JP2714096B2 - Semiconductor device and manufacturing method thereof - Google Patents

Semiconductor device and manufacturing method thereof

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JP2714096B2 JP832889A JP832889A JP2714096B2 JP 2714096 B2 JP2714096 B2 JP 2714096B2 JP 832889 A JP832889 A JP 832889A JP 832889 A JP832889 A JP 832889A JP 2714096 B2 JP2714096 B2 JP 2714096B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 (産業上の利用分野) 本発明は、半導体装置およびその製造方法に係り、特
にp型の化合物半導体層へのオーミックコンタクトの形
成に関する。
The present invention relates to a semiconductor device and a method for manufacturing the same, and more particularly, to forming an ohmic contact with a p-type compound semiconductor layer.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

異種の半導体材料を接合させ、ヘテロ接合を形成して
なるヘテロ接合バイポーラトランジスタは、単一材料を
用いて作られるホモ接合バイポーラトランジスタと比べ
て、高周波特性、スイッチング特性に優れ、マイクロ波
用トランジスタ、高速論理回路用トランジスタ、高速ア
ナログ回路用トランジスタとして極めて有望である。
Heterojunction bipolar transistors formed by joining heterogeneous semiconductor materials to form a heterojunction have superior high-frequency characteristics and switching characteristics compared to homojunction bipolar transistors made using a single material. It is very promising as a transistor for high-speed logic circuits and a transistor for high-speed analog circuits.

しかしながら、良好な界面特性をもつヘテロ接合の形
成が困難であること、各層へのドーピング量が綿密に制
御された多層薄膜の形成は極めて困難であることなどの
製造技術上の理由から、開発の進展は見られないままに
なっていた。
However, it is difficult to form a heterojunction with good interface characteristics, and it is extremely difficult to form a multilayer thin film in which the amount of doping in each layer is carefully controlled. No progress has been seen.

近年、分子線エピタキシー(MBE)法、有機金属気相
成長(MOCVD)法など優れたエピタキシー技術の発展に
伴い、超高速素子としてのヘテロ接合バイポーラトラン
ジスタが、再び注目されるようになってきている。
In recent years, with the development of excellent epitaxy technologies such as molecular beam epitaxy (MBE) and metal organic chemical vapor deposition (MOCVD), heterojunction bipolar transistors as ultra-high-speed devices have been receiving attention again. .

このようなヘテロ接合バイポーラトランジスタは、そ
の一例として第3図に構造断面図を示すように、ノンド
ープのガリウムヒ素(GaAs)基板1の表面に、n+GaAs層
2からなるコレクタ領域と、p-GaAs層3からなるベース
領域とn-AlGaAs層4からなるエミッタ領域とMBE法によ
り順次積層されてなるもので、各領域の表面には夫々、
コレクタ電極5、ベース電極6、エミッタ電極7が形成
されている。
Such heterojunction bipolar transistor, as shown a structural cross-sectional view in FIG. 3 as an example, the non-doped gallium arsenide (GaAs) surface of the substrate 1, a collector region consisting of n + GaAs layer 2, p - The base region composed of the GaAs layer 3 and the emitter region composed of the n - AlGaAs layer 4 are sequentially laminated by the MBE method.
A collector electrode 5, a base electrode 6, and an emitter electrode 7 are formed.

このようなヘテロ接合バンポーラトランジスタにおい
てp-GaAs層3からなるベース領域への電極の形成は、np
n構造の化合物半導体基板のn層をエッチングしてp層
(p-GaAs層3)を露出させ、その表面に金−亜鉛(Auz
n)層等の金属層を蒸着させることにより行われてい
る。
In such a heterojunction bump transistor, the formation of an electrode on the base region composed of the p - GaAs layer 3 is performed by np
The n-layer of the compound semiconductor substrate having the n-structure is etched to expose the p-layer (p - GaAs layer 3), and gold-zinc (Auz
n) It is performed by depositing a metal layer such as a layer.

ところでp層の不純物濃度は、このトランジスタの真
性動作部分の性能を高くする条件に設定され、その値は
約5×1019/cm3である。一方、p型化合物半導体への
オーミックコンタクト抵抗はp型のキャリア濃度が高い
ほど低くなり、1×10-7Ωcm2程度のオーミックコンタ
クト抵抗を得るためには1×1020/cm3以上の不純物濃
度のp層が必要である。
By the way, the impurity concentration of the p-layer is set to a condition that enhances the performance of the intrinsically operating portion of this transistor, and its value is about 5 × 10 19 / cm 3 . On the other hand, the ohmic contact resistance to the p-type compound semiconductor becomes lower as the p-type carrier concentration becomes higher, and in order to obtain an ohmic contact resistance of about 1 × 10 −7 Ωcm 2, an impurity of 1 × 10 20 / cm 3 or more is required. A concentration p-layer is required.

また、同じくトランジスタの真性動作部分の性能を高
くする目的からp型化合物半導体は例えばp型GaAsでは
なく、p型GaAlAsを用いることが多いが、p型GaAlAsは
Auzn層に対するオーミックコンタクト抵抗がp型GaAsに
比べて高い場合が多い。
Similarly, for the purpose of enhancing the performance of the intrinsically operating portion of the transistor, the p-type compound semiconductor is often, for example, p-type GaAlAs instead of p-type GaAs.
In many cases, ohmic contact resistance to the Auzn layer is higher than that of p-type GaAs.

この2つの理由のため、従来のヘテロ接合バイポーラ
トランジスタにおいてはベース領域にコンタクトするた
めの電極はコンタクト抵抗を低減することが出来ず、動
作の高速化を阻む大きな原因の1つとなっていた。
For these two reasons, in the conventional heterojunction bipolar transistor, the electrode for contacting the base region cannot reduce the contact resistance, which has been one of the major causes of hindering the high-speed operation.

これは、ヘテロ接合バイポーラトランジスタのみなら
ず、p型化合物半導体への電極形成を含む化合物半導体
装置全般における高速性等の性能の向上を阻む要因とな
っていた。
This has been a factor that hinders improvement in performance such as high-speed performance not only in heterojunction bipolar transistors but also in compound semiconductor devices in general including formation of electrodes on p-type compound semiconductors.

すなわち、このような化合物半導体装置の高速性は、
半導体装置の真性動作部分の性能と、それに付随する寄
生容量・寄生抵抗の大小により決まる。特にnpn構造の
バイポーラトランジスタの場合、p型ベースの外部ベー
スの大小が、顕著に高速性を左右する。ところで、外部
ベース抵抗は、ベース電極のシート抵抗と、ベース電極
取り出しのオーミックコンタクト抵抗の2つの成分から
なる。このため、真性動作部分の性能を良好に維持しつ
つ、オーミックコンタクト抵抗を低減することのできる
電極形成が強く望まれていた。
That is, the high speed of such a compound semiconductor device is
It is determined by the performance of the intrinsic operation portion of the semiconductor device and the magnitude of the parasitic capacitance and parasitic resistance associated therewith. In particular, in the case of a bipolar transistor having an npn structure, the size of the external base of the p-type base significantly affects high-speed performance. Incidentally, the external base resistance is composed of two components, a sheet resistance of the base electrode and an ohmic contact resistance for taking out the base electrode. Therefore, it has been strongly desired to form an electrode capable of reducing the ohmic contact resistance while maintaining good performance of the intrinsic operation portion.

(発明が解決しようとする課題) このように従来のnpn構造の化合物半導体装置におい
ては、真性動作部分の性能を良好に維持しつつ、オーミ
ックコンタクト抵抗の低いコンタクト形成を行うことが
できなかった。
(Problems to be Solved by the Invention) As described above, in the conventional compound semiconductor device having the npn structure, it was not possible to form a contact with low ohmic contact resistance while maintaining good performance of the intrinsic operation portion.

本発明は、前記実情に鑑みてなされたもので、npn構
造の化合物半導体装置において、真性動作部分の性能を
良好に維持しつつ、オーミックコンタクト抵抗を低減す
ることのできるp層への電極形成方法を提供することを
目的とする。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and in an npn structure compound semiconductor device, a method of forming an electrode on a p-layer capable of reducing ohmic contact resistance while maintaining good performance of an intrinsic operation portion. The purpose is to provide.

また、本発明は、npn構造の化合物半導体装置を微細
化することを目的とする。
Another object of the present invention is to miniaturize a compound semiconductor device having an npn structure.

〔発明の構成〕[Configuration of the invention]

(課題を解決するための手段) そこで本発明の方法では、npn構造の化合物半導体領
域を含む基板表面に、高融点金属層からなるパターンを
形成し、このパターンをマスクとして該基板表面をエッ
チングし、p層を露呈せしめ、さらにこのパターンをマ
スクとして該p層表面に所望の濃度のオーミックコンタ
クト用p層をエピタキシャル成長法により選択的に成長
せしめ、このp層表面に金属電極を形成するようにして
いる。
(Means for Solving the Problems) Therefore, in the method of the present invention, a pattern composed of a high melting point metal layer is formed on a substrate surface including a compound semiconductor region having an npn structure, and the substrate surface is etched using this pattern as a mask. The p-layer is exposed, and using this pattern as a mask, a p-layer for ohmic contact having a desired concentration is selectively grown on the surface of the p-layer by an epitaxial growth method, and a metal electrode is formed on the surface of the p-layer. I have.

また、本発明の半導体装置では、上記方法においてp
層表面に形成された金属電極を第1の電極とすると共に
エピタキシャル成長のマスクとして用いた高融点金属パ
ターンを第2の電極として用いるようにしている。
Further, according to the semiconductor device of the present invention, in the above method, p
The metal electrode formed on the layer surface is used as a first electrode, and the refractory metal pattern used as a mask for epitaxial growth is used as a second electrode.

(作用) 上記構成によれば、p層へのオーミックコンタクトの
形成は、p層上にエピタキシャル成長せしめられた所望
の(高い)キャリア濃度を有し、低抵抗のオーミックコ
ンタクトを得る上で都合のよい種類のコンタクト用p型
化合物半導体層上になされるため、従来の技術では不可
能であった1×10-7Ωcm2程度のオーミックコンタクト
抵抗を得ることが可能となる。
(Operation) According to the above configuration, formation of an ohmic contact to the p-layer is convenient for obtaining a low-resistance ohmic contact having a desired (high) carrier concentration epitaxially grown on the p-layer. Since it is formed on a p-type compound semiconductor layer for contact of various kinds, it becomes possible to obtain an ohmic contact resistance of about 1 × 10 −7 Ωcm 2 , which was impossible with the prior art.

また、高融点金属薄膜をマスクとしてエピタキシャル
成長がなされるため、エピタキシャル成長工程中の高温
条件下においても、高融点金属薄膜は化合物半導体を反
応をおこしたりすることもなく、安定に維持される。こ
のため、この高融点金属薄膜はn層の取り出し電極とし
てそのまま使用することができる。
Further, since the epitaxial growth is performed using the high-melting-point metal thin film as a mask, the high-melting-point metal thin film can be stably maintained without causing a reaction of the compound semiconductor even under a high temperature condition during the epitaxial growth step. Therefore, this refractory metal thin film can be used as it is as an extraction electrode for the n-layer.

さらに、この装置によれば、エピタキシャル成長層は
該高融点薄膜をマスクとして選択的に形成されるため、
このエピタキシャル成長層上に形成される電極と該高融
点金属薄膜からなる電極とは自己整合的に近接して形成
されることになる。このため、該該高融点薄膜電極から
該エピタキシャル成長層上の電極にいたるまでのp層の
シート抵抗に起因する寄生抵抗を低減することができ、
その結果化合物半導体装置の高速性を十分に引き出すこ
とができる。
Furthermore, according to this apparatus, since the epitaxial growth layer is selectively formed using the high melting point thin film as a mask,
The electrode formed on the epitaxial growth layer and the electrode made of the high melting point metal thin film are formed close to each other in a self-aligned manner. For this reason, it is possible to reduce the parasitic resistance due to the sheet resistance of the p layer from the high melting point thin film electrode to the electrode on the epitaxial growth layer,
As a result, the high speed of the compound semiconductor device can be sufficiently brought out.

このように、コンタクト抵抗を低減すると共にコンタ
クトにいたるp層の長さを短縮化することによりシート
抵抗に起因する寄生抵抗の低減をはかることが可能とな
る。
As described above, by reducing the contact resistance and shortening the length of the p-layer leading to the contact, it is possible to reduce the parasitic resistance due to the sheet resistance.

(実施例) 以下、本発明の実施例について、図面を参照しつつ詳
細に説明する。
(Example) Hereinafter, an example of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

第1図は、本発明実施例のヘテロ接合バイポーラトラ
ンジスタ(HBT)を示す図、第2図(a)乃至第2図
(h)は、本発明の方法を一実施例のヘテロ接合バイポ
ーラトランジスタの製造に適用した場合の製造工程図で
ある。
FIG. 1 is a diagram showing a heterojunction bipolar transistor (HBT) according to an embodiment of the present invention, and FIGS. 2 (a) to 2 (h) show a method of a heterojunction bipolar transistor according to an embodiment of the present invention. It is a manufacturing process figure at the time of applying to manufacture.

このHBTは、第1図に示すように、第3図に示した従
来例のHBTと同様に構成され、ベース領域を構成するp-G
aAlAs層へのオーミックコンタクトの形成を、窒化タン
グステン(WNx)層7をマスクとしてエピタキシャル成
長せしめた高濃度のZnドープのp-GaAs層を介してAuZn層
10(ベース電極)によっておこなうと共に該窒化タング
ステン(WNx)層7をそのままエミッタ電極として用い
るようにしたことを特徴としている。
As shown in FIG. 1, this HBT is configured similarly to the conventional HBT shown in FIG. 3, and has a p - G
The formation of an ohmic contact to the AlAs layer is performed by using a high-concentration Zn-doped p - GaAs layer epitaxially grown using the tungsten nitride (WNx) layer 7 as a mask.
10 (base electrode), and the tungsten nitride (WNx) layer 7 is directly used as an emitter electrode.

すなわち、まず、第2図(a)に示すように、クロム
ドープのn型GaAs基板1の表面にMBE法により、高濃度
のシリコンドープのn+GaAs層2、コレクタ層を構成する
シリコンドープのn GaAs層3、ベース層を構成するベリ
リウムドープのp+AlGaAs層4(ベリリウム濃度1×1019
/cm3)、エミッタ層を構成するシリコンドープのn AlG
aAs層5、高濃度のシリコンドープのn+InGaAs層6とを
順次堆積する。
That is, first, as shown in FIG. 2A, a high concentration silicon-doped n + GaAs layer 2 and a silicon-doped n-type GaAs layer 2 constituting a collector layer are formed on the surface of a chromium-doped n-type GaAs substrate 1 by MBE. GaAs layer 3, beryllium-doped p + AlGaAs layer 4 constituting the base layer (beryllium concentration 1 × 10 19
/ Cm 3 ), silicon-doped n AlG constituting the emitter layer
An aAs layer 5 and an n + InGaAs layer 6 doped with silicon at a high concentration are sequentially deposited.

この後、第2図(b)に示すように、さらに反応性ス
パッタ蒸着法により膜厚1500Åの窒化タングステン(WN
x)層7を堆積する。
Thereafter, as shown in FIG. 2 (b), a 1500 nm-thick tungsten nitride (WN
x) deposit layer 7;

そして、第2図(c)に示すように、レジスト膜塗布
後このレジスト膜をホトリソグラフィー法によりパター
ニングし、レジストパターン8を形成する。そしてこの
レジストパターン8をマスクとして反応性イオンエッチ
ングにより窒化タングステン層7をパターニングする。
Then, as shown in FIG. 2 (c), after applying the resist film, the resist film is patterned by photolithography to form a resist pattern 8. Then, the tungsten nitride layer 7 is patterned by reactive ion etching using the resist pattern 8 as a mask.

次いで、第2図(d)に示すように、この窒化タング
ステン層7をマスクとして、過酸化水素水とリン酸の混
合液をエッチャントとしてエッチングを行い、高濃度の
シリコンドープのn+InGaAs層6、エミッタ層を構成する
シリコンドープのn AlGaAs層5を順次選択的に除去す
る。このとき、ややオーバーエッチング気味となるよう
にエッチング時間を長くし、サイドエッチを生じさせる
ようにする。
Then, as shown in FIG. 2 (d), etching is performed using the tungsten nitride layer 7 as a mask and a mixed solution of hydrogen peroxide and phosphoric acid as an etchant to form a highly doped silicon-doped n + InGaAs layer 6. Then, the silicon-doped n-AlGaAs layer 5 constituting the emitter layer is selectively removed sequentially. At this time, the etching time is lengthened so as to be slightly over-etched, and side etching is caused.

この後、第2図(e)に示すように、プラズマCVD法
により膜厚5000Åの酸化シリコン膜を堆積した後、異方
性エッチングによりエッチングし、s(AuGe/Au)合金
薄膜からなるエミッタ電極7を形成したのち、フォトリ
ソ法によりエミッタ電極7およびn-AlGaAs層4を順次、
パターニングし、さらに高濃度のシリコンドープのn+In
GaAS層6、エミッタ層を構成するシリコンドープのn Al
GaAs層5の側壁のオーバーエッチング部分を酸化シリコ
ン膜9で被覆する。
Thereafter, as shown in FIG. 2 (e), a 5000-nm-thick silicon oxide film is deposited by a plasma CVD method, and then etched by anisotropic etching to form an emitter electrode made of a s (AuGe / Au) alloy thin film. After the formation of the gate electrode 7, the emitter electrode 7 and the n AlGaAs layer 4 are sequentially formed by photolithography.
Patterned and highly doped silicon doped n + In
GaAS layer 6, silicon-doped nAl constituting emitter layer
An over-etched portion of the side wall of the GaAs layer 5 is covered with a silicon oxide film 9.

さらに、第2図(f)に示すように、MOCVD(有機金
属化学気相成長法)により、5×1019/cm3の亜鉛ドー
プのGaAs層10をエピタキシャル成長せしめる。このと
き、この亜鉛ドープのGaAs層10は、ベース層を構成する
ベリリウムドープのp+AlGaAs層4上にのみ成長し、窒化
タングステン膜7上および酸化シリコン膜9上には成長
しない。
Further, as shown in FIG. 2 (f), a 5 × 10 19 / cm 3 zinc-doped GaAs layer 10 is epitaxially grown by MOCVD (metal organic chemical vapor deposition). At this time, the zinc-doped GaAs layer 10 grows only on the beryllium-doped p + AlGaAs layer 4 constituting the base layer, and does not grow on the tungsten nitride film 7 and the silicon oxide film 9.

この後、第2図(g)に示すように、素子間分離およ
び外部ベース/コレクタ絶縁のためのボロン注入層11お
よびプロトン注入層12を形成する。
Thereafter, as shown in FIG. 2 (g), a boron injection layer 11 and a proton injection layer 12 for element isolation and external base / collector insulation are formed.

そして、第2図(h)に示すように、CVD法により、
リフトオフのスペーサとしての酸化シリコン膜13を形成
し、さらにレジストパターン(図示せず)を形成して、
コンタクト孔を形成した後、このレジストパターンを残
したまま、この上層にAu-Zn層を蒸着し、リフトオフ法
によって該Au-Zn層をパターニングし、360℃40秒のアロ
イ工程を経てベース電極14を形成する。
Then, as shown in FIG. 2 (h), by the CVD method,
Forming a silicon oxide film 13 as a lift-off spacer, and further forming a resist pattern (not shown);
After forming the contact hole, an Au-Zn layer is vapor-deposited on the upper layer while the resist pattern is left, and the Au-Zn layer is patterned by a lift-off method. To form

さらに、第2図(i)に示すように、リフトオフのス
ペーサとしての酸化シリコン膜13を除去し、フォトリソ
法によりレジストパターンを形成し、これをマスクとし
て、過酸化水素水とリン酸との混合液をエッチャントと
してウェットエッチングを行い、亜鉛ドープのGaAs層10
を選択的に除去し、コレクタ電極16を形成すべき高濃度
のシリコンドープのn+GaAs層2の頭だしがなされる。ま
た、これと同時に前述したボロン・プロトンのイオン注
入工程で殺し切れない程度のキャリアを有する素子間の
高濃度の亜鉛ドープのGaAs層10が除去される。
Further, as shown in FIG. 2 (i), the silicon oxide film 13 as a lift-off spacer is removed, a resist pattern is formed by a photolithographic method, and using this as a mask, a mixture of a hydrogen peroxide solution and phosphoric acid is used. Perform wet etching using the solution as an etchant to form a zinc-doped GaAs layer 10.
Is selectively removed, and the high concentration silicon-doped n + GaAs layer 2 on which the collector electrode 16 is to be formed is exposed. At the same time, the high-concentration zinc-doped GaAs layer 10 between the elements having carriers that cannot be killed in the boron / proton ion implantation step is removed.

さらに、第2図(j)に示すように、リフトオフのス
ペーサとしての酸化シリコン膜15を堆積したのちフォト
リソ法によりレジストパターンを形成し、該酸化シリコ
ン膜15をパターニングした後、レジストパターンを残し
たままAu-Ge層を蒸着し、リフトオフ法によって該Au-Ge
層をパターニングし、360℃40秒のアロイ工程を経てコ
レクタ電極16を形成する。
Further, as shown in FIG. 2 (j), after depositing a silicon oxide film 15 as a lift-off spacer, a resist pattern is formed by a photolithographic method, and after patterning the silicon oxide film 15, the resist pattern is left. The Au-Ge layer is deposited as it is, and the Au-Ge layer is
The layer is patterned, and a collector electrode 16 is formed through an alloying step at 360 ° C. for 40 seconds.

このようにして形成されたHBTによれば、ベリリウム
ドープのp+AlGaAs層であるベース領域4へのオーミック
コンタクトの形成は、該p+AlGaAs層上にエピタキシャル
成長せしめられた高いキャリア濃度(5×1019/cm3
を有し、低抵抗のオーミックコンタクトを得る上で都合
のよい亜鉛ドープのGaAs層10上になされるため、従来の
技術では不可能であった1×10-7Ωcm2程度のオーミッ
クコンタクト抵抗を得ることが可能となる。
According to the HBT thus formed, an ohmic contact to the base region 4 which is a beryllium-doped p + AlGaAs layer is formed by a high carrier concentration (5 × 10 5) epitaxially grown on the p + AlGaAs layer. 19 / cm 3)
And is formed on the zinc-doped GaAs layer 10 which is convenient for obtaining a low-resistance ohmic contact, so that an ohmic contact resistance of about 1 × 10 −7 Ωcm 2 , which was impossible with the prior art, It is possible to obtain.

また、高融点金属薄膜である窒化タングステン膜7を
マスクとしてエピタキシャル成長がなされるため、エピ
タキシャル成長工程中の高温条件下においても、窒化タ
ングステン膜7は化合物半導体と反応をおこしたりする
こともなく、安定に維持される。このため、この窒化タ
ングステン膜7はエミッタ層の取り出し電極としてその
まま使用することができる。
In addition, since the epitaxial growth is performed using the tungsten nitride film 7, which is a high melting point metal thin film, as a mask, the tungsten nitride film 7 does not react with the compound semiconductor even under high temperature conditions during the epitaxial growth step, and is stable. Will be maintained. Therefore, this tungsten nitride film 7 can be used as it is as an extraction electrode of the emitter layer.

さらに、エピタキシャル成長層はこの窒化タングステ
ン膜7をマスクとして選択的に形成されるため、このエ
ピタキシャル成長層上に形成される電極と窒化タングス
テン膜7からなるエミッタ電極とは自己整合的に近接し
て形成されることになる。このため、該エミッタ電極7
から該エピタキシャル成長層上のベース電極14にいたる
までのベース領域を構成するp-GaAlAs層のシート抵抗に
起因する寄生抵抗を低減することができ、その結果HBT
の高速性を十分に引き出すことができる。
Further, since the epitaxial growth layer is selectively formed using the tungsten nitride film 7 as a mask, the electrode formed on the epitaxial growth layer and the emitter electrode formed of the tungsten nitride film 7 are formed close to each other in a self-aligned manner. Will be. For this reason, the emitter electrode 7
To the base electrode 14 on the epitaxial growth layer, the parasitic resistance caused by the sheet resistance of the p - GaAlAs layer constituting the base region can be reduced.
Speed can be sufficiently brought out.

この構造では、外部ベース抵抗が従来に比べ約1/10〜
1/100と低くなる。
With this structure, the external base resistance is about 1 / 10-
It will be as low as 1/100.

また、HBTの最大発振周波数fMAXは、従来100GHz程度
であったのに対し、150GHz程度に向上する。
Further, the maximum oscillation frequency f MAX of the HBT is improved to about 150 GHz, compared with about 100 GHz in the past.

なお、前記実施例では、ヘテロ接合バイポーラトラン
ジスタについて説明したが、ヘテロ接合バイポーラトラ
ンジスタに限定されることなく、他のp型の化合物半導
体層へのコンタクトの形成にも適用可能である。
In the above-described embodiment, the heterojunction bipolar transistor has been described. However, the present invention is not limited to the heterojunction bipolar transistor but can be applied to the formation of a contact with another p-type compound semiconductor layer.

〔発明の効果〕 以上説明してきたように、本発明によれば、化合物半
導体のオーミックコンタクトの形成に際し、npn構造の
化合物半導体領域を含む基板表面に、高融点金属層パタ
ーンを形成し、このパターンをマスクとして該基板表面
をエッチングし、p層を露呈せしめ、さらにこのパター
ンをマスクとして該p層表面に所望の濃度のオーミック
コンタクト用p層をエピタキシャル成長法により選択的
に成長せしめ、このp層表面に金属電極を形成するよう
にしているため、従来の技術では不可能であった1×10
-7Ωcm2程度のオーミックコンタクトを得ることが可能
となる。
[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, when forming an ohmic contact of a compound semiconductor, a refractory metal layer pattern is formed on the surface of a substrate including a compound semiconductor region having an npn structure. Is used as a mask to expose the substrate surface to expose the p-layer. Further, using this pattern as a mask, a p-layer for ohmic contact of a desired concentration is selectively grown on the p-layer surface by an epitaxial growth method. Since a metal electrode is formed at a distance of 1 × 10
An ohmic contact of about -7 Ωcm 2 can be obtained.

また、本発明では、この方法においてp層表面に形成
した金属電極を第1の電極とすると共にエピタキシャル
成長のマスクとして用いた高融点金属層パターンを第2
の電極として機能せしめるようにしているため、第1及
び第2の電極が自己整合的に形成され、素子の微細化を
はかることが可能となる。
In the present invention, the metal electrode formed on the surface of the p-layer in this method is used as a first electrode, and the refractory metal layer pattern used as a mask for epitaxial growth is used as a second electrode.
, The first and second electrodes are formed in a self-aligned manner, and the element can be miniaturized.

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

第1図は本発明実施例のHBTを示す図、第2図(a)乃
至第2図(j)は本発明実施例のHBTの製造工程を示す
図、第3図は従来例のHBTを示す図である。 1…ノンドープのガリウムヒ素(GaAs)基板、2…n+Ga
As層(コレクタ領域)、3…p-GaAs層(ベース領域)、
4…n-AlGaAs層(エミッタ領域)、5…コレクタ電極、
6…ベース電極、6a…Pt層、6b…Zn層、6c…WNx層、7
…エミッタ電極。
FIG. 1 is a view showing an HBT according to an embodiment of the present invention, FIGS. 2 (a) to 2 (j) are views showing a manufacturing process of the HBT according to the embodiment of the present invention, and FIG. FIG. 1 .... non-doped gallium arsenide (GaAs) substrate, 2 .... n + Ga
As layer (collector region), 3 ... p - GaAs layer (base region),
4 ... n - AlGaAs layer (emitter region), 5 ... collector electrode,
6 base electrode, 6a Pt layer, 6b Zn layer, 6c WNx layer, 7
... Emitter electrode.

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】npn構造の化合物半導体領域を含む基板表
面の一部に露呈せしめられたp層表面に第1の電極を有
すると共にn層表面に第2の電極を有してなる半導体装
置において、 前記第1の電極はn層表面に形成された高融点金属層パ
ターンをマスクとしてエピタキシャル成長せしめられた
所望の濃度のオーミックコンタクト用p層と該p層表面
に形成された導体層とからなり、 前記第2の電極は該高融点金属層パターンであることを
特徴とする半導体装置。
1. A semiconductor device comprising a first electrode on a p-layer surface exposed on a part of a substrate surface including a compound semiconductor region having an npn structure and a second electrode on an n-layer surface. The first electrode includes a p-layer for ohmic contact having a desired concentration epitaxially grown using the refractory metal layer pattern formed on the surface of the n-layer as a mask, and a conductor layer formed on the surface of the p-layer; The semiconductor device, wherein the second electrode is the high melting point metal layer pattern.
【請求項2】npn構造の化合物半導体領域を含む基板表
面に、高融点金属層パターンを形成する高融点金属層パ
ターン形成工程と、 このパターンをマスクとして該基板表面をエッチング
し、p層を露呈せしめる露出工程と、 さらにこのパターンをマスクとして該p層表面に所望の
濃度のオーミックコンタクト用p層をエピタキシャル成
長法により選択的に成長せしめるエピタキシャル成長工
程と、 このp層表面に金属電極を形成する金属電極形成工程と
を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
2. A high melting point metal layer pattern forming step of forming a high melting point metal layer pattern on a substrate surface including a compound semiconductor region having an npn structure, using the pattern as a mask, etching the substrate surface to expose a p layer. An exposing step, and further using the pattern as a mask, an epitaxial growth step of selectively growing a p-layer for ohmic contact at a desired concentration on the p-layer surface by an epitaxial growth method; and a metal electrode for forming a metal electrode on the p-layer surface. Forming a semiconductor device.
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