20のE部)においては、その距離が大きいため異常エッチングが生じていない。
【0067】
また、言い換えれば、異常エッチングは、ベース電極8とエミッタメサ6aとが対向している領域(図20中の斜線部参照)BE、即ち、エミッタメサ6aの辺EML3、EML2およびベース電極8の辺BEL6、BEL1で区画される領域の端部において、絶縁膜9(レジスト膜R)の端部との距離が小さい場合に生じる。また、前記4つの辺の端部と合成平面パターン(ベースメサ)の辺との距離が短い箇所に生じる。
【0068】
そこで、本実施の形態においては、図4に示すように、図15のB部、C部およびD部に、突起領域(飛び出た部分)Pa、Pbを設けた。その様子を図20に示す。
【0069】
即ち、B部およびC部において、辺BEL1と辺EML2の延在方向(BML4側)に突起領域Paを設け、D部において、辺BEL6の延在方向(BML1側)に突起領域Pbを設けた。なお、B部およびC部のそれぞれに突起領域Paを設けてもよいし、これらを繋げて単一の領域としてもよい。また、B部およびC部に対応する位置のみに突起領域Paを設けてもよいが、図4では、辺BML4全域に突起領域Paを設けている。この場合、F部の異常エッチングも防止できる。
【0070】
また、本実施の形態においては、図4に示すように、B部の辺BML2側にも突起領域Pcを設けている。これは、ベース電極8の幅(辺BEL4の長さ)が小さい場合には、図21の右図に示すように、異常エッチングが辺BEL4から辺BEL1に沿って進行する恐れがある。そこで、ベース電極8の平面パターンを構成する辺と合成平面パターンPA(絶縁膜9形成領域)を構成する辺とが直交する部分(B部やD部)と、合成平面パターンPAを構成する辺までとの距離が小さい場合には、その辺(ここではBML2側)にも突起領域を設ける。D部においては、辺BML3との距離が大きいためこの辺側には突起領域は設けられていない。
【0071】
このように、本実施の形態においては、合成平面パターンPAに突起領域Pa、PbおよびPcを設けたので、ベース層のエッチング時の異常エッチングを防止することができる。
【0072】
即ち、図5に示すように、合成平面パターンPA、突起領域Pa、PbおよびPc上に、マスク膜として例えば絶縁膜9を形成し、さらに、その上部にレジスト膜Rを形成し、フォトリソグラフィー技術によりレジスト膜Rを加工した後、このレジスト膜Rをマスクに絶縁膜9をエッチングする。その結果、合成平面パターン上に絶縁膜9が残存する。その後、レジスト膜Rを除去し、絶縁膜9をマスクにベース層4をエッチングする。
【0073】
この際、もちろんベース層4の横方向のオーバーエッチング量を考慮し、絶縁膜9を合成平面パターンより広めに形成し、エッチング後のベース層4(ベースメサ4a)の端部が合成平面パターンと一致するよう調整する。なお、このエッチングでは、ベース層4のみならずその下層のn型GaAs層(コレクタ層)3もエッチングしてもよい。ここでは、n型GaAs層(コレクタ層)3を300nm程度エッチングし、残存するn型GaAs層(コレクタ層)3の厚さを400nm程度とした。このエッチングにより、ベースメサ4aが形成される。なお、エッチングされた台形状のn型GaAs層(コレクタ層)3を含めてベースメサと考えてもよい。また、ここでは絶縁膜9をマスクにエッチングを行ったが、他の膜を用いてエッチングを行ってもよい。また、レジスト膜をマスクにエッチングを行ってもよい。
【0074】
その結果、異常エッチングが生じた場合と比較し、バイポーラトランジスタの特性を向上させることができる。
【0075】
即ち、図15〜図19を参照して説明したような異常エッチング部10は、窪み(ボイド)となるか、その内部に後述する絶縁膜が埋め込まれる。よって、ベース層とエミッタ層との間が高抵抗化し、ベースエミッタ間電流(Ibe)が減少する。その結果、コレクタ電流Icが低下する等、バイポーラトランジスタの特性を劣化させる。
【0076】
これに対し、本実施の形態によれば、異常エッチングを防止することができるため、ベース層とエミッタ層との間の高抵抗化を防止し、コレクタ電流Icを確保することができる等、バイポーラトランジスタの特性を向上させることができる。
【0077】
また、本実施の形態によれば、異常エッチングが生じる部分にのみ突起領域を形成したので、単位エミッタ面積当たりのベース・コレクタ容量を例えば図12に示す場合と比べ低減できる。
【0078】
即ち、図4に示すように、ベース電極8から突起領域端部までの距離(LbFa、LbFb、LbFc)は、Lb2やLb3より大きい(LbFa>Lb2、LbFb>Lb2、LbFc>Lb2、LbFa>Lb3、LbFb>Lb3、LbFc>Lb3)。また、エミッタメサ6aから突起領域端部までの距離(LeFa)は、Lb2やLb3より大きい(LeFa>Lb2、LeFa>Lb3)。また、LeFaは、Le1より大きい。
【0079】
なお、図4において、ベース電極8の辺BEL5と突起領域Pbとの間に異常エッチングが生じる恐れがあるが、かかる箇所における異常エッチングは、辺BEL6側まで回り込まないため問題となり難い。また、ベース電極8の辺BEL2と突起領域Pcとの間に異常エッチングが生じる恐れがあるが、かかる箇所における異常エッチングは、辺BEL1側まで回り込まないため問題となり難い。
【0080】
次いで、ベース電極8から突起領域端部までの距離(LbFa、LbFb、LbFc)について検討する。
【0081】
上記異常エッチングは、距離Lb1、Lb2やLb3を0.5μm以下とした場合に確認された(図15参照)。
【0082】
まず、ベース電極8とベースメサ4aの端部との距離のばらつきdLbについて検討する。
【0083】
このばらつきdLbの要因として、例えば(1)ベース電極とベースメサとの合わせ誤差dLb1、(2)ベース電極の寸法誤差dLb2および(3)ベースメサ形成用のレジスト膜の寸法誤差dLb3などが挙げられる。例えば、dLb1は、0.3μm程度、dLb2は、0.1μm程度、dLb3は、0.1μm程度である。さらに、(4)ベースメサのサイドエッチング(オーバーエッチング)寸法誤差dLb4がばらつき要因として挙げられる。dLb4は、0.4μm程度である。ここで、ベースメサのサイドエッチング寸法誤差は、エッチング条件により変化し、実際のサイドエッチングの量は、ベースメサ4a形成時の縦方向のエッチング量、言い換えれば、ベースメサ4aの深さ(台形状のn型GaAs層3の部分も含む:100nm+300nm)の10%前後であると考えられるが、ここでは、余裕を見て、dLb4は、ベースメサ4aの深さ(台形状のn型GaAs層3の部分も含む)DEと同程度とした。
【0084】
よって、ばらつきdLbの2乗は、各要因(dLb1〜dLb4)の2乗の和に等しい((dLb)=(dLb1)+(dLb2)+(dLb3)+(dLb4))ので、ばらつきdLbの2乗は、0.11とdLb4の2乗の和となり((dLb)=0.11+(dLb4))、ばらつきdLbは、0.52μm程度となる。
【0085】
従って、ベース電極8とベースメサ4aの端部との距離、例えば図4のLb1、Lb2やLb3が0.5μmとなるようあらかじめマスクを設定しても、実際の距離は、0.5±dLb(−0.02〜1.02の間)となる。
【0086】
上記距離が負ということは、ベースメサ4aがベース電極8の端部より後退することを意味する。このような場合には、特に、エッチング液がしみ込み易く、異常エッチングが生じやすくなる。
【0087】
なお、前述した通り、異常エッチングは、例えばベース電極に沿って1〜4μm程度進み、その深さは100nm以上、例えばベースメサの厚さ以上となる(図17参照)。
【0088】
従って、上記ばらつきや異常エッチングの大きさを考慮して突起領域の大きさ(LbFa、LbFb、LbFc)を定める必要がある。
【0089】
そこで、本実施の形態においては、LbFa、LbFbもしくはLbFcをベースメサ4aの深さ(台形状のn型GaAs層3の部分も含む:100nm+300nm)DEに0.3μmを加えた寸法以上とする。即ち、この場合LbFa、LbFbおよびLbFcを0.7(=0.4+0.3)μm以上とする。
【0090】
次いで、エミッタメサ6aから突起領域端部までの距離(LeFa)について検討する。
【0091】
上記異常エッチングは、エミッタメサ6aに沿っても生じる。例えば、距離Le4を0.5μm以下とした場合に異常エッチングが起こり得る(図15参照)。
【0092】
そこで、本実施の形態においては、LeFaをベースメサ4aの深さ(台形状のn型GaAs層3の部分も含む:100nm+300nm)DEに0.3μmを加えた寸法以上とする。即ち、この場合LeFaを0.7(=0.4+0.3)μm以上とする。
【0093】
また、エミッタメサの端部とベースメサの端部との距離が小さい場合には、エミッタ層とベース層との接合部のリーク電流が増加する恐れがある。従って、エミッタメサの端部とベースメサの端部との距離は、少なくとも0.5μm程度確保することが望ましい。
【0094】
従って、リーク電流の低減のためには、Le1を0.5μmとし、また、LeFaを0.5μmに、ベースメサ4aの深さ(台形状のn型GaAs層3の部分も含む:100nm+300nm)DEおよび0.3μmを加えた寸法とする。即ち、この場合LeFaを1.2(=0.5+0.4+0.3)μm程度とする。
言い換えれば、LeFaは、エミッタメサの端部と突起領域Pa以外のベースメサの端部との距離の平均値に、DEおよび0.3μmを加えた寸法とする。
【0095】
例えば、本発明者らは、図4の各部位の長さを以下のように定め検討した。Lb2を0.1μm、LbFcを1.0μm(>Lb2)とし、Lb3を0.1μm、LbFbを1.0μm(>Lb3)とした。また、Le1を0.8μm、LeFaを1.5μm(>Le1)とした。なお、ここではエミッタ層とベース層との接合部のリーク電流を低減するため、Le1を0.8μm程度と大きくした。なお、エミッタメサの大きさは、4μm×20μm程度とした(図12も同じ)。
【0096】
その結果、図12に示したレイアウトの場合と比較し、ベースメサの面積を20%程度低減することができ、ベース・コレクタ容量を20%程度低減することができた。また、異常エッチングの発生によるベース・エミッタ間の高抵抗化を抑制することができた。
【0097】
次いで、ベースメサ4a形成後の製造工程について説明する。図6に示すように、基板1上に絶縁膜(例えば酸化シリコン膜)13を100nm程度堆積する。
【0098】
次いで、選択的に絶縁膜13およびn型GaAs層(コレクタ層)3をエッチングすることによりn型GaAs層(サブコレクタ層)2の一部を露出させる。
【0099】
次いで、露出したn型GaAs層(サブコレクタ層)2上にコレクタ電極15を形成する。このコレクタ電極15もベース電極8と同様にリフトオフ法により形成することができる。コレクタ電極15は、例えば下層から金ゲルマニウム(AuGe)、ニッケル(Ni)およびAuの積層膜よりなる。
【0100】
次いで、コレクタ電極15の外側のn型GaAs層(コレクタ層)3およびn型GaAs層(サブコレクタ層)2をエッチングし、各トランジスタを電気的に分離する。なお、トランジスタ間の分離は、コレクタ電極15の外側のn型GaAs層(サブコレクタ層)2にp型の不純物を打ち込むことにより行ってもよい(pn分離)。図7にコレクタ電極15形成後の基板の要部平面図を示す。例えば図7のA−A断面部が図6に対応する。図7に示すように、基板上には複数のHBTが形成され、各HBTのベースメサ4a間に矩形状のコレクタ電極15がY方向に延在している。
【0101】
次いで、図8に示すように、基板1上に酸化シリコン膜等の絶縁膜17をCVD法で堆積する。
【0102】
次いで、エミッタ電極7およびコレクタ電極15上の絶縁膜17を除去し、接続孔を形成する。この際、ベース電極8上にも接続孔を形成する(図9参照)。次いで、前記接続孔内を含む絶縁膜17上に導電性膜として例えばモリブデン(Mo)、AuおよびMoの積層膜を堆積する。次いで、この積層膜をエッチングすることによりエミッタ引き出し配線M1e、ベース引き出し配線M1bおよびコレクタ引き出し配線M1cを形成する。図9にエミッタ引き出し配線M1e、ベース引き出し配線M1bおよびコレクタ引き出し配線M1c形成後の基板の要部平面図を示す。例えば図9のA−A断面部が図8に対応する。図示するように、エミッタ引き出し配線M1eは、エミッタ電極7上に形成され、ベース引き出し配線M1bは、ベース電極8上の接続部からY方向に引き出され、コレクタ引き出し配線M1cは、コレクタ電極15上に形成された部分と各部をX方向に繋ぐ部分とからなる。
【0103】
次いで、図10に示すように、第1層配線(M1e、M1c等)上に酸化シリコン膜等の絶縁膜19を例えばCVD法で堆積する。次いで、エミッタ引き出し配線M1e上の絶縁膜19を除去し、接続孔を形成する。次いで、前記接続孔内を含む絶縁膜19上に導電性膜として例えばMo/Au/Mo膜を堆積し、エッチングすることによりエミッタ引き出し配線(第2層配線)M2eを形成する。図11にエミッタ引き出し配線M2e形成後の基板の要部平面図を示す。例えば図11のA−A断面部が図10に対応する。図示するように、エミッタ引き出し配線M2eは、エミッタ引き出し配線M1eをX方向に繋げている。
【0104】
次いで、第2層配線(M2e)上に酸化シリコン膜等の絶縁膜21を堆積する。
【0105】
次いで、必要に応じて抵抗素子や容量素子等を基板1上の図示しない領域に形成し、基板表面を保護膜で覆う。
【0106】
次いで、上記保護膜側(素子形成面)を下側とし、基板1の裏面を研磨することによりその厚さを70〜100μmとする。その後、必要に応じて裏面電極等を形成し、略円形のウエハ状態の基板を半導体チップ毎に個片化する。さらに、半導体チップを実装することにより本実施の形態の半導体装置(HBT)が完成する。
【0107】
(実施の形態2)
ここでは、ベース電極やエッミタメサの他のレイアウト例について説明する。なお、本実施の形態の半導体装置の構成やその形成方法は実施の形態1の場合と同様であるため、その詳細な説明を省略する。また、対応する部位には同じ符号を付し、その説明を省略する。
【0108】
まず、本実施の形態の半導体装置の要部平面図を図22に示す。図示するように、ベースメサ4a上には、エミッタメサ(上部エミッタ層)6aおよびベース電極8が形成されいる。エミッタメサ6aは、Y方向に延在する矩形状のパターンであり、ベース電極8は、エミッタメサ6aの3辺(EML1、EML2、EML3)にそれぞれ沿った第1部、第2部および第3部よりなる。第1部と第3部はY方向に延在し、第2部は、第1部と第3部の端部をX方向に繋いでいる。
【0109】
このような形状のベース電極やエッミタメサについても、ベース電極とエミッタメサとが対向している領域の端部に突起領域P2aを設け、前記端部とベースメサ4aの端部との距離を大きくしている。
【0110】
また、本実施の形態においては、突起領域P2aの他、突起領域P2b、P2cを設けている。従って、ベース電極8の幅が小さくても、異常エッチングがベースメサの端部からベース電極8のX方向に延在する辺(BEL4、BEL8)に沿って進行し、ベース電極とエミッタメサとが対向している領域に異常エッチングが発生することを防止できる。
【0111】
具体的には、Lb1を0.1μm、LbFcを1.0μmとし、Lb2を0.1μm、LbFbを1.0μmとしている。また、LeFaを1.5μmとし、LbFaを1.0μmとしている。また、この場合、Lb3は、−0.3μmである。
【0112】
ここで、BML1〜BML3は、ベースメサ4aのパターンを構成する辺であり、BEL1〜BEL8は、ベース電極8のパターンを構成する辺であり、EML1〜EML4は、エミッタメサのパターンを構成する辺である。
【0113】
次いで、本実施の形態の他の半導体装置の要部平面図を図23に示す。本例においては、ベースメサ4a上に、2つのエミッタメサ(上部エミッタ層)6A、6Bを配置し、これらの間にベース電極8が配置されている。エミッタメサ6A、6Bは、Y方向に延在する矩形状のパターンであり、ベース電極8は、エミッタメサ6Aと6Bとの間にY方向に延在する。なお、ベース電極8の端部は、接続部を確保するため幅広となっている。
【0114】
本例においても、ベース電極とエミッタメサとが対向している領域の端部に突起領域P3a、P3bおよびP3cを設け、前記端部とベースメサ4aの端部との距離を大きくしている。
【0115】
具体的には、LeFaを1.5μm、LbFaを1.0μmとし、LeFbおよびLbFcを1.5μmとしている。また、Le1およびLe2は、1.0μmである。
【0116】
ここで、BML1、BML2は、ベースメサ4aのパターンを構成する辺であり、BEL1〜BEL4は、ベース電極8のパターンを構成する辺であり、EML1〜EML8は、エミッタメサのパターンを構成する辺である。なお、ベース電極8の端部の幅広部の下にもベースメサ4aが形成されている。
【0117】
このように、本実施の形態においてもベースメサに突起領域を設けることにより、ベースメサの形成時の異常エッチングを防止することができる。その結果、ベース層とエミッタ層との間の高抵抗化を防止し、コレクタ電流Icを確保することができる等、バイポーラトランジスタの特性を向上させることができる。
【0118】
また、異常エッチングが生じる部分にのみ突起領域を形成することにより、単位エミッタ面積当たりのベース・コレクタ容量を低減できる。
【0119】
(実施の形態3)
ここでは、ベース電極やエッミタメサのパターンが、ベースメサのパターンと交差する場合について説明する。また、ベース電極を構成する平面パターンが複数の屈曲部を有する、もしくは曲線を有する場合について説明する。なお、本実施の形態の半導体装置の構成やその形成方法は実施の形態1の場合と同様であるため、その詳細な説明を省略する。また、対応する部位には同じ符号を付し、その説明を省略する。
【0120】
まず、本実施の形態の半導体装置の要部平面図を図24に示す。図示するように、ベースメサ4a上には、エミッタメサ(上部エミッタ層)6aおよびベース電極8が形成されいる。エミッタメサ6aは、Y方向に延在する矩形状のパターンであり、ベース電極8は、エミッタメサ6aの辺(EML2)に沿って配置され、その端部(辺BML3側)には、コンタクト部が形成されている。
【0121】
ここで、ベース電極8は、ベースメサ4aと交差している。言い換えれば、辺BEL1と合成平面パターンのBML3が交差している。この合成平面パターンは、BML1、BML2、BML3およびBML4で区画される略矩形状のパターンをいう。
【0122】
このような場合は、BEL1とBML3の交点部分に突起領域Pdを形成する。この際、BEL1とBML3の交点から突起領域Pdの端部までの距離(LbFd)は、Lb2より大きい。また、この距離LbFdをベースメサ4aの深さ(台形状のn型GaAs層の部分も含む)DEに0.3μmを加えた寸法以上とする。
【0123】
このように突起領域Pdを設けることで、異常エッチングがベースメサの端部からベース電極8のY方向に延在する辺(BEL1)に沿って進行し、ベース電極とエミッタメサとが対向している領域に異常エッチングが発生することを防止できる。
【0124】
また、図24においては、ベース電極のコンタクト側の端部がベースメサと交差する場合について説明したが、ベース電極の逆側(辺BML4側)の端部がベースメサと交差する場合にも、その交点部に突起領域を設けることで、異常エッチングを防止できる。
【0125】
また、上記の例においては、ベース電極について説明したが、エミッタメサがベースメサと交差する場合も同様に突起領域を設けることで、異常エッチングを防止できる。
【0126】
次いで、図25および図26を参照しながら、ベース電極を構成する平面パターンが複数の屈曲部を有する、もしくは曲線を有する場合について説明する。図25および図26は、本実施の形態の他の半導体装置の要部平面図である。
【0127】
例えば、図24に示す場合や実施の形態1および2では、各部を構成するパターンがほぼ直線で囲まれた、比較的単純な形状であるが、例えば図25に示すように、ベース電極8のコンタクト部が複雑なパターン形状となる場合もある。また、図26に示すように、パターンの一部(BEL3、BML3)が曲線となる場合もある。
【0128】
このような場合も、ベース電極8の辺BEL5側に突起領域Pbを設けることで、異常エッチングを防止することができる。この突起領域の幅(LbFb)は、例えば、ベースメサ4aの高さに0.3μmを加えた長さ以上である。
【0129】
従って、本発明は図24や図25に示すパターン形状を排除するものではなく、エミッタメサと対向しているベース電極の辺がベースメサの辺と交わる方向に延在する場合について広く適用可能である。
【0130】
(実施の形態4)
ここでは、高性能のHBTが要求されるアンプについて説明する。
【0131】
図27に、バイポーラトランジスタTrを用いたアンプの回路図の一例を示す。図示するように、入力(RF IN)と出力(RF OUT)との間には、2段の増幅回路(HBT Cell)51、52が直列に接続されている。この増幅回路は、コンデンサ、抵抗およびバイポーラトランジスタ(HBT)Trよりなる。また、入力(RF IN)と増幅回路51との間には、コンデンサCM1が接続されている。また、増幅回路51と52との間には、コンデンサCM3が接続されている。Vccは、電源電位を、Vbbは、ベースバイアス電位を示す。
【0132】
このようなアンプは、例えば、その動作周波数が0.8GHz以上であり、このような高周波帯域に対応するためには、バイポーラトランジスタ特性の向上を図る必要がある。
【0133】
従って、実施の形態1および2で説明したHBTは、図27に示すバイポーラトランジスタ(HBT)部に用いて好適である。
【0134】
即ち、バイポーラトランジスタのベース・コレクタ容量の低減により、アンプの電流付加効率や電流利得などを向上させることができる。
【0135】
以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
【0136】
また、前記実施の形態においては、npn型のバイポーラトランジスタについて説明したが、pnp型のバイポーラトランジスタにも本発明を適用可能である。また、GaAs基板上に形成されたバイポーラトランジスタについて説明したが、他の化合物半導体を用いてもよい。例えば前記実施の形態においては、GaAs基板を用いエミッタ半導体層がInGaPの場合について説明したが、エミッタ半導体層をAlGaAs(アルミニウムガリウムヒ素)層としてもよい。また、InP(インジウム燐)基板を用い、ベース層をInGaAsとし、エミッタ層をInPないしInAlAsとしてもよい。また、SiやSiGeを用いたバイポーラトランジスタに適用することも可能である。例えば、ベース層をSiGeとし、エミッタ層をSiとしてもよい。
【0137】
【発明の効果】
本願によって開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、以下の通りである。
【0138】
バイポーラトランジスタの特性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態1の半導体装置(HBT)の製造方法を示す基板の要部断面図である。
【図2】本発明の実施の形態1の半導体装置(HBT)の製造方法を示す基板の要部断面図である。
【図3】本発明の実施の形態1の半導体装置(HBT)の製造方法を示す基板の要部平面図である。
【図4】本発明の実施の形態1の半導体装置(HBT)の製造方法を示す基板の要部平面図である。
【図5】本発明の実施の形態1の半導体装置(HBT)の製造方法を示す基板の要部断面図である。
【図6】本発明の実施の形態1の半導体装置(HBT)の製造方法を示す基板の要部断面図である。
【図7】本発明の実施の形態1の半導体装置(HBT)の製造方法を示す基板の要部平面図である。
【図8】本発明の実施の形態1の半導体装置(HBT)の製造方法を示す基板の要部断面図である。
【図9】本発明の実施の形態1の半導体装置(HBT)の製造方法を示す基板の要部平面図である。
【図10】本発明の実施の形態1の半導体装置(HBT)の製造方法を示す基板の要部断面図である。
【図11】本発明の実施の形態1の半導体装置(HBT)の製造方法を示す基板の要部平面図である。
【図12】本発明の実施の形態1の効果を説明するための半導体装置(HBT)の製造方法を示す基板の要部平面図である。
【図13】本発明の実施の形態1の効果を説明するための半導体装置(HBT)の製造方法を示す基板の要部平面図である。
【図14】本発明の実施の形態1の効果を説明するための半導体装置(HBT)の製造方法を示す基板の要部断面図である。
【図15】本発明の実施の形態1の効果を説明するための半導体装置(HBT)の製造方法を示す基板の要部平面図である。
【図16】本発明の実施の形態1の効果を説明するための半導体装置(HBT)の製造方法を示す基板の要部断面図である。
【図17】本発明の実施の形態1の効果を説明するための半導体装置(HBT)の製造方法を示す基板の要部断面図である。
【図18】本発明の実施の形態1の効果を説明するための半導体装置(HBT)の製造方法を示す基板の要部断面図である。
【図19】本発明の実施の形態1の効果を説明するための半導体装置(HBT)の製造方法を示す基板の要部断面図である。
【図20】本発明の実施の形態1の半導体装置(HBT)のベースメサの形状を説明するための基板の要部平面図である。
【図21】本発明の実施の形態1の半導体装置(HBT)のベースメサの形状を説明するための基板の要部平面図である。
【図22】本発明の実施の形態2の半導体装置(HBT)を示す基板の要部平面図である。
【図23】本発明の実施の形態2の他の半導体装置(HBT)を示す基板の要部平面図である。
【図24】本発明の実施の形態3の半導体装置(HBT)を示す基板の要部平面図である。
【図25】本発明の実施の形態3の他の半導体装置(HBT)を示す基板の要部平面図である。
【図26】本発明の実施の形態3の他の半導体装置(HBT)を示す基板の要部平面図である。
【図27】本発明の半導体装置(HBT)が用いられるアンプの一例を示す回路図である。
【符号の説明】
1 基板(半絶縁性GaAs基板)
2 n型GaAs層(サブコレクタ層)
3 n型GaAs層(コレクタ層)
4 p型GaAs層(ベース層)
4a ベースメサ
5 n型InGaP層(エミッタ層)
6a エミッタメサ
6A、6B エミッタメサ
7 エミッタ電極
8 ベース電極
8a 反応部
9 絶縁膜
10 異常エッチング部
13 絶縁膜
15 コレクタ電極
17 絶縁膜
19 絶縁膜
21 絶縁膜
51、55 増幅回路
57 バイアス回路
B、C、D、F 異常エッチングの発生箇所
BE ベース電極とエミッタメサとが対向している領域
BEL1〜BEL8 ベース電極の平面パターンを構成する辺
BML1〜BML4 合成平面パターン(ベースメサの平面パターン)を構成する辺
CM1、CM3 コンデンサ
EML1〜EML8 エミッタメサの平面パターンを構成する辺
LM1、LM3 コイル
Lb1 辺BML1と辺BEL5との距離
Lb2 辺BML2と辺BEL2との距離
Lb3 辺BML3と辺BEL3との距離
Lb4 辺BML4と辺BEL4との距離
LbFa、LbFb、LbFc、LbFd ベース電極から突起領域端部までの距離
Le1 辺BML1と辺EML1との距離
Le4 辺BML4と辺EML4との距離
LeFa、LeFb、LeFc エミッタメサから突起領域端部までの距離
M1b ベース引き出し配線
M1c コレクタ引き出し配線
M1e エミッタ引き出し配線
M2e エミッタ引き出し配線
P2a、P2b、P2c 突起領域
P3a、P3b、P3c 突起領域
PA 合成平面パターン
Pa、Pb、Pc、Pd 突起領域
R レジスト膜

Claims (30)

  1. コレクタ、ベースおよびエミッタからなるバイポーラトランジスタであって、
    (a)前記コレクタ上に形成され、前記ベースを形成するベースメサと、
    (b)前記ベースメサ上に形成され、前記エミッタを形成するエミッタメサと、
    (c)前記ベースメサ上に形成され第1方向に延在するベース電極と、
    を有し、
    (d)前記ベースメサは、前記ベース電極の延在する方向に突起領域を有することを特徴とするバイポーラトランジスタ。
  2. 前記ベース電極を構成する第1辺は、前記エミッタメサを構成する第2辺と対向しており、
    前記第1辺の前記突起領域側の端部と前記突起領域の端部との距離は、前記ベースメサの高さに0.3μmを加えた長さ以上であることを特徴とする請求項1記載のバイポーラトランジスタ。
  3. コレクタ、ベースおよびエミッタからなるバイポーラトランジスタであって、
    (a)前記コレクタ上に形成され、前記ベースを形成するベースメサであって、
    第1〜第4ベースメサ辺を有し、前記第1ベースメサ辺と前記第3ベースメサ辺、前記第3ベースメサ辺と前記第2ベースメサ辺、前記第2ベースメサ辺と前記第4ベースメサ辺および前記第4ベースメサ辺と前記第1ベースメサ辺がそれぞれ交わる方向に延在するベースメサと、
    (b)前記ベースメサ上に形成され、前記エミッタを形成するエミッタメサであって、第1〜第4エミッタメサ辺を有し、前記第1エミッタメサ辺と前記第3エミッタメサ辺、前記第3エミッタメサ辺と前記第2エミッタメサ辺、前記第2エミッタメサ辺と前記第4エミッタメサ辺および前記第4エミッタメサ辺と前記第1エミッタメサ辺がそれぞれ交わる方向に延在するエミッタメサと、
    (c)前記ベースメサ上に形成され、第1〜第4ベース電極辺を有し、前記第1ベース電極辺と前記第3ベース電極辺、前記第3ベース電極辺と前記第2ベース電極辺、前記第2ベース電極辺と前記第4ベース電極辺および前記第4ベース電極辺と前記第1ベース電極辺がそれぞれ交わる方向に延在するベース電極とを有し、
    (d1)前記第2エミッタメサ辺は、前記第1ベース電極辺と対向し、
    (d2)前記第2ベースメサ辺は、前記第2ベース電極辺に沿って配置され、
    (d3)前記第4ベースメサ辺は、前記第2エミッタメサ辺、前記第1ベース電極辺、前記第2ベースメサ辺および前記第2ベース電極辺と交わる方向に延在し、
    (d4)前記第2ベースメサ辺と前記第2ベース電極辺との第1距離より、前記第1ベース電極辺の前記第4ベースメサ辺の側の端部と前記第4ベースメサ辺との第2距離が大きいことを特徴とするバイポーラトランジスタ。
  4. コレクタ、ベースおよびエミッタからなるバイポーラトランジスタであって、
    (a)前記コレクタ上の第1領域および前記第1領域に接するよう配置された突起領域に形成され、前記ベースを形成するベースメサであって、
    前記第1領域は、第1〜第4辺を有し、前記第1辺と前記第3辺、前記第3辺と前記第2辺、前記第2辺と前記第4辺および前記第4辺と前記第1辺がそれぞれ交わる方向に延在し、
    (b)前記ベースメサ上に形成され、前記エミッタを形成するエミッタメサであって、第1〜第4エミッタメサ辺を有し、前記第1エミッタメサ辺と前記第3エミッタメサ辺、前記第3エミッタメサ辺と前記第2エミッタメサ辺、前記第2エミッタメサ辺と前記第4エミッタメサ辺および前記第4エミッタメサ辺と前記第1エミッタメサ辺がそれぞれ交わる方向に延在するエミッタメサと、
    (c)前記ベースメサ上に形成され、第1〜第4ベース電極辺を有し、前記第1ベース電極辺と前記第3ベース電極辺、前記第3ベース電極辺と前記第2ベース電極辺、前記第2ベース電極辺と前記第4ベース電極辺および前記第4ベース電極辺と前記第1ベース電極辺がそれぞれ交わる方向に延在するベース電極と、を有し、
    (d1)前記第2エミッタメサ辺は、前記第1ベース電極辺と対向し、
    (d2)前記第2辺は、前記第2ベース電極辺に沿って配置され、
    (d3)前記第4辺は、前記第2エミッタメサ辺、前記第1ベース電極辺、前記第2辺および前記第2ベース電極辺と交わる方向に延在し、
    (d4)前記突起領域は、前記第2ベース電極辺と前記第2辺との第1距離より、前記第1ベース電極辺の前記第4辺側の端部、もしくは前記第1ベース電極辺と前記第4辺が交差する場合はその交点と、前記突起領域の端部との第2距離が大きくなるよう前記第1領域の前記第4辺側に設けられていることを特徴とするバイポーラトランジスタ。
  5. 前記ベースメサおよび前記エミッタメサは略矩形状であることを特徴とする請求項4記載のバイポーラトランジスタ。
  6. 前記突起領域は前記第4辺に沿って延在している、もしくは前記突起領域は前記第1ベース電極辺の前記端部近傍にのみ位置することを特徴とする請求項4記載のバイポーラトランジスタ。
  7. (e)前記ベース電極は、略L字状であり、さらに、第5および第6ベース電極辺を有し、前記第3ベース電極辺は、前記第3辺に沿って配置され、前記第3ベース電極辺と前記第3辺との第3距離より、前記第2距離は大きいことを特徴とする請求項4記載のバイポーラトランジスタ。
  8. 前記第2距離は、前記ベースメサの高さに0.3μmを加えた長さ以上であることを特徴とする請求項4記載のバイポーラトランジスタ。
  9. 前記第1距離は、前記第2辺が前記第2ベース電極辺より外側に位置する場合は正であり、前記第2ベース電極辺が前記第2辺と重なる場合は0(ゼロ)であり、前記第2ベース電極辺が前記第2辺より外側に位置する場合は負となることを特徴とする請求項4記載のバイポーラトランジスタ。
  10. 前記ベースメサは、前記第1領域、前記突起領域および他の突起領域に形成され、
    前記他の突起領域は、前記第1ベース電極辺の前記端部と前記他の突起領域の端部との第3距離が、前記第1距離より大きくなるよう前記第1領域の前記第2辺側に設けられることを特徴とする請求項4記載のバイポーラトランジスタ。
  11. 前記第3距離は、前記ベースメサの高さに0.3μmを加えた長さ以上であることを特徴とする請求項10記載のバイポーラトランジスタ。
  12. 前記バイポーラトランジスタは、ヘテロ接合型バイポーラトランジスタであり、前記ベースメサは、ガリウムヒ素(GaAs)もしくはインジウム燐(InP)よりなることを特徴とする請求項4記載のバイポーラトランジスタ。
  13. 前記ベース電極の最下層は白金(Pt)膜と化合物半導体との合金層であることを特徴とする請求項4記載のバイポーラトランジスタ。
  14. 前記ヘテロ接合型バイポーラトランジスタは、その動作周波数が0.8GHz以上の高周波増幅回路に用いられることを特徴とする請求項12記載のバイポーラトランジスタ。
  15. 前記バイポーラトランジスタは、ヘテロ接合型バイポーラトランジスタであり、前記ベースメサは、シリコンゲルマニウム(SiGe)よりなることを特徴とする請求項4記載のバイポーラトランジスタ。
  16. コレクタ、ベースおよびエミッタからなるバイポーラトランジスタであって、
    (a)前記コレクタ上に形成され、前記ベースを形成するベースメサと、
    (b)前記ベースメサ上に形成され、第1方向に延在し、前記エミッタを形成するエミッタメサと、
    (c)前記ベースメサ上に形成されたベース電極と、
    を有し、
    (d)前記ベースメサは、前記エミッタメサの延在する方向に突起領域を有することを特徴とするバイポーラトランジスタ。
  17. 前記ベース電極を構成する第1辺は、前記エミッタメサを構成する第2辺と対向しており、
    前記第2辺の前記突起領域側の端部と前記突起領域の端部との距離は、前記ベースメサの高さに0.3μmを加えた長さ以上であることを特徴とする請求項16記載のバイポーラトランジスタ。
  18. コレクタ、ベースおよびエミッタからなるバイポーラトランジスタであって、
    (a)前記コレクタ上に形成され、前記ベースを形成するベースメサであって、
    第1〜第4ベースメサ辺を有し、前記第1ベースメサ辺と前記第3ベースメサ辺、前記第3ベースメサ辺と前記第2ベースメサ辺、前記第2ベースメサ辺と前記第4ベースメサ辺および前記第4ベースメサ辺と前記第1ベースメサ辺がそれぞれ交わる方向に延在するベースメサと、
    (b)前記ベースメサ上に形成され、前記エミッタを形成するエミッタメサであって、第1〜第4エミッタメサ辺を有し、前記第1エミッタメサ辺と前記第3エミッタメサ辺、前記第3エミッタメサ辺と前記第2エミッタメサ辺、前記第2エミッタメサ辺と前記第4エミッタメサ辺および前記第4エミッタメサ辺と前記第1エミッタメサ辺がそれぞれ交わる方向に延在するエミッタメサと、
    (c)前記ベースメサ上に形成され、第1〜第4ベース電極辺を有し、前記第1ベース電極辺と前記第3ベース電極辺、前記第3ベース電極辺と前記第2ベース電極辺、前記第2ベース電極辺と前記第4ベース電極辺および前記第4ベース電極辺と前記第1ベース電極辺がそれぞれ交わる方向に延在するベース電極とを有し、
    (d1)前記第2エミッタメサ辺は、前記第1ベース電極辺と対向し、
    (d2)前記第1ベースメサ辺は、前記第1エミッタメサ辺に沿って配置され、
    (d3)前記第4ベースメサ辺は、前記第2エミッタメサ辺、前記第1ベース電極辺、前記第1ベースメサ辺および前記第1エミッタメサ辺と交わる方向に延在し、
    (d4)前記第1ベースメサ辺と前記第1エミッタメサ辺との第1距離より、前記第2エミッタメサ辺の前記第4ベースメサ辺側の端部と前記第4ベースメサ辺との第2距離が大きいことを特徴とするバイポーラトランジスタ。
  19. コレクタ、ベースおよびエミッタからなるバイポーラトランジスタであって、
    (a)前記コレクタ上の第1領域および前記第1領域に接するよう配置された突起領域に形成され、前記ベースを形成するベースメサであって、
    前記第1領域は、第1〜第4辺を有し、前記第1辺と前記第3辺、前記第3辺と前記第2辺、前記第2辺と前記第4辺および前記第4辺と前記第1辺がそれぞれ交わる方向に延在し、
    (b)前記ベースメサ上に形成され、前記エミッタを形成するエミッタメサであって、第1〜第4エミッタメサ辺を有し、前記第1エミッタメサ辺と前記第3エミッタメサ辺、前記第3エミッタメサ辺と前記第2エミッタメサ辺、前記第2エミッタメサ辺と前記第4エミッタメサ辺および前記第4エミッタメサ辺と前記第1エミッタメサ辺がそれぞれ交わる方向に延在するエミッタメサと、
    (c)前記ベースメサ上に形成され、第1〜第4ベース電極辺を有し、前記第1ベース電極辺と前記第3ベース電極辺、前記第3ベース電極辺と前記第2ベース電極辺、前記第2ベース電極辺と前記第4ベース電極辺および前記第4ベース電極辺と前記第1ベース電極辺がそれぞれ交わる方向に延在するベース電極と、を有し、
    (d1)前記第2エミッタメサ辺は、前記第1ベース電極辺と対向し、
    (d2)前記第1辺は、前記第1エミッタメサ辺に沿って配置され、
    (d3)前記第4辺は、前記第2エミッタメサ辺、前記第1ベース電極辺、前記第1辺および前記第1エミッタメサ辺と交わる方向に延在し、
    (d4)前記突起領域は、前記第1辺と前記第1エミッタメサ辺との第1距離より、前記第2エミッタメサ辺の前記第4辺側の端部、もしくは前記第2エミッタメサ辺と前記第4辺が交差する場合はその交点と、前記突起領域の端部との第2距離が大きくなるよう前記第1領域の前記第4辺側に設けられていることを特徴とするバイポーラトランジスタ。
  20. 前記ベースメサおよび前記エミッタメサは略矩形状であることを特徴とする請求項19記載のバイポーラトランジスタ。
  21. 前記第2距離は、前記ベースメサの高さに0.3μmを加えた長さ以上であることを特徴とする請求項19記載のバイポーラトランジスタ。
  22. 前記バイポーラトランジスタは、ヘテロ接合型バイポーラトランジスタであり、前記ベースメサは、ガリウムヒ素(GaAs)もしくはインジウム燐(InP)よりなることを特徴とする請求項19記載のバイポーラトランジスタ。
  23. 前記ヘテロ接合型バイポーラトランジスタは、その動作周波数が0.8GHz以上の高周波増幅回路に用いられることを特徴とする請求項22記載のバイポーラトランジスタ。
  24. コレクタ、ベースおよびエミッタからなるバイポーラトランジスタを形成する工程であって、
    (a)第1〜第4辺を有し、前記第1辺と前記第3辺、前記第3辺と前記第2辺、前記第2辺と前記第4辺および前記第4辺と前記第1辺がそれぞれ交わる方向に延在する第1領域上に、
    (a1)前記エミッタを形成するエミッタメサであって、第1〜第4エミッタメサ辺を有し、前記第1エミッタメサ辺と前記第3エミッタメサ辺、前記第3エミッタメサ辺と前記第2エミッタメサ辺、前記第2エミッタメサ辺と前記第4エミッタメサ辺および前記第4エミッタメサ辺と前記第1エミッタメサ辺がそれぞれ交わる方向に延在するエミッタメサと、
    (a2)第1〜第4ベース電極辺を有し、前記第1ベース電極辺と前記第3ベース電極辺、前記第3ベース電極辺と前記第2ベース電極辺、前記第2ベース電極辺と前記第4ベース電極辺および前記第4ベース電極辺と前記第1ベース電極辺がそれぞれ交わる方向に延在するベース電極とを、
    (a3)前記第2エミッタメサ辺が、前記第1ベース電極辺と対向し、
    (a4)前記第2辺が、前記第2ベース電極辺に沿って配置され、
    (a5)前記第4辺が、前記第2エミッタメサ辺、前記第1ベース電極辺、前記第2辺および前記第2ベース電極辺と交わる方向に延在するよう形成する工程と、
    (b)前記エミッタメサおよび前記ベース電極の上部の前記第1領域および前記第1領域に接するよう配置された突起領域にマスク膜を形成する工程であって、
    (b1)前記突起領域は、前記第2ベース電極辺と前記第2辺との第1距離より、前記第1ベース電極辺の前記第4辺側の端部、もしくは前記第1ベース電極辺と前記第4辺が交差する場合はその交点と、前記突起領域の端部との第2距離が大きくなるよう前記第1領域の前記第4辺側に設けられ、
    (c)前記マスク膜をマスクに前記エミッタメサおよび前記ベース電極の下層の半導体層をエッチングすることにより前記ベースを構成するベースメサを形成する工程と、
    (d)前記ベースメサの下層に前記コレクタを形成する工程と、
    を有することを特徴とするバイポーラトランジスタの製造方法。
  25. 前記第2距離は、前記エッチングの量に0.3μmを加えた長さ以上であることを特徴とする請求項24記載のバイポーラトランジスタの製造方法。
  26. 前記マスク膜は、前記第1領域、前記突起領域および他の突起領域に形成され、
    前記他の突起領域は、前記第1ベース電極辺の前記端部と前記他の突起領域の端部との第3距離が、前記第1距離より大きくなるよう前記第1領域の前記第2辺側に設けられることを特徴とする請求項24記載のバイポーラトランジスタの製造方法。
  27. 前記第3距離は、前記エッチングの量に0.3μmを加えた長さ以上であることを特徴とする請求項26記載のバイポーラトランジスタの製造方法。
  28. 前記ベース電極の最下層は白金(Pt)膜と化合物半導体との合金層であることを特徴とする請求項24記載のバイポーラトランジスタの製造方法。
  29. コレクタ、ベースおよびエミッタからなるバイポーラトランジスタを形成する工程であって、
    (a)第1〜第4辺を有し、前記第1辺と前記第3辺、前記第3辺と前記第2辺、前記第2辺と前記第4辺および前記第4辺と前記第1辺がそれぞれ交わる方向に延在する第1領域上に、
    (a1)前記エミッタを形成するエミッタメサであって、第1〜第4エミッタメサ辺を有し、前記第1エミッタメサ辺と前記第3エミッタメサ辺、前記第3エミッタメサ辺と前記第2エミッタメサ辺、前記第2エミッタメサ辺と前記第4エミッタメサ辺および前記第4エミッタメサ辺と前記第1エミッタメサ辺がそれぞれ交わる方向に延在するエミッタメサと、
    (a2)第1〜第4ベース電極辺を有し、前記第1ベース電極辺と前記第3ベース電極辺、前記第3ベース電極辺と前記第2ベース電極辺、前記第2ベース電極辺と前記第4ベース電極辺および前記第4ベース電極辺と前記第1ベース電極辺がそれぞれ交わる方向に延在するベース電極とを、
    (a3)前記第2エミッタメサ辺が、前記第1ベース電極辺と対向し、
    (a4)前記第1辺が、前記第1エミッタメサ辺に沿って配置され、
    (a5)前記第4辺が、前記第2エミッタメサ辺、前記第1ベース電極辺、前記第1辺および前記第1エミッタメサ辺と交わる方向に延在するよう形成する工程と、
    (b)前記エミッタメサおよび前記ベース電極の上部の前記第1領域および前記第1領域に接するよう配置された突起領域にマスク膜を形成する工程であって、
    (b1)前記突起領域は、前記第1エミッタメサ辺と前記第1辺との第1距離より、前記第2エミッタメサ辺の前記第4辺側の端部、もしくは前記第2エミッタメサ辺と前記第4辺が交差する場合はその交点と、前記突起領域の端部との第2距離が大きくなるよう前記第1領域の前記第4辺側に設けられ、
    (c)前記マスク膜をマスクに前記エミッタメサおよび前記ベース電極の下層の半導体層をエッチングすることにより前記ベースを構成するベースメサを形成する工程と、
    (d)前記ベースメサの下層に前記コレクタを形成する工程と、
    を有することを特徴とするバイポーラトランジスタの製造方法。
  30. 前記第2距離は、前記エッチングの量に0.3μmを加えた長さ以上であることを特徴とする請求項29記載のバイポーラトランジスタの製造方法。
JP2003123606A 2003-04-28 2003-04-28 バイポーラトランジスタおよびその製造方法 Withdrawn JP2004327904A (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003123606A JP2004327904A (ja) 2003-04-28 2003-04-28 バイポーラトランジスタおよびその製造方法
US10/833,142 US7256433B2 (en) 2003-04-28 2004-04-28 Bipolar transistor and a method of manufacturing the same
US11/775,716 US20070257332A1 (en) 2003-04-28 2007-07-10 Bipolar transistor and a method of manufacturing the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003123606A JP2004327904A (ja) 2003-04-28 2003-04-28 バイポーラトランジスタおよびその製造方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2004327904A true JP2004327904A (ja) 2004-11-18

Family

ID=33296674

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2003123606A Withdrawn JP2004327904A (ja) 2003-04-28 2003-04-28 バイポーラトランジスタおよびその製造方法

Country Status (2)

Country Link
US (2) US7256433B2 (ja)
JP (1) JP2004327904A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8457451B2 (en) 2009-04-27 2013-06-04 Mitsubishi Electric Corporation Semiconductor optical element
US9627503B2 (en) 2013-07-31 2017-04-18 Murata Manufacturing Co., Ltd Bipolar transistor, semiconductor device, and bipolar transistor manufacturing method

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004327904A (ja) * 2003-04-28 2004-11-18 Renesas Technology Corp バイポーラトランジスタおよびその製造方法
US20090065811A1 (en) * 2007-09-07 2009-03-12 Ping-Chih Chang Semiconductor Device with OHMIC Contact and Method of Making the Same
US20130256756A1 (en) * 2012-03-27 2013-10-03 Freescale Semiconductor, Inc. Integrated circuit having a staggered heterojunction bipolar transistor array
JP2019054120A (ja) * 2017-09-15 2019-04-04 株式会社村田製作所 バイポーラトランジスタ及び高周波パワーアンプモジュール

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5298438A (en) * 1992-08-31 1994-03-29 Texas Instruments Incorporated Method of reducing extrinsic base-collector capacitance in bipolar transistors
US5434091A (en) * 1992-10-30 1995-07-18 Texas Instruments Incorporated Method for making collector up bipolar transistors having reducing junction capacitance and increasing current gain
US5445976A (en) * 1994-08-09 1995-08-29 Texas Instruments Incorporated Method for producing bipolar transistor having reduced base-collector capacitance
US5702958A (en) * 1994-08-09 1997-12-30 Texas Instruments Incorporated Method for the fabrication of bipolar transistors
US5907165A (en) * 1998-05-01 1999-05-25 Lucent Technologies Inc. INP heterostructure devices
JP3634976B2 (ja) * 1999-03-11 2005-03-30 株式会社日立製作所 半導体装置,その製造方法,高周波電力増幅装置および無線通信装置
JP3509682B2 (ja) * 2000-01-31 2004-03-22 シャープ株式会社 ヘテロ接合バイポーラトランジスタおよびその製造方法、並びに、通信装置
FR2805081B1 (fr) * 2000-02-14 2002-10-11 Cit Alcatel Procede de fabrication de transistor bipolaire a double heterojonction sur materiau iii-v
JP2001230261A (ja) 2000-02-16 2001-08-24 Nec Corp 半導体装置及びその製造方法
JP2004327904A (ja) * 2003-04-28 2004-11-18 Renesas Technology Corp バイポーラトランジスタおよびその製造方法

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8457451B2 (en) 2009-04-27 2013-06-04 Mitsubishi Electric Corporation Semiconductor optical element
US9627503B2 (en) 2013-07-31 2017-04-18 Murata Manufacturing Co., Ltd Bipolar transistor, semiconductor device, and bipolar transistor manufacturing method
US10236237B2 (en) 2013-07-31 2019-03-19 Murata Manufacturing Co., Ltd. Bipolar transistor, semiconductor device, and bipolar transistor manufacturing method
US10468335B2 (en) 2013-07-31 2019-11-05 Murata Manufacturing Co., Ltd. Bipolar transistor, semiconductor device, and bipolar transistor manufacturing method

Also Published As

Publication number Publication date
US20040212044A1 (en) 2004-10-28
US20070257332A1 (en) 2007-11-08
US7256433B2 (en) 2007-08-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20060108665A1 (en) Semiconductor device, manufacturing method of the same, and electronic device
US5485025A (en) Depleted extrinsic emitter of collector-up heterojunction bipolar transistor
TW483171B (en) Ultra high speed heterojunction bipolar transistor having a cantilevered base.
US7378690B2 (en) Method for forming patterns on a semiconductor device using a lift off technique
US7001819B2 (en) Semiconductor device and power amplifier using the same
US20200052078A1 (en) Low collector contact resistance heterojunction bipolar transistors
TW201911525A (zh) 半導體裝置
US20070257332A1 (en) Bipolar transistor and a method of manufacturing the same
JP2003243527A (ja) 半導体装置の製造方法
JP3507828B2 (ja) ヘテロ接合バイポーラトランジスタ及びその製造方法
Hussain et al. First demonstration of sub-0.25/spl mu/m-width emitter InP-DHBTs with> 400 GHz f/sub t/and> 400 GHz f/sub max
US20040155262A1 (en) Self-aligned bipolar transistor
JPH05136159A (ja) ヘテロ接合型バイポーラトランジスタ及びその製造方法
US11631758B2 (en) Semiconductor device
JP2003303827A (ja) 半導体装置及びその製造方法
JP7480854B2 (ja) ヘテロ接合バイポーラトランジスタおよびその製造方法
JP2005101134A (ja) 半導体装置およびその製造方法
JP3386361B2 (ja) ヘテロ接合バイポーラトランジスタ及びその製造方法
JP3279269B2 (ja) ヘテロ接合バイポーラトランジスタ及びその製造方法
JP3558881B2 (ja) 半導体素子の製造方法
JP3715477B2 (ja) バイポーラトランジスタ
JP2005101402A (ja) 半導体装置およびその製造方法
JP3221646B2 (ja) ヘテロ接合バイポーラトランジスタ
JP2002231933A (ja) ヘテロ接合バイポーラトランジスタの製造方法並びにヘテロ接合バイポーラトランジスタ及びそれを含む集積回路
CN115662895A (zh) 一种砷化镓hbt干法刻蚀斜坡的制作方法

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20060407

A761 Written withdrawal of application

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761

Effective date: 20071116