JP2007005616A - 半導体装置及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 半絶縁性基板1の上にエピタキシャル成長法によって、サブコレクタ層2、コレクタ層3、ベース層4、エミッタ層5、エミッタキャップ層6の構成材料層を形成し、これらの一部をメサ構造に加工してHBT10を形成する。また、別の領域をメサ形状に加工して、それぞれ、PINダイオードのn型層16aと16b、i型層15aと15bおよびp型層14とする。このうち、i型層15aと15bは、エミッタ構成材料層15に不活性化イオンを注入して高抵抗化して形成する。
【選択図】 図1
Description
前記ダイオード素子が、前記エミッタ層と同一の構成材料層の導電性の変更と、その パターニングとによって得られた導電領域を有している
ことを特徴とする、半導体装置に係わり、また、この半導体装置の製造方法であって、
少なくとも、前記サブコレクタ層、前記コレクタ層、前記ベース層及び前記エミッタ 層の構成材料層を、この順で基体に積層する工程と、
前記エミッタ層の前記構成材料層の一部の領域の導電性を変更して導電性変更領域を 形成する工程と、
前記構成材料層をパターニングして、少なくとも、前記サブコレクタ層、前記コレク タ層、前記ベース層及び前記エミッタ層からなるヘテロ接合半導体素子を形成する工程 と、
前記導電性変更領域によって前記ダイオード素子の前記導電領域を形成する工程と、
を有する、半導体装置の製造方法に係わるものである。
実施の形態1では、主として請求項1〜3および5に記載した半導体装置、および請求項12および13に記載した半導体装置の製造方法に関わる例として、前記ヘテロ接合半導体素子であるヘテロ接合バイポーラトランジスタ(HBT)と、前記ダイオード素子とが集積された半導体装置およびその製造方法について説明する。このダイオード素子は、例えば、HBTの保護ダイオードとして好適なものである。なお、本明細書中では、発明の主旨に照らして、同じ目的をもって設けられ、同等の機能を有する部材は、形状や大きさが多少異なっていても同じ指示番号で指示するものとする。
実施の形態1では、主として請求項1、2、4、および5または6に記載した半導体装置、および請求項12〜14に記載した半導体装置の製造方法に関わる例として、前記ヘテロ接合半導体素子であるヘテロ接合バイポーラトランジスタ(HBT)と、前記ダイオード素子とが集積された半導体装置およびその製造方法について説明する。このダイオード素子は、例えば、HBTの保護ダイオードとして好適なものである。実施の形態2では、前記ダイオード素子をPINダイオードではなくpn接合ダイオードとして形成する点だけが実施の形態1と異なっている。それ以外については実施の形態1と同じであるので、主として相違点について説明する。
2…サブコレクタ層(例えば、n+型InGaAs層)、
3…コレクタ層(例えば、n-型InP層)、
4…ベース層(例えば、p+型InGaAs層)、
5…エミッタ層(例えば、n型InP層)、
6…エミッタキャップ層(例えば、n+型InGaAs層)、7…コレクタ電極、
8…ベース電極、9…エミッタ電極、10…HBT素子、
12…パターニングされたサブコレクタ構成材料層、
13…パターニングされたコレクタ構成材料層、14…p型層、
15、15a、15b…i型層、16、16a、16b…n型層、
17、17a、17b…n電極、18…p電極、20…ダイオード素子、
27…コレクタ端子、28…ベース端子、29…エミッタ端子、
30、40…ダイオード素子、35、35a、35b…n型層、
36、36a、36b…n型コンタクト層、42…サブコレクタ構成材料層、
43…コレクタ構成材料層、44…ベース構成材料層、45…エミッタ構成材料層、
46…エミッタキャップ構成材料層、55…高抵抗化されたエミッタ構成材料層、
65…キャリア濃度が低減されたエミッタ構成材料層、71、75…マスク、
72…開口部、73〜74、76…フォトレジスト、101…基板、
102…サブコレクタ層、103…コレクタ層、104…ベース層、
105…エミッタ層、106…エミッタキャップA層、107…エミッタキャップB層、
108…エミッタ電極、109…ベース電極、110…コレクタ電極、
111…素子分離領域、112…n層、113…i層、114…p層、
119…p層電極、120…n層電極、141…HBT、142…PINダイオード
Claims (14)
- 少なくとも、サブコレクタ層、コレクタ層、ベース層及びエミッタ層が、この順で基体に積層されてなるヘテロ接合半導体素子と;ダイオード素子と;を具備する半導体装置において、
前記ダイオード素子が、前記エミッタ層と同一の構成材料層の導電性の変更と、その パターニングとによって得られた導電領域を有している
ことを特徴とする、半導体装置。 - 前記ダイオード素子が、前記ヘテロ接合半導体素子の保護ダイオードとして設けられている、請求項1に記載した半導体装置。
- 前記ダイオード素子が、高抵抗化された前記導電領域をi型層とし、エミッタキャップ層および前記ベース層と同一の各構成材料層をパターニングしてそれぞれ得られた層を第1導電型層および第2導電型層とするpinダイオードとして構成されている、請求項1又は2に記載した半導体装置。
- 前記ダイオード素子が、キャリア濃度が低減された前記導電領域を第1導電型層とし、前記ベース層と同一の構成材料層をパターニングして得られた層を第2導電型層とするpn接合ダイオードとして構成されている、請求項1又は2に記載した半導体装置。
- 前記導電領域は、不活性化イオンの注入によって、高抵抗化されるか若しくはキャリア濃度が低減されている、請求項3又は4に記載した半導体装置。
- 前記導電領域は、前記エミッタ層の前記構成材料層とは逆導電型の不純物の導入によって、キャリア濃度が低減されている、請求項4に記載した半導体装置。
- 前記基体が化合物半導体からなる、請求項1に記載した半導体装置。
- 前記基体がインジウム・リンInP又はガリウム・ヒ素GaAsからなる、請求項7に記載した半導体装置。
- 前記ヘテロ接合半導体素子が、エピタキシャル成長によって前記基体に形成された半導体層からなる、請求項1に記載した半導体装置。
- 前記ヘテロ接合半導体素子が、インジウム・リン又はガリウム・ヒ素に格子整合する半導体層によって形成されている、請求項8又は9に記載した半導体装置。
- 前記ヘテロ接合半導体素子が、へテロ接合バイポーラトランジスタとして構成されている、請求項10に記載した半導体装置。
- 請求項1に記載した半導体装置の製造方法であって、
少なくとも、前記サブコレクタ層、前記コレクタ層、前記ベース層及び前記エミッタ 層の構成材料層を、この順で基体に積層する工程と、
前記エミッタ層の前記構成材料層の一部の領域の導電性を変更して導電性変更領域を 形成する工程と、
前記構成材料層をパターニングして、少なくとも、前記サブコレクタ層、前記コレク タ層、前記ベース層及び前記エミッタ層からなるヘテロ接合半導体素子を形成する工程 と、
前記導電性変更領域によって前記ダイオード素子の前記導電領域を形成する工程と、
を有する、半導体装置の製造方法。 - 請求項2〜11のいずれか1項に記載した半導体装置を製造する、請求項12に記載した半導体装置の製造方法。
- 前記エミッタ層の前記構成材料層とは逆導電型の不純物の導入によって、キャリア濃度が低減されている前記反対導電型の不純物を導入した後、前記導電性変更領域を形成するために、高速アニール処理(RTA;Rapid Thermal Anneal)によって活性化を行う、請求項13に記載した半導体装置の製造方法。
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