JP3295897B2 - Semiconductor device and manufacturing method thereof - Google Patents

Semiconductor device and manufacturing method thereof

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JP3295897B2 JP33743593A JP33743593A JP3295897B2 JP 3295897 B2 JP3295897 B2 JP 3295897B2 JP 33743593 A JP33743593 A JP 33743593A JP 33743593 A JP33743593 A JP 33743593A JP 3295897 B2 JP3295897 B2 JP 3295897B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は半導体装置及びその製造
方法に係り、特に2以上のエミッタ部を有するマルチ・
エミッタ型トランジスタ及びその製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor device and a method of manufacturing the same, and more particularly, to a multi-device having two or more emitters.
The present invention relates to an emitter transistor and a method for manufacturing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】最近、半導体素子の高速化・高集積化に
対する要求は益々強くなってきている。この要求に
るため、高速のホットエレクトロンをキャリヤとして用
いたHET(Hot Electron Transistor;ホットエレク
トロントランジスタ)が提唱されている。更にこのHE
Tのエミッタ部を2つ以上用い、ベース電極を用いない
いわゆるME−HET(マルチ・エミッタ型HET)が
提唱され(特開平4−96274参照)、集積回路の高
速化・高集積化が可能となった。
2. Description of the Related Art Recently, demands for higher speed and higher integration of semiconductor devices have been increasing. Response e <br/> because this requirement, HET using a high-speed hot electrons as carriers (Hot Electron Transistor; hot electron transistor) has been proposed. Furthermore, this HE
A so-called ME-HET (multi-emitter type HET) which uses two or more T emitter portions and does not use a base electrode has been proposed (see Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-96274). became.

【0003】図13に従来のME−HETの構造断面図
を示す。例えば半絶縁性InP基板60上に、n−In
GaAsコレクタ層62が形成され、このn−InGa
Asコレクタ層62上に、i−InAIGaAsコレク
タバリア層64を介して、n−InGaAsベース層6
6が形成されている。また、このn−InGaAsベー
ス層66上には、i−InAlAsエミッタバリア層6
8を介して、n−InGaAsエミッタ層70a,70
bが2つの島状に形成されている。
FIG. 13 is a sectional view showing the structure of a conventional ME-HET. For example, on a semi-insulating InP substrate 60, n-In
A GaAs collector layer 62 is formed, and the n-InGa
An n-InGaAs base layer 6 is formed on the As collector layer 62 via an i-InAIGaAs collector barrier layer 64.
6 are formed. On the n-InGaAs base layer 66, an i-InAlAs emitter barrier layer 6 is formed.
8, n-InGaAs emitter layers 70a, 70
b is formed in the shape of two islands.

【0004】また、n−InGaAsエミッタ層70
a,70b上には、それぞれエミッタ電極72a,72
bが形成され、またn−InGaAsコレクタ層62上
には、コレクタ電極74が形成されている。
Further, the n-InGaAs emitter layer 70
a and 70b on the emitter electrodes 72a and 72b, respectively.
b is formed, and a collector electrode 74 is formed on the n-InGaAs collector layer 62.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のME−HETにおいては、通常のHETと同様に、
ベース層を薄くすることが要求される。また、ME−H
ETではエミッタ領域が2つ以上あり、ベース電極を直
接ベース層から取り出さない構造を特徴とすることによ
り、構造の簡単化、回路上の簡素化が可能となるため、
エミッタ電極間のベース層に係わる寄生抵抗の低減が特
に問題になっていた。
However, in the above-mentioned conventional ME-HET, similar to the ordinary HET,
It is required to make the base layer thin. Also, ME-H
The ET has two or more emitter regions and features a structure in which the base electrode is not directly taken out of the base layer, so that the structure can be simplified and the circuit can be simplified.
Reduction of the parasitic resistance related to the base layer between the emitter electrodes has been a particular problem.

【0006】尚、ここでベース層を予め高濃度とした
り、厚くしたりすることにより寄生抵抗を低減すること
は可能であるが、ベース層に注入されるホットエレクト
ロンがベース中で散乱され易くなり、電流利得が大幅に
低下するため、この方法を使用することはできない。そ
こで本発明は、マルチ・エミッタ型の半導体装置におい
て、エミッタ電極間のベース層に係わる寄生抵抗を低減
し、高速化及び低消費電力化を可能にする半導体装置及
びその製造方法を提供することを目的とする。
Here, it is possible to reduce the parasitic resistance by previously increasing the concentration or increasing the thickness of the base layer, but hot electrons injected into the base layer are liable to be scattered in the base. This method cannot be used because the current gain is greatly reduced. Accordingly, the present invention provides a semiconductor device of a multi-emitter type semiconductor device which reduces parasitic resistance relating to a base layer between emitter electrodes, enables high speed and low power consumption, and a method of manufacturing the same. Aim.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記課題は、第1の半導
体層からなるコレクタ部と、前記第1の半導体層上に形
成された第2の半導体層からなるベース部と、前記第2
の半導体層上に形成され、2以上の島状に分離された第
3の半導体層からなるエミッタ部とを有する半導体装置
において、前記2以上の島状に分離された第3の半導体
層間に、低抵抗領域が設けられていることを特徴とする
半導体装置によって達成される。
The object of the present invention is to provide a collector comprising a first semiconductor layer; a base comprising a second semiconductor layer formed on the first semiconductor layer;
And a third semiconductor layer separated into two or more islands in the semiconductor device, wherein the emitter portion is formed on the third semiconductor layer and is separated into two or more islands. This is achieved by a semiconductor device having a low resistance region.

【0008】また、基板と、前記基板上に形成されたコ
レクタ層と、前記コレクタ層上に形成されたコレクタバ
リア層と、前記コレクタバリア層上に形成されたベース
層と、前記ベース層上に形成されたエミッタバリア層
と、前記エミッタバリア層上に形成された2以上の島状
のエミッタ層と、前記コレクタ層上にオーミック接合す
るコレクタ電極と、前記2以上の島状のエミッタ層上に
それぞれオーミック接合する2以上のエミッタ電極とを
有する半導体装置において、前記2以上の島状のエミッ
タ層間の前記ベース層内又は前記ベース層上に、低抵抗
領域が設けられていることを特徴とする半導体装置によ
って達成される。
[0008] Also, a substrate, a collector layer formed on the substrate, a collector barrier layer formed on the collector layer, a base layer formed on the collector barrier layer, and a The formed emitter barrier layer, two or more island-shaped emitter layers formed on the emitter barrier layer, a collector electrode that forms an ohmic junction on the collector layer, and In a semiconductor device having two or more emitter electrodes each forming an ohmic junction, a low-resistance region is provided in or on the base layer between the two or more island-shaped emitter layers. This is achieved by a semiconductor device.

【0009】また、基板と、前記基板上に形成されたコ
レクタ層と、前記コレクタ層上に形成されたコレクタバ
リア層と、前記コレクタバリア層上に形成されたベース
層と、前記ベース層上に形成されたエミッタ共鳴トンネ
ルバリア層と、前記エミッタ共鳴トンネルバリア層上に
形成された2以上の島状のエミッタ層と、前記コレクタ
層上にオーミック接合するコレクタ電極と、前記2以上
の島状のエミッタ層上にそれぞれオーミック接合する2
以上のエミッタ電極とを有する半導体装置において、前
記2以上の島状のエミッタ層間の前記ベース層内又は前
記ベース層上に、低抵抗領域が設けられていることを特
徴とする半導体装置によって達成される。
Also, a substrate, a collector layer formed on the substrate, a collector barrier layer formed on the collector layer, a base layer formed on the collector barrier layer, and a The formed emitter resonance tunnel barrier layer, two or more island-shaped emitter layers formed on the emitter resonance tunnel barrier layer, a collector electrode that forms an ohmic junction on the collector layer, and the two or more island-shaped Ohmic junction on emitter layer 2
In the semiconductor device having the above emitter electrode, a low resistance region is provided in or on the base layer between the two or more island-shaped emitter layers. You.

【0010】また、基板と、前記基板上に形成されたコ
レクタコンタクト層と、前記コレクタコンタクト層上に
形成されたコレクタ層と、前記コレクタ層上に形成され
たベース層と、前記ベース層上に形成されたエミッタ層
と、前記エミッタ層上に形成された2以上の島状のエミ
ッタコンタクト層と、前記コレクタコンタクト層上にオ
ーミック接合するコレクタ電極と、前記2以上の島状の
エミッタコンタクト層上にそれぞれオーミック接合する
2以上のエミッタ電極とを有する半導体装置において、
前記2以上の島状のエミッタコンタクト層間の前記エミ
ッタ層内又は前記エミッタ層上に、低抵抗領域が設けら
れていることを特徴とする半導体装置によって達成され
る。
[0010] Also, a substrate, a collector contact layer formed on the substrate, a collector layer formed on the collector contact layer, a base layer formed on the collector layer, and a The formed emitter layer, two or more island-shaped emitter contact layers formed on the emitter layer, a collector electrode that forms an ohmic junction on the collector contact layer, and A semiconductor device having two or more emitter electrodes each in ohmic junction with
This is achieved by a semiconductor device having a low resistance region provided in or on the emitter layer between the two or more island-shaped emitter contact layers.

【0011】また、上記の半導体装置において、前記低
抵抗領域が、金属合金層であることを特徴とする半導体
装置によって達成される。また、上記の半導体装置にお
いて、前記低抵抗領域が、抵抗率の低い半導体層である
ことを特徴とする半導体装置によって達成される。ま
た、上記の半導体装置において、前記低抵抗領域が、金
属層であることを特徴とする半導体装置によって達成さ
れる。
Further, in the above semiconductor device, the low resistance region is a metal alloy layer, which is achieved by a semiconductor device. In the above-described semiconductor device, the low-resistance region is a semiconductor layer having a low resistivity. In the above-described semiconductor device, the low-resistance region is a metal layer.

【0012】更に、上記課題は、基板上に、コレクタ
層、コレクタバリア層、ベース層、エミッタバリア層、
及びエミッタ層を順に成長させ、前記エミッタ層上に、
エミッタ電極層を形成する第1の工程と、前記エミッタ
電極層を所定の形状にパターニングして、2以上のエミ
ッタ電極を形成した後、前記2以上のエミッタ電極をマ
スクとして、前記エミッタ層を選択的にエッチングし、
2以上の島状のエミッタ層を形成する第2の工程と、前
記2以上のエミッタ電極をマスクとして、前記2以上の
島状のエミッタ層間の前記エミッタバリア層上に金属層
を形成した後、熱処理を行って、前記金属層下の前記エ
ミッタバリア層及び前記ベース層内に、金属合金層を形
成する第3の工程と、前記エミッタバリア層、前記ベー
ス層、及び前記コレクタバリア層をメサエッチングした
後、露出した前記コレクタ層上に、コレクタ電極を形成
する工程とを有することを特徴とする半導体装置の製造
方法によって達成される。
Further, the above object is to provide a collector layer, a collector barrier layer, a base layer, an emitter barrier layer,
And an emitter layer are sequentially grown, and on the emitter layer,
A first step of forming an emitter electrode layer, and after patterning the emitter electrode layer into a predetermined shape to form two or more emitter electrodes, selecting the emitter layer using the two or more emitter electrodes as a mask Etching
A second step of forming two or more island-shaped emitter layers, and forming a metal layer on the emitter barrier layer between the two or more island-shaped emitter layers using the two or more emitter electrodes as a mask; A third step of performing a heat treatment to form a metal alloy layer in the emitter barrier layer and the base layer below the metal layer; and mesa etching the emitter barrier layer, the base layer, and the collector barrier layer. And then forming a collector electrode on the exposed collector layer.

【0013】また、上記の半導体装置の製造方法におい
て、前記第3の工程の代わりに、前記2以上のエミッタ
電極をマスクとして、前記エミッタバリア層を選択的に
エッチングして、前記2以上の島状のエミッタ層間の前
記ベース層を露出させた後、露出した前記ベース層上
に、抵抗率の低い半導体層を選択的に成長させる工程を
有することを特徴とする半導体装置の製造方法によって
達成される。
In the method of manufacturing a semiconductor device, instead of the third step, the emitter barrier layer is selectively etched using the two or more emitter electrodes as a mask, thereby forming the two or more islands. A step of exposing the base layer between the emitter layers, and selectively growing a low-resistivity semiconductor layer on the exposed base layer. You.

【0014】また、上記の半導体装置の製造方法におい
て、前記第3の工程の代わりに、前記2以上のエミッタ
電極をマスクとして、前記エミッタバリア層を選択的に
エッチングして、前記2以上の島状のエミッタ層間の前
記ベース層を露出させた後、前記2以上のエミッタ電極
をマスクとして、露出した前記ベース層上に、金属層を
オーミック接合して形成する工程を有することを特徴と
する半導体装置の製造方法によって達成される。
In the method of manufacturing a semiconductor device, instead of the third step, the emitter barrier layer is selectively etched using the two or more emitter electrodes as a mask, thereby forming the two or more islands. Forming a metal layer on the exposed base layer by ohmic contact using the two or more emitter electrodes as a mask after exposing the base layer between the emitter layers in a semiconductor shape. This is achieved by a method of manufacturing the device.

【0015】[0015]

【作用】本発明は、マルチ・エミッタ型の半導体装置に
おいて、2以上の島状に分離されたエミッタ部間に、金
属合金層又は抵抗率の低い半導体層からなる低抵抗領域
が設けられていることにより、ベース部の寄生抵抗を低
減することができる。これにより、マルチ・エミッタ型
の半導体装置の一層の高速化・低消費電力化が可能にな
ると共に、その高集積化に対しても寄与することができ
る。
According to the present invention, in a multi-emitter type semiconductor device, a low-resistance region formed of a metal alloy layer or a semiconductor layer having a low resistivity is provided between two or more island-shaped separated emitter portions. Thereby, the parasitic resistance of the base portion can be reduced. As a result, it is possible to further increase the speed and reduce the power consumption of the multi-emitter type semiconductor device, and to contribute to the high integration thereof.

【0016】[0016]

【実施例】以下、本発明を図示する実施例に基づいて具
体的に説明する。図1は本発明の第1の実施例によるM
E−HETを示す断面図である。半絶縁性InP基板1
0上に、厚さ300nm、Siのドープ量1×1019
-3のn−In0.53Ga0.47Asコレクタ層12が形成
され、このn−In0.53Ga0.47Asコレクタ層12上
に、厚さ200nmのノンドープのi−In0.52(AI
0.8 Ga0.5 0.48Asコレクタバリア層14を介し
て、厚さ30nm、Siのドープ量1×1018cm-3
n−In0.53Ga0.47Asベース層16が形成されてい
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be specifically described below with reference to the illustrated embodiments. FIG. 1 shows M according to a first embodiment of the present invention.
It is sectional drawing which shows E-HET. Semi-insulating InP substrate 1
0, a thickness of 300 nm and a Si doping amount of 1 × 10 19 c
n-In 0.53 Ga 0.47 As collector layer 12 m -3 is formed on the n-In 0.53 Ga 0.47 As collector layer 12, a thickness of 200nm undoped i-In 0.52 (AI
An n-In 0.53 Ga 0.47 As base layer 16 having a thickness of 30 nm and a Si doping amount of 1 × 10 18 cm −3 is formed via a 0.8 Ga 0.5 ) 0.48 As collector barrier layer 14.

【0017】また、このn−In0.53Ga0.47Asベー
ス層16上には、厚さ5nmのノンドープのi−In
0.52Al0.48Asエミッタバリア層18を介して、厚さ
200nm、Siのドープ量1×1019cm-3のn−I
0.53Ga0.47Asエミッタ層20a,20bが2つの
島状に形成されている。そしてこれら2つのn−In
0.53Ga0.47Asエミッタ層20a,20b間のi−I
0.52Al0.48Asエミッタバリア層18上に、厚さ3
0nmのPd層と厚さ40nmのGe層とが積層された
Pd/Ge金属層22が形成され、またこのPd/Ge
金属層22下のi−In0.52Al0.48Asエミッタバリ
ア層18及びn−In0.53Ga0.47Asベース層16内
に、金属アロイ層24が形成されている点に本実施例の
特徴がある。尚、このPd/Ge金属層22の代わり
に、Pd/Zn金属層を用いてもよい。
On the n-In 0.53 Ga 0.47 As base layer 16, a 5 nm-thick non-doped i-In
0.52 Al 0.48 As n-I having a thickness of 200 nm and an Si doping amount of 1 × 10 19 cm −3 is interposed via the emitter barrier layer 18.
The n 0.53 Ga 0.47 As emitter layers 20a and 20b are formed in two islands. And these two n-In
I-I between 0.53 Ga 0.47 As emitter layers 20a and 20b
n 0.52 Al 0.48 As On the emitter barrier layer 18, a thickness of 3
A Pd / Ge metal layer 22 is formed by laminating a 0 nm Pd layer and a 40 nm thick Ge layer.
This embodiment is characterized in that a metal alloy layer 24 is formed in the i-In 0.52 Al 0.48 As emitter barrier layer 18 and the n-In 0.53 Ga 0.47 As base layer 16 under the metal layer 22. Note that a Pd / Zn metal layer may be used instead of the Pd / Ge metal layer 22.

【0018】また、n−In0.53Ga0.47Asエミッタ
層20a,20b上には、それぞれ厚さ400nmのW
Siエミッタ電極26a,26bが形成されている。ま
た、n−In0.53Ga0.47Asコレクタ層12上には、
厚さ10nmのCr層と厚さ200nmのAu層とが積
層されたCr/Auコレクタ電極28が形成されてい
る。
On the n-In 0.53 Ga 0.47 As emitter layers 20a and 20b, a 400 nm-thick W
Si emitter electrodes 26a and 26b are formed. Further, on the n-In 0.53 Ga 0.47 As collector layer 12,
The Cr / Au collector electrode 28 is formed by laminating a 10 nm thick Cr layer and a 200 nm thick Au layer.

【0019】次に、図1のME−HETの製造方法を、
図2〜図5に示す工程断面図を用いて説明する。半絶縁
性InP基板10上に、MBE法又はMOCVD法によ
り、厚さ300nm、Siのドープ量1×1019cm-3
のn−In0.53Ga0.47Asコレクタ層12、厚さ20
0nmのノンドープのi−In0.52(AI0.8
0.5 0.48Asコレクタバリア層14、厚さ30n
m、Siのドープ量1×1018cm-3のn−In0.53
0.47Asベース層16、厚さ5nmのノンドープのi
−In0.52Al0.48Asエミッタバリア層18、及び厚
さ200nm、Siのドープ量1×1019cm-3のn−
In0.53Ga0.47Asエミッタ層20を順にエピタキシ
ャル結晶成長する。
Next, the method for manufacturing the ME-HET shown in FIG.
This will be described with reference to the process sectional views shown in FIGS. On the semi-insulating InP substrate 10, a thickness of 300 nm and a Si doping amount of 1 × 10 19 cm −3 are formed by MBE or MOCVD.
N-In 0.53 Ga 0.47 As collector layer 12, thickness 20
0 nm undoped i-In 0.52 (AI 0.8 G
a 0.5 ) 0.48 As collector barrier layer 14, thickness 30 n
n-In 0.53 G with a doping amount of m and Si of 1 × 10 18 cm −3
a 0.47 As base layer 16, 5 nm thick non-doped i
-In 0.52 Al 0.48 As emitter barrier layer 18 and n- having a thickness of 200 nm and a Si doping amount of 1 × 10 19 cm −3 .
The In 0.53 Ga 0.47 As emitter layer 20 is epitaxially grown in order.

【0020】続いて、このn−In0.53Ga0.47Asエ
ミッタ層20上に、スパッタ法により、厚さ400nm
のWSi層26を形成する(図2(a)参照)。次い
で、フォトリソグラフィ技術及びCF4 とO2 を用いた
RIE法等により、WSi層26を所定の形状にパター
ニングして、2つのWSiエミッタ電極26a,26b
を形成した後、フォトレジストを除去する(図2(b)
参照)。
Subsequently, a 400 nm-thick film is formed on the n-In 0.53 Ga 0.47 As emitter layer 20 by sputtering.
Is formed (see FIG. 2A). Next, the WSi layer 26 is patterned into a predetermined shape by a photolithography technique, an RIE method using CF 4 and O 2, and the two WSi emitter electrodes 26a and 26b are formed.
After forming the photoresist, the photoresist is removed (FIG. 2B).
reference).

【0021】次いで、WSiエミッタ電極26a,26
bをマスクとし、クエン酸とH2 OとH2 2 の混合液
を用いるn−In0.53Ga0.47Asエミッタ層20のエ
ッチングにより、2つの島状のn−In0.53Ga0.47
sエミッタ層20a,20bを形成する。このとき、ク
エン酸系のエッチング液を用いているため、WSiエミ
ッタ電極26a,26bとn−In0.53Ga0.47Asエ
ミッタ層20a,20bとは、いわゆるT字型形状をな
す。また、i−In0.52Al0.48Asエミッタバリア層
18に対してn−In0.53Ga0.47Asエミッタ層20
が選択的にエッチングされるため、このエッチングをi
−In0.52Al0.48Asエミッタバリア層18表面でス
トップすることができる(図3(c)参照)。
Next, the WSi emitter electrodes 26a, 26
Using b as a mask, the n-In 0.53 Ga 0.47 As emitter layer 20 is etched using a mixed solution of citric acid, H 2 O, and H 2 O 2 to form two island-shaped n-In 0.53 Ga 0.47 A.
The s emitter layers 20a and 20b are formed. At this time, since the citric acid-based etchant is used, the WSi emitter electrodes 26a and 26b and the n-In 0.53 Ga 0.47 As emitter layers 20a and 20b have a so-called T-shape. Further, the n-In 0.53 Ga 0.47 As emitter layer 20 is formed with respect to the i-In 0.52 Al 0.48 As emitter barrier layer 18.
Is selectively etched, this etching is
-In 0.52 Al 0.48 As can be stopped at the surface of the emitter barrier layer 18 (see FIG. 3C).

【0022】次いで、EB蒸着法により、WSiエミッ
タ電極26a,26bをマスクとして、全面に厚さ30
nmのPd層と厚さ40nmのGe層とを順に蒸着し
て、Pd/Ge金属層22を形成する。これにより、n
−In0.53Ga0.47Asエミッタ層20a,20b間の
i−In0.52Al0.48Asエミッタバリア層18上にも
Pd/Ge金属層22が形成される。
Next, using the WSi emitter electrodes 26a and 26b as a mask, a thickness of 30
A Pd layer having a thickness of 40 nm and a Ge layer having a thickness of 40 nm are sequentially deposited to form a Pd / Ge metal layer 22. This gives n
The Pd / Ge metal layer 22 is also formed on the i-In 0.52 Al 0.48 As emitter barrier layer 18 between the -In 0.53 Ga 0.47 As emitter layers 20a and 20b.

【0023】尚、このとき、WSiエミッタ電極26
a,26bとn−In0.53Ga0.47Asエミッタ層20
a,20bとがT字型形状をなしているため、n−In
0.53Ga0.47Asエミッタ層20a,20b側面にPd
/Ge金属層が付着することはない(図3(d)参
照)。次いで、温度250℃、7分間の熱処理を行い、
更に温度350℃で30秒間の熱処理を行う。この熱処
理により、Pd/Ge金属層22下のi−In0.52Al
0.48Asエミッタバリア層18及びn−In0.53Ga
0.47Asベース層16内に、金属アロイ層24を形成す
る。
At this time, the WSi emitter electrode 26
a, 26b and n-In 0.53 Ga 0.47 As emitter layer 20
Since a and 20b have a T-shaped shape, n-In
Pd on the side surfaces of the 0.53 Ga 0.47 As emitter layers 20a and 20b
The / Ge metal layer does not adhere (see FIG. 3D). Then, heat treatment is performed at a temperature of 250 ° C. for 7 minutes.
Further, heat treatment is performed at a temperature of 350 ° C. for 30 seconds. By this heat treatment, i-In 0.52 Al under the Pd / Ge metal layer 22
0.48 As emitter barrier layer 18 and n-In 0.53 Ga
A metal alloy layer 24 is formed in the 0.47 As base layer 16.

【0024】尚、このとき、最初の温度250℃の熱処
理により、Pd/Ge金属層22に含有されるPdとn
−In0.53Ga0.47Asベース層16のAsとによって
薄いPdAs層が形成され、それ以上合金化が進行しな
いため、金属アロイ層24が薄いn−In0.53Ga0.47
Asベース層16を突き抜けることはない(図4(e)
参照)。尚、Pd/Ge金属層22の代わりにPd/Z
n金属層を用いた場合も同様の効果がある。
At this time, Pd and n contained in the Pd / Ge metal layer 22 are first heat-treated at a temperature of 250 ° C.
-In 0.53 Ga 0.47 As forms a thin PdAs layer with As of the base layer 16, and further alloying does not proceed, so that the metal alloy layer 24 has a thin n-In 0.53 Ga 0.47.
It does not penetrate the As base layer 16 (FIG. 4E)
reference). Note that, instead of the Pd / Ge metal layer 22, Pd / Z
The same effect is obtained when an n metal layer is used.

【0025】次いで、i−In0.52Al0.48Asエミッ
タバリア層18、n−In0.53Ga 0.47Asベース層1
6、及びi−In0.52(AI0.8 Ga0.5 0.48Asコ
レクタバリア層14をメサエッチングして、n−In
0.53Ga0.47Asコレクタ層12を露出させた後、この
n−In0.53Ga0.47Asコレクタ層12上には、厚さ
10nmのCr層と厚さ200nmのAu層とが積層さ
れたCr/Auコレクタ電極28を形成する。こうして
図1に示すME−HETを完成する(図4(f)参
照)。
Next, i-In0.52Al0.48As Emi
Ta barrier layer 18, n-In0.53Ga 0.47As base layer 1
6, and i-In0.52(AI0.8Ga0.5)0.48Asko
The lector barrier layer 14 is mesa-etched to obtain n-In
0.53Ga0.47After exposing the As collector layer 12,
n-In0.53Ga0.47On the As collector layer 12, a thickness
A 10 nm Cr layer and a 200 nm thick Au layer are laminated.
The formed Cr / Au collector electrode 28 is formed. In this way
The ME-HET shown in FIG. 1 is completed (see FIG. 4 (f)).
See).

【0026】その後、全面に、SiO2 膜やSiON膜
などからなる層間絶縁膜30を形成する(図5(g)参
照)。更に、WSiエミッタ電極26a,26b上の層
間絶縁膜30を選択的にエッチング除去してコンタクト
ホールを開口した後、このコンタクトホールを介してW
Siエミッタ電極26a,26bにそれぞれ接続するT
i層、Pt層、及びAu層が積層されたTi/Pt/A
u配線層32a,32bを形成する(図5(h)参
照)。
Thereafter, an interlayer insulating film 30 made of a SiO 2 film, a SiON film or the like is formed on the entire surface (see FIG. 5G). Further, the interlayer insulating film 30 on the WSi emitter electrodes 26a and 26b is selectively removed by etching to open a contact hole.
T connected to the Si emitter electrodes 26a and 26b respectively
Ti / Pt / A in which an i layer, a Pt layer, and an Au layer are stacked
The u wiring layers 32a and 32b are formed (see FIG. 5H).

【0027】尚、上記図3(d)に示す工程において、
厚さ70nmのPd/Ge金属層22を形成したが、こ
のPd/Ge金属層22は電極としてしようするもので
はないため、その厚さを厚くする必要はない。逆に、図
6に示すように、このPd/Ge金属層23の厚さが、
n−In0.53Ga0.47Asエミッタ層20a,20b、
更にはWSiエミッタ電極26a,26bと肩を並べる
程に厚くなると、プロセス上の問題が生じる。即ち、全
面に形成した層間絶縁膜30にコンタクトホールを開口
する工程において、WSiエミッタ電極26a,26b
間の距離が非常に近い場合には、位置合わせの余裕が全
くなくなり、WSiエミッタ電極26a,26b上のみ
ならず、Pd/Ge金属層23上にもコンタクトホール
が開口されるため、このコンタクトホールを介して形成
される配線層がショートしてしまう。従って、このよう
な問題点を防止するためにも、図3(d)に示されるよ
うに、n−In0.53Ga0.47Asエミッタ層20a,2
0b間に形成されるPd/Ge金属層22の厚さはn−
In0.53Ga0.47Asエミッタ層20a,20bの厚さ
に比べて十分薄いことが必要とされる。
In the step shown in FIG.
The Pd / Ge metal layer 22 having a thickness of 70 nm was formed. However, since the Pd / Ge metal layer 22 is not used as an electrode, it is not necessary to increase the thickness. Conversely, as shown in FIG. 6, the thickness of the Pd / Ge metal layer 23 is
n-In 0.53 Ga 0.47 As emitter layers 20a, 20b,
Further, if the thickness becomes large enough to be flush with the WSi emitter electrodes 26a and 26b, a process problem occurs. That is, in the step of opening a contact hole in the interlayer insulating film 30 formed on the entire surface, the WSi emitter electrodes 26a, 26b
When the distance between them is very short, there is no room for alignment, and a contact hole is opened not only on the WSi emitter electrodes 26a and 26b but also on the Pd / Ge metal layer 23. The wiring layer formed via the short circuit is short-circuited. Therefore, in order to prevent such a problem, as shown in FIG. 3D , the n-In 0.53 Ga 0.47 As emitter layers 20a, 2
0b, the thickness of the Pd / Ge metal layer 22 is n-
It is necessary that the thickness of the In 0.53 Ga 0.47 As emitter layer 20a, 20b be sufficiently smaller than the thickness thereof.

【0028】次に、図1のME−HETの動作を説明す
る。従来のME−HETの場合と、基本的に同じであ
る。即ち、2つのWSiエミッタ電極26a,26bの
うち、いずれか一方、例えばWSiエミッタ電極26a
に低電圧が印加されると、n−In0.53Ga0.47Asエ
ミッタ層20aからi−In0.52Al0.48Asエミッタ
バリア層18を介してn−In0.53Ga0.47Asベース
層16へ電子が注入され、例えばWSiエミッタ電極2
6bに高電圧が印加されると、このWSiエミッタ電極
26bはベース電極として機能し、n−In0.53Ga
0.47Asベース層16から電子が引き抜かれる。従っ
て、2つのWSiエミッタ電極26a,26b間の電位
差が、i−In0.52Al0.48Asエミッタバリア層18
に対する順方向及び逆方向の各立上り電圧の和により多
くなる場合にオンとなる。
Next, the operation of the ME-HET shown in FIG. 1 will be described. This is basically the same as the case of the conventional ME-HET. That is, one of the two WSi emitter electrodes 26a and 26b, for example, the WSi emitter electrode 26a
When a low voltage is applied, electrons are injected from the n-In 0.53 Ga 0.47 As emitter layer 20a to the n-In 0.53 Ga 0.47 As base layer 16 via the i-In 0.52 Al 0.48 As emitter barrier layer 18, For example, WSi emitter electrode 2
When a high voltage is applied to 6b, this WSi emitter electrode 26b functions as a base electrode, and n-In 0.53 Ga
0.47 Electrons are extracted from the As base layer 16. Therefore, the potential difference between the two WSi emitter electrodes 26a, 26b is i-In 0.52 Al 0.48 As emitter barrier layer 18
Turns on when the sum of the rising voltages in the forward and reverse directions with respect to

【0029】このように本実施例によれば、n−In
0.53Ga0.47Asエミッタ層20a,20b間のn−I
0.53Ga0.47Asベース層16内に金属アロイ層24
が形成されているため、ベースの寄生抵抗を低減するこ
とができる。具体的にいえば、n−In0.53Ga0.47
sエミッタ層20a,20bとi−In0.52Al0.48
sエミッタバリア層18との接合面積、即ちエミッタ−
ベース接合面積が2×2μm2 で、n−In0.53Ga
0.47Asエミッタ層20a,20b間の距離が1μmの
場合、ベース抵抗は120Ω(エミッタ電極のコンタク
ト抵抗分が20Ω、ベースのシート抵抗分が100Ω)
程度となった。この抵抗値は、従来のME−HET構造
における同じ条件でのベース抵抗が270Ω程度(エミ
ッタ電極のコンタクト抵抗分が20Ω、ベースのシート
抵抗分が250Ω)であるのと比較すると、1/2以下
に低減している。
As described above, according to the present embodiment, n-In
N-I between 0.53 Ga 0.47 As emitter layers 20a and 20b
n 0.53 Ga 0.47 As metal layer 24 in base layer 16
Is formed, the parasitic resistance of the base can be reduced. Specifically, n-In 0.53 Ga 0.47 A
s emitter layers 20a, 20b and i-In 0.52 Al 0.48 A
The junction area with the s emitter barrier layer 18, that is,
The base junction area is 2 × 2 μm 2 and n-In 0.53 Ga
0.47 As When the distance between the emitter layers 20a and 20b is 1 μm, the base resistance is 120Ω (the contact resistance of the emitter electrode is 20Ω, and the sheet resistance of the base is 100Ω).
It was about. This resistance value is 以下 or less as compared with a conventional ME-HET structure having a base resistance of about 270 Ω under the same conditions (a contact resistance of the emitter electrode is 20 Ω, and a sheet resistance of the base is 250 Ω). Has been reduced to

【0030】従って、本実施例によるME−HETを用
いた集積回路は、一層の高速化・低消費電力化が可能に
なると共に、高集積化に対しても寄与することができ
る。次に、本発明の第2の実施例によるME−HETに
ついて、図7を用いて説明する。図7は本実施例による
ME−HETを示す断面図である。尚、上記図1のME
−HETと同一の構成要素には同一の符号を付して説明
を省略する。
Therefore, the integrated circuit using the ME-HET according to the present embodiment can achieve higher speed and lower power consumption, and can contribute to higher integration. Next, an ME-HET according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 7 is a sectional view showing the ME-HET according to the present embodiment. The ME shown in FIG.
The same components as those of -HET are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.

【0031】本実施例は、上記第1の実施例における金
属アロイ層24の代わりに、低抵抗の半導体層が用いら
れている点に特徴がある。半絶縁性InP基板10上
に、n−In0.53Ga0.47Asコレクタ層12が形成さ
れ、このn−In0.53Ga0.47Asコレクタ層12上
に、i−In0.52(AI0.8 Ga0.5 0.48Asコレク
タバリア層14を介して、n−In0.53Ga0. 47Asベ
ース層16が形成されている。また、このn−In0.53
Ga0.47Asベース層16上には、i−In0.52Al
0.48Asエミッタバリア層18を介して、n−In0.53
Ga0.47Asエミッタ層20a,20bが2つの島状に
形成されている。
The present embodiment is characterized in that a low-resistance semiconductor layer is used in place of the metal alloy layer 24 in the first embodiment. An n-In 0.53 Ga 0.47 As collector layer 12 is formed on the semi-insulating InP substrate 10, and an i-In 0.52 (AI 0.8 Ga 0.5 ) 0.48 As collector is formed on the n-In 0.53 Ga 0.47 As collector layer 12. through the barrier layer 14, n-in 0.53 Ga 0. 47 As the base layer 16 is formed. The n-In 0.53
On the Ga 0.47 As base layer 16, i-In 0.52 Al
0.48 As via the emitter barrier layer 18, n-In 0.53
Ga 0.47 As emitter layers 20a and 20b are formed in two islands.

【0032】そしてこれら2つのn−In0.53Ga0.47
Asエミッタ層20a,20b間のn−In0.53Ga
0.47Asベース層16上に、Siのドープ量1×1019
cm-3のn+−InGaAs低抵抗層34が形成されて
いる点に本実施例の特徴がある。尚、このn+−InG
aAs低抵抗層34の代わりに、例えば高濃度のn+
InAs層を用いることも可能である。
The two n-In 0.53 Ga 0.47
N-In 0.53 Ga between As emitter layers 20a and 20b
0.47 On the As base layer 16, the Si doping amount is 1 × 10 19
This embodiment is characterized in that an n + -InGaAs low resistance layer 34 of cm −3 is formed. Note that this n + -InG
Instead of the aAs low resistance layer 34, for example, a high concentration n +
It is also possible to use an InAs layer.

【0033】また、n−In0.53Ga0.47Asエミッタ
層20a,20b上には、それぞれWSiエミッタ電極
26a,26bが形成され、またn−In0.53Ga0.47
Asコレクタ層12上には、Cr/Auコレクタ電極2
8が形成されている。次に、図1のME−HETの製造
方法を、図8及び図9に示す工程断面図を用いて説明す
る。尚、上記図2〜図5のME−HETと同一の構成要
素には同一の符号を付して説明を省略する。
On the n-In 0.53 Ga 0.47 As emitter layers 20a and 20b, WSi emitter electrodes 26a and 26b are formed, respectively, and n-In 0.53 Ga 0.47
A Cr / Au collector electrode 2 is formed on the As collector layer 12.
8 are formed. Next, a method of manufacturing the ME-HET shown in FIG. 1 will be described with reference to process cross-sectional views shown in FIGS. Note that the same components as those of the ME-HET in FIGS. 2 to 5 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.

【0034】上記図2(a)〜図3(c)に示される工
程と同様にして、半絶縁性InP基板10上に、n−I
0.53Ga0.47Asコレクタ層12、i−In0.52(A
0. 8 Ga0.5 0.48Asコレクタバリア層14、n−
In0.53Ga0.47Asベース層16、i−In0.52Al
0.48Asエミッタバリア層18、及びn−In0.53Ga
0.47Asエミッタ層20を順にエピタキシャル結晶成長
した後、このn−In 0.53Ga0.47Asエミッタ層20
上に、WSi層26を形成する。
The process shown in FIGS. 2 (a) to 3 (c)
Similarly, on the semi-insulating InP substrate 10, n-I
n0.53Ga0.47As collector layer 12, i-In0.52(A
I0. 8Ga0.5)0.48As collector barrier layer 14, n-
In0.53Ga0.47As base layer 16, i-In0.52Al
0.48As emitter barrier layer 18 and n-In0.53Ga
0.47Epitaxial crystal growth of As emitter layer 20 in sequence
After that, this n-In 0.53Ga0.47As emitter layer 20
A WSi layer 26 is formed thereon.

【0035】続いて、WSi層26を所定の形状にパタ
ーニングして、2つのWSiエミッタ電極26a,26
bを形成した後、これらWSiエミッタ電極26a,2
6bをマスクとしてn−In0.53Ga0.47Asエミッタ
層20をエッチングし、WSiエミッタ電極26a,2
6bとT字型形状をなすn−In0.53Ga0.47Asエミ
ッタ層20a,20bを形成する(図8(a)参照)。
Subsequently, the WSi layer 26 is patterned into a predetermined shape to form two WSi emitter electrodes 26a, 26
b, the WSi emitter electrodes 26a, 2
6b as a mask, the n-In 0.53 Ga 0.47 As emitter layer 20 is etched, and the WSi emitter electrodes 26a, 26
Then, n-In 0.53 Ga 0.47 As emitter layers 20a and 20b having a T-shape with 6b are formed (see FIG. 8A).

【0036】次いで、WSiエミッタ電極26a,26
bをマスクとし、メタンと水素を用いるRIE法によ
り、i−In0.52Al0.48Asエミッタバリア層18を
選択的にエッチングして、n−In0.53Ga0.47Asベ
ース層16を露出させる。続いて、MOCVD法、MB
E法、ALE法等により、WSiエミッタ電極をマスク
として、露出したn−In0.53Ga0.47Asベース層1
6上に、Siのドープ量1×1019cm-3のn+ −In
GaAs低抵抗層34を選択的に再成長させる(図8
(b)参照)。
Next, the WSi emitter electrodes 26a, 26
Using the b as a mask, the i-In 0.52 Al 0.48 As emitter barrier layer 18 is selectively etched by RIE using methane and hydrogen to expose the n-In 0.53 Ga 0.47 As base layer 16. Then, MOCVD method, MB
Using the WSi emitter electrode as a mask, the exposed n-In 0.53 Ga 0.47 As base layer 1 is formed by E method, ALE method or the like.
6, n + -In with an Si doping amount of 1 × 10 19 cm −3.
The GaAs low resistance layer 34 is selectively regrown (FIG. 8).
(B)).

【0037】次いで、i−In0.52Al0.48Asエミッ
タバリア層18、n−In0.53Ga 0.47Asベース層1
6、及びi−In0.52(AI0.8 Ga0.5 0.48Asコ
レクタバリア層14をメサエッチングして、n−In
0.53Ga0.47Asコレクタ層12を露出させた後、この
n−In0.53Ga0.47Asコレクタ層12上には、Cr
/Auコレクタ電極28を形成する。こうして図7に示
すME−HETを完成する(図9(c)参照)。
Next, i-In0.52Al0.48As Emi
Ta barrier layer 18, n-In0.53Ga 0.47As base layer 1
6, and i-In0.52(AI0.8Ga0.5)0.48Asko
The lector barrier layer 14 is mesa-etched to obtain n-In
0.53Ga0.47After exposing the As collector layer 12,
n-In0.53Ga0.47Cr on the As collector layer 12
/ Au collector electrode 28 is formed. Thus shown in FIG.
The ME-HET is completed (see FIG. 9C).

【0038】その後、全面に、層間絶縁膜30を形成
し、更に、WSiエミッタ電極26a,26b上に開口
したコンタクトホールを介してWSiエミッタ電極26
a,26bにそれぞれ接続するTi/Pt/Au配線層
32a,32bを形成する(図9(d)参照)。尚、n
−In0.53Ga0.47Asベース層16上に形成するn+
−InGaAs低抵抗層34の厚さが、n−In0.53
0.47Asエミッタ層20a,20bの厚さに比べて十
分薄いことが必要とされるのは、上記第1の実施例にお
いて図6を用いて説明した場合と同様である。。
Thereafter, an interlayer insulating film 30 is formed on the entire surface, and the WSi emitter electrode 26 is formed through contact holes opened on the WSi emitter electrodes 26a and 26b.
The Ti / Pt / Au wiring layers 32a and 32b connected to the a and 26b, respectively, are formed (see FIG. 9D). Note that n
N + formed on the In 0.53 Ga 0.47 As base layer 16
-The thickness of the InGaAs low resistance layer 34 is n-In 0.53 G
It is necessary that the thickness of the a 0.47 As emitter layers 20a and 20b be sufficiently smaller than the thickness of the As emitter layers 20a and 20b as in the case of the first embodiment described with reference to FIG. .

【0039】このように本実施例によれば、n−In
0.53Ga0.47Asエミッタ層20a,20b間のn−I
0.53Ga0.47Asベース層16上にn+ −InGaA
s低抵抗層34が形成されているため、ベースの寄生抵
抗を低減することができ、上記第1の実施例の場合と同
様の効果を奏することができる。尚、上記第2の実施例
においては、n+ −InGaAs低抵抗層34を形成す
る方法として、選択的成長法を用いたが、不純物をドー
ピングする法を用いることも可能である。但し、n−I
0.53Ga0.47Asベース層16の厚さは30nmと極
めて薄いため、通常の高エネルギーを用いるイオン注入
法では困難であり、低エネルギーを用いる制御性の高い
ドーピング法であることが要求される。
As described above, according to the present embodiment, n-In
N-I between 0.53 Ga 0.47 As emitter layers 20a and 20b
n + -InGaAs is formed on the n 0.53 Ga 0.47 As base layer 16.
Since the s low resistance layer 34 is formed, the parasitic resistance of the base can be reduced, and the same effect as in the first embodiment can be obtained. In the second embodiment, the selective growth method is used as the method of forming the n + -InGaAs low resistance layer 34, but a method of doping impurities may be used. Where n−I
Since the thickness of the n 0.53 Ga 0.47 As base layer 16 is extremely thin, that is, 30 nm, it is difficult to perform ion implantation using ordinary high energy, and a doping method using low energy and having high controllability is required.

【0040】次に、本発明の第3の実施例によるME−
HETについて、図10を用いて説明する。図10は本
実施例によるME−HETを示す断面図である。尚、上
記図7のME−HETと同一の構成要素には同一の符号
を付して説明を省略する。本実施例は、上記第2の実施
例におけるn+ −InGaAs低抵抗層34の代わり
に、金属層が用いられている点に特徴がある。
Next, ME-ME according to the third embodiment of the present invention will be described.
HET will be described with reference to FIG. FIG. 10 is a sectional view showing the ME-HET according to the present embodiment. Note that the same components as those of the ME-HET in FIG. 7 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted. The present embodiment is characterized in that a metal layer is used instead of the n + -InGaAs low resistance layer 34 in the second embodiment.

【0041】半絶縁性InP基板10上に、n−In
0.53Ga0.47Asコレクタ層12が形成され、このn−
In0.53Ga0.47Asコレクタ層12上に、i−In
0.52(AI0.8 Ga0.5 0.48Asコレクタバリア層1
4を介して、n−In0.53Ga0. 47Asベース層16が
形成されている。また、このn−In0.53Ga0.47As
ベース層16上には、i−In0.52Al0.48Asエミッ
タバリア層18を介して、n−In0.53Ga0.47Asエ
ミッタ層20a,20bが2つの島状に形成されてい
る。
On a semi-insulating InP substrate 10, n-In
A 0.53 Ga 0.47 As collector layer 12 is formed.
On the In 0.53 Ga 0.47 As collector layer 12, i-In
0.52 (AI 0.8 Ga 0.5 ) 0.48 As collector barrier layer 1
4 through, n-In 0.53 Ga 0. 47 As the base layer 16 is formed. The n-In 0.53 Ga 0.47 As
On the base layer 16, n-In 0.53 Ga 0.47 As emitter layers 20 a and 20 b are formed in two islands via an i-In 0.52 Al 0.48 As emitter barrier layer 18.

【0042】そしてこれら2つのn−In0.53Ga0.47
Asエミッタ層20a,20b間のn−In0.53Ga
0.47Asベース層16上に、AuGe層とAu層とが積
層されたAuGe/Au金属層35がオーミック接合さ
れて形成されている点に本実施例の特徴がある。尚、こ
のAuGe/Au金属層35の代わりに、AuGe/N
i/Au金属層、Pd/Ge金属層、Pd/Zn金属層
など、ベース層とオーミック接合を形成する金属層を用
いてもよい。
The two n-In 0.53 Ga 0.47
N-In 0.53 Ga between As emitter layers 20a and 20b
On 0.47 As the base layer 16, there is a feature of this embodiment in that the AuGe / Au metal layer 35 and the AuGe layer and an Au layer are laminated is formed by ohmic contact. Incidentally, instead of the AuGe / Au metal layer 35, AuGe / N
A metal layer that forms an ohmic junction with the base layer, such as an i / Au metal layer, a Pd / Ge metal layer, or a Pd / Zn metal layer, may be used.

【0043】また、n−In0.53Ga0.47Asエミッタ
層20a,20b上には、それぞれWSiエミッタ電極
26a,26bが形成され、またn−In0.53Ga0.47
Asコレクタ層12上には、Cr/Auコレクタ電極2
8が形成されている。次に、図10のME−HETの製
造方法を説明する。上記図8(a)に示される工程と同
様にして、半絶縁性InP基板10上に、n−In0.53
Ga0.47Asコレクタ層12、i−In0.52(AI0.8
Ga0.50.48Asコレクタバリア層14、n−In
0.53Ga0.47Asベース層16、i−In0.52Al0.48
Asエミッタバリア層18、及びn−In0.53Ga0.47
Asエミッタ層20を順に成長した後、このn−In
0.53Ga0.47Asエミッタ層20上に、2つのWSiエ
ミッタ電極26a,26bを形成し、これらWSiエミ
ッタ電極26a,26bをマスクとしてn−In0.53
0.47Asエミッタ層20をエッチングし、WSiエミ
ッタ電極26a,26bとT字型形状をなすn−In
0.53Ga0.47Asエミッタ層20a,20bを形成す
る。
On the n-In 0.53 Ga 0.47 As emitter layers 20a and 20b, WSi emitter electrodes 26a and 26b are formed, respectively, and n-In 0.53 Ga 0.47
A Cr / Au collector electrode 2 is formed on the As collector layer 12.
8 are formed. Next, a method for manufacturing the ME-HET in FIG. 10 will be described. 8A, an n-In 0.53 layer is formed on the semi-insulating InP substrate 10.
Ga 0.47 As collector layer 12, i-In 0.52 (AI 0.8
Ga 0.5 ) 0.48 As collector barrier layer 14, n-In
0.53 Ga 0.47 As base layer 16, i-In 0.52 Al 0.48
As emitter barrier layer 18 and n-In 0.53 Ga 0.47
After sequentially growing the As emitter layer 20, the n-In
On the 0.53 Ga 0.47 As emitter layer 20, two WSi emitter electrodes 26a and 26b are formed, and n-In 0.53 G is formed using these WSi emitter electrodes 26a and 26b as a mask.
a 0.47 As emitter layer 20 is etched to form a T-shaped n-In with WSi emitter electrodes 26a and 26b.
The 0.53 Ga 0.47 As emitter layers 20a and 20b are formed.

【0044】次いで、WSiエミッタ電極26a,26
bをマスクとして、i−In0.52Al0.48Asエミッタ
バリア層18を選択的にエッチングし、n−In0.53
0. 47Asベース層16を露出させる。続いて、上記第
2の実施例のように露出したn−In0.53Ga0.47As
ベース層16上にn+ −InGaAs低抵抗層34を選
択的に再成長させる代わりに、WSiエミッタ電極をマ
スクとして、AuGe層とAu層とを順に蒸着して、n
−In0.53Ga0.47Asベース層16にオーミック接合
するAuGe/Au金属層35を形成する。
Next, the WSi emitter electrodes 26a, 26
By using b as a mask, the i-In 0.52 Al 0.48 As emitter barrier layer 18 is selectively etched to obtain n-In 0.53 G
exposing the a 0. 47 As the base layer 16. Subsequently, the exposed n-In 0.53 Ga 0.47 As as in the second embodiment.
Instead of selectively regrowing the n + -InGaAs low resistance layer 34 on the base layer 16, an AuGe layer and an Au layer are sequentially deposited using the WSi emitter electrode as a mask, and n
An AuGe / Au metal layer 35 to be in ohmic contact with the -In 0.53 Ga 0.47 As base layer 16 is formed.

【0045】次いで、i−In0.52Al0.48Asエミッ
タバリア層18、n−In0.53Ga 0.47Asベース層1
6、及びi−In0.52(AI0.8 Ga0.5 0.48Asコ
レクタバリア層14をメサエッチングして、n−In
0.53Ga0.47Asコレクタ層12を露出させた後、この
n−In0.53Ga0.47Asコレクタ層12上には、Cr
/Auコレクタ電極28を形成する。こうして図10に
示すME−HETを完成する。
Next, i-In0.52Al0.48As Emi
Ta barrier layer 18, n-In0.53Ga 0.47As base layer 1
6, and i-In0.52(AI0.8Ga0.5)0.48Asko
The lector barrier layer 14 is mesa-etched to obtain n-In
0.53Ga0.47After exposing the As collector layer 12,
n-In0.53Ga0.47Cr on the As collector layer 12
/ Au collector electrode 28 is formed. Thus in FIG.
The ME-HET shown is completed.

【0046】尚、n−In0.53Ga0.47Asベース層1
6上に形成するAuGe/Au金属層35の厚さが、n
−In0.53Ga0.47Asエミッタ層20a,20bの厚
さに比べて十分薄いことが必要とされるのは、上記第1
の実施例において図6を用いて説明した場合と同様であ
る。。このように本実施例によれば、n−In0.53Ga
0.47Asエミッタ層20a,20b間のn−In0.53
0.47Asベース層16上にAuGe/Au金属層35
が形成されているため、ベースの寄生抵抗を低減するこ
とができ、上記第2の実施例の場合と同様の効果を奏す
ることができる。
The n-In 0.53 Ga 0.47 As base layer 1
The thickness of the AuGe / Au metal layer 35 formed on the
The reason why the thickness of the emitter layers 20a and 20b is required to be sufficiently smaller than the thickness of the -In 0.53 Ga 0.47 As
This is the same as the case described with reference to FIG. . Thus, according to the present embodiment, n-In 0.53 Ga
0.47 n-In 0.53 G between As emitter layers 20a and 20b
a 0.47 AuGe / Au metal layer 35 on the As base layer 16
Is formed, the parasitic resistance of the base can be reduced, and the same effect as in the second embodiment can be obtained.

【0047】次に、本発明の第4の実施例によるME−
RHET(Resonant-tunneling HET;共鳴トンネリング
ホットエレクトロントランジスタ)について、図11を
用いて説明する。図11は本実施例によるME−RHE
Tを示す断面図である。尚、上記図1のME−HETと
同一の構成要素には同一の符号を付して説明を省略す
る。
Next, the ME-ME according to the fourth embodiment of the present invention will be described.
The RHET (Resonant-tunneling HET) will be described with reference to FIG. FIG. 11 shows an ME-RHE according to this embodiment.
It is sectional drawing which shows T. Note that the same components as those of the ME-HET in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.

【0048】本実施例は、上記第1の実施例のHET構
造の代わりに、RHET構造となっている点に特徴があ
る。半絶縁性InP基板10上に、厚さ300nm、S
iのドープ量1×1019cm-3のn−In0.53Ga0.47
Asコレクタ層12が形成され、このn−In0.53Ga
0.47Asコレクタ層12上に、厚さ200nmのノンド
ープのi−In0.52(AI0.8 Ga0.5 0.48Asコレ
クタバリア層14を介して、厚さ30nm、Siのドー
プ量1×1018cm-3のn−In0.53Ga0.47Asベー
ス層16が形成されている。
This embodiment is characterized in that an RHET structure is used instead of the HET structure of the first embodiment. On a semi-insulating InP substrate 10, a 300 nm thick S
n-In 0.53 Ga 0.47 with an i doping amount of 1 × 10 19 cm −3
An As collector layer 12 is formed, and the n-In 0.53 Ga
On a 0.47 As collector layer 12, a non-doped i-In 0.52 (AI 0.8 Ga 0.5 ) 0.48 As collector barrier layer 14 having a thickness of 200 nm, a thickness of 30 nm and a Si doping amount of 1 × 10 18 cm −3 are provided. An n-In 0.53 Ga 0.47 As base layer 16 is formed.

【0049】また、このn−In0.53Ga0.47Asベー
ス層16上には、厚さ3nmのi−InAlAs層、厚
さ3nmのi−InGaAs層、及び厚さ3nmのi−
InAlAs層が順に積層されたi−InAlAs/I
nGaAs/InAlAsエミッタ共鳴トンネルバリア
層36を介して、厚さ200nm、Siのドープ量1×
1019cm-3のn−In0.53Ga0.47Asエミッタ層2
0a,20bが2つの島状に形成されている。即ち、R
HET構造となっている。
On the n-In 0.53 Ga 0.47 As base layer 16, an i-InAlAs layer having a thickness of 3 nm, an i-InGaAs layer having a thickness of 3 nm, and an i-InGaAs layer having a thickness of 3 nm are provided.
An In Al As layer are sequentially stacked i-InAlAs / I
Through the nGaAs / In Al As emitter resonance tunnel barrier layer 36, the thickness is 200 nm and the Si doping amount is 1 ×.
10 19 cm −3 n-In 0.53 Ga 0.47 As emitter layer 2
0a and 20b are formed in the shape of two islands. That is, R
It has a HET structure.

【0050】そしてこれら2つのn−In0.53Ga0.47
Asエミッタ層20a,20b間のi−In0.52Al
0.48Asエミッタバリア層18上に、厚さ30nmのP
d層と厚さ40nmのGe層とが積層されたPd/Ge
金属層22が形成され、またこのPd/Ge金属層22
下のi−In0.52Al0.48Asエミッタバリア層18及
びn−In0.53Ga0.47Asベース層16内に、金属ア
ロイ層24が形成されている。
The two n-In 0.53 Ga 0.47
I-In 0.52 Al between As emitter layers 20a and 20b
0.48 As a 30 nm thick P on the As emitter barrier layer 18
Pd / Ge in which a d layer and a 40 nm thick Ge layer are laminated
A metal layer 22 is formed, and the Pd / Ge metal layer 22
A metal alloy layer 24 is formed in the lower i-In 0.52 Al 0.48 As emitter barrier layer 18 and the lower n-In 0.53 Ga 0.47 As base layer 16.

【0051】また、n−In0.53Ga0.47Asエミッタ
層20a,20b上には、それぞれ厚さ400nmのW
Siエミッタ電極26a,26bが形成され、またn−
In 0.53Ga0.47Asコレクタ層12上には、厚さ10
nmのCr層と厚さ200nmのAu層とが積層された
Cr/Auコレクタ電極28が形成されている。尚、こ
の図11のME−RHETの製造方法は、上記図2〜図
5に示すME−HETの製造方法とほぼ同様であるた
め、説明を省略する。
Further, n-In0.53Ga0.47As emitter
On each of the layers 20a and 20b, a 400 nm-thick W
Si emitter electrodes 26a and 26b are formed, and n-
In 0.53Ga0.47On the As collector layer 12, a thickness of 10
nm Cr layer and 200 nm thick Au layer were laminated.
A Cr / Au collector electrode 28 is formed. In addition, this
The method for manufacturing the ME-RHET of FIG.
5 is almost the same as the method of manufacturing the ME-HET shown in FIG.
Therefore, the description is omitted.

【0052】このように本実施例によれば、n−In
0.53Ga0.47Asエミッタ層20a,20b間のn−I
0.53Ga0.47Asベース層16内に金属アロイ層24
が形成されているため、ベースの寄生抵抗を低減するこ
とができ、ME−RHETにおいても上記第1の実施例
によるME−HETの場合と同様の効果を奏することが
できる。
As described above, according to this embodiment, n-In
N-I between 0.53 Ga 0.47 As emitter layers 20a and 20b
n 0.53 Ga 0.47 As metal layer 24 in base layer 16
Is formed, the parasitic resistance of the base can be reduced, and the same effect as in the case of the ME-HET according to the first embodiment can be achieved in the ME-RHET.

【0053】また、図示はしないが、本実施例における
金属アロイ層24の代わりに、上記第2の実施例におけ
るn+ −InGaAs低抵抗層34が形成されている場
合でも、上記第3の実施例におけるAuGe/Au金属
層35が形成されている場合でも、同様の効果を奏する
ことができる。次に、本発明の第5の実施例によるME
−HBT(Hetero-junction BipolarTransistor;ヘテ
ロ接合バイポーラトランジスタ)について、図12を用
いて説明する。
Although not shown, even when the n + -InGaAs low-resistance layer 34 in the second embodiment is formed instead of the metal alloy layer 24 in the present embodiment, the third embodiment The same effect can be obtained even when the AuGe / Au metal layer 35 in the example is formed. Next, the ME according to the fifth embodiment of the present invention will be described.
An HBT (Hetero-junction Bipolar Transistor) will be described with reference to FIG.

【0054】図12は本実施例によるME−HBTを示
す断面図である。本実施例は、上記第1乃至第3の実施
例のHET構造及び上記第4の実施例のRHET構造の
代わりに、HBT構造となっている点に特徴がある。半
絶縁性InP基板40上に、厚さ300nm、Siのド
ープ量5×1018cm-3のn−InGaAsコレクタコ
ンタクト層42を介して、厚さ300nm、Siのドー
プ量1×1017cm-3のn−InGaAsコレクタ層4
4が形成されている。このn−InGaAsコレクタ層
44上には、厚さ50nm、Beのドープ量5×1018
cm-3のp−InGaAsベース層46が形成されてい
る。
FIG. 12 is a sectional view showing an ME-HBT according to this embodiment. The present embodiment is characterized in that an HBT structure is used instead of the HET structure of the first to third embodiments and the RHET structure of the fourth embodiment. On a semi-insulating InP substrate 40, an n-InGaAs collector contact layer 42 having a thickness of 300 nm and a Si doping amount of 5 × 10 18 cm −3 is interposed, and has a thickness of 300 nm and a Si doping amount of 1 × 10 17 cm −. 3 n-InGaAs collector layer 4
4 are formed. The n-InGaAs collector layer 44 has a thickness of 50 nm and a Be doping amount of 5 × 10 18.
A p-InGaAs base layer 46 of cm -3 is formed.

【0055】また、このp−InGaAsベース層46
上には、p−InGaAsベース層46のバンドギャッ
プより大きなバンドギャップをもつ、厚さ150nm、
Siのドープ量5×1017cm-3のn−InAlAsエ
ミッタ層48が形成されている。また、このn−InA
lAsエミッタ層48上には、厚さ200nm、Siの
ドープ量5×1019cm-3のn−InGaAsエミッタ
コンタクト層50a,50bが2つの島状に形成されて
いる。
The p-InGaAs base layer 46
On top, a thickness of 150 nm having a band gap larger than that of the p-InGaAs base layer 46,
An n-InAlAs emitter layer 48 having a Si doping amount of 5 × 10 17 cm −3 is formed. Also, this n-InA
On the lAs emitter layer 48, n-InGaAs emitter contact layers 50a and 50b having a thickness of 200 nm and a Si doping amount of 5 × 10 19 cm −3 are formed in two islands.

【0056】そしてこれら2つのn−InGaAsエミ
ッタコンタクト層50a,50b間のn−InAlAs
エミッタ層48上に、厚さ10nmのPd層と厚さ30
nmのZn層とが積層されたPd/Zn金属層52が形
成され、またこのPd/Zn金属層52下のn−InA
lAsエミッタ層48を通ってp−InGaAsベース
層46内に、深さ30nm程度の薄い金属アロイ層54
が形成されている点に本実施例の特徴がある。尚、Pd
/Zn金属層52の代わりに、Pd/Ge金属層を用い
てもよい。
The n-InAlAs between these two n-InGaAs emitter contact layers 50a, 50b
On the emitter layer 48, a Pd layer having a thickness of 10 nm and a Pd layer having a thickness of 30 nm are formed.
A Pd / Zn metal layer 52 is formed by laminating a Zn layer with a thickness of 50 nm.
p-InGaAs base through lAs emitter layer 48
In the layer 46 , a thin metal alloy layer 54 having a depth of about 30 nm is provided.
The feature of the present embodiment lies in the fact that is formed. In addition, Pd
Instead of the / Zn metal layer 52, a Pd / Ge metal layer may be used.

【0057】また、n−InGaAsエミッタコンタク
ト層50a,50b上には、それぞれ厚さ10nmのC
r層と厚さ200nmのAu層とが積層されたCr/A
uエミッタ電極56a,56bが形成されている。ま
た、n−InGaAsコレクタコンタクト層42上に
は、厚さ10nmのCr層と厚さ200nmのAu層と
が積層されたCr/Auコレクタ電極58が形成されて
いる。
On the n-InGaAs emitter contact layers 50a and 50b, a 10 nm-thick C
Cr / A in which an r layer and a 200 nm thick Au layer are laminated
u emitter electrodes 56a and 56b are formed. On the n-InGaAs collector contact layer 42, a Cr / Au collector electrode 58 in which a 10-nm thick Cr layer and a 200-nm thick Au layer are stacked is formed.

【0058】次に、図12のME−HBTの製造方法を
説明する。半絶縁性InP基板40上に、厚さ300n
m、Siのドープ量5×1018cm-3のn−InGaA
sコレクタコンタクト層42、厚さ300nm、Siの
ドープ量1×1017cm-3のn−InGaAsコレクタ
層44、厚さ50nm、Beのドープ量5×1018cm
-3のp−InGaAsベース層46、p−InGaAs
ベース層46のバンドギャップより大きなバンドギャッ
プをもつ、厚さ150nm、Siのドープ量5×1017
cm-3のn−InAlAsエミッタ層48、厚さ200
nm、Siのドープ量5×1019cm-3のn−InGa
Asエミッタコンタクト層50を順にエピタキシャル結
晶成長する。続いて、このn−InGaAsエミッタコ
ンタクト層50上に、厚さ10nmのCr層と厚さ20
0nmのAu層とが積層されたCr/Au層を形成す
る。
Next, a method of manufacturing the ME-HBT shown in FIG. 12 will be described. 300n thickness on semi-insulating InP substrate 40
n-InGaAs with a doping amount of m and Si of 5 × 10 18 cm −3
s collector contact layer 42, thickness 300 nm, n-InGaAs collector layer 44 having a Si doping amount of 1 × 10 17 cm −3 , thickness 50 nm, Be doping amount 5 × 10 18 cm 3
-3 p-InGaAs base layer 46, p-InGaAs
150 nm thick, having a band gap larger than the band gap of the base layer 46, and a Si doping amount of 5 × 10 17
cm −3 n-InAlAs emitter layer 48, thickness 200
nm, n-InGa with a Si doping amount of 5 × 10 19 cm −3
The As emitter contact layer 50 is epitaxially grown in order. Subsequently, on the n-InGaAs emitter contact layer 50, a Cr layer having a thickness of 10 nm and a
A Cr / Au layer is formed by laminating a 0 nm Au layer.

【0059】次いで、このCr/Au層を所定の形状に
パターニングして、2つのCr/Auエミッタ電極56
a,56bを形成した後、これらrCr/Auエミッタ
電極56a,56bをマスクとし、n−InGaAsエ
ミッタコンタクト層50をエッチングして、2つの島状
のn−InGaAsエミッタコンタクト層50a,50
bを形成する。
Next, the Cr / Au layer is patterned into a predetermined shape to form two Cr / Au emitter electrodes 56.
After the formation of the n-InGaAs emitter contact layers 50a and 50b, the n-InGaAs emitter contact layer 50 is etched using the rCr / Au emitter electrodes 56a and 56b as masks.
b is formed.

【0060】次いで、EB蒸着法により、Cr/Auエ
ミッタ電極56a,56bをマスクとして、これら2つ
のn−InGaAsエミッタコンタクト層50a,50
b間のn−InAlAsエミッタ層48上に、厚さ10
nmのPd層と厚さ30nmのZn層とを順に蒸着し、
Pd/Zn金属層52を形成する。続いて、温度250
℃、3分間の熱処理を行い、更に温度325℃で30秒
間の熱処理を行うことにより、Pd/Zn金属層52下
のn−InAlAsエミッタ層48を通ってp−InG
aAsベース層46内に、深さ30nm程度の薄い金属
アロイ層54を形成する。
Next, these two n-InGaAs emitter contact layers 50a, 50b are formed by EB evaporation using the Cr / Au emitter electrodes 56a, 56b as a mask.
b on the n-InAlAs emitter layer 48 between
a Pd layer having a thickness of 30 nm and a Zn layer having a thickness of 30 nm in this order.
A Pd / Zn metal layer 52 is formed. Subsequently, the temperature 250
At 325 ° C. for 30 seconds to pass through the n-InAlAs emitter layer 48 under the Pd / Zn metal layer 52 to form p-InG
A thin metal alloy layer 54 having a depth of about 30 nm is formed in the aAs base layer 46 .

【0061】次いで、n−InAlAsエミッタ層4
8、p−InGaAsベース層46、及びn−InGa
Asコレクタ層44をメサエッチングして、n−InG
aAsコレクタコンタクト層42を露出させた後、この
n−InGaAsコレクタコンタクト層42上に、厚さ
10nmのCr層と厚さ200nmのAu層とが積層さ
れたCr/Auコレクタ電極58を形成する。
Next, the n-InAlAs emitter layer 4
8, p-InGaAs base layer 46, and n-InGa
The As collector layer 44 is mesa-etched to form n-InG
After exposing the aAs collector contact layer 42, a Cr / Au collector electrode 58 in which a 10 nm thick Cr layer and a 200 nm thick Au layer are laminated is formed on the n-InGaAs collector contact layer 42.

【0062】尚、この図12のME−HBTにおいて
は、エミッタ−ベース間に正のバイアスを印加すると、
エミッタから電子がベース層に到達する。ここでベース
層に到達した電子は拡散によりコレクタ層へ到達し、コ
レクタ電流となる。動作原理としては、ME−HETと
ほぼ同様である。このように本実施例によれば、n−I
nGaAsエミッタコンタクト層50a,50b間のp
−InGaAsベース層46内に金属アロイ層54が形
成されているため、ベースの寄生抵抗を低減することが
でき、ME−HBTにおいても上記第1の実施例による
ME−HETの場合と同様の効果を奏することができ
る。
In the ME-HBT of FIG. 12 , when a positive bias is applied between the emitter and the base,
Electrons from the emitter reach the base layer. Here, the electrons that have reached the base layer reach the collector layer by diffusion and become a collector current. The operating principle is almost the same as ME-HET. As described above, according to the present embodiment, n−I
p between nGaAs emitter contact layers 50a and 50b
Since the metal alloy layer 54 is formed in the InGaAs base layer 46, the parasitic resistance of the base can be reduced, and the same effect as in the ME-HET according to the first embodiment can be obtained in the ME-HBT. Can be played.

【0063】また、図示はしないが、本実施例における
金属アロイ層54の代わりに、上記第1の実施例におけ
るn+ −InGaAs低抵抗層34が形成されている場
合でも、上記第3の実施例におけるAuGe/Au金属
層35が形成されている場合でも、同様の効果を奏する
ことができる。尚、上記第1〜第4によるME−HE
T、ME−RHET、ME−HBTの材料としては、上
記に示したものの他、例えばGaAs/AlGaAs
系、InAs/AlGaSbAS系、InGaAs/I
nGaP系などでも可能であり、半導体材料によって本
発明の内容が制限されるものではない。また、いずれも
エミッタ部が2の場合について説明したが、3以上の場
合であっても基本的な半導体装置の構造及びその製造方
法は同様である。
Although not shown, even when the n + -InGaAs low-resistance layer 34 in the first embodiment is formed instead of the metal alloy layer 54 in the present embodiment, the third embodiment The same effect can be obtained even when the AuGe / Au metal layer 35 in the example is formed. It should be noted that the ME-HE according to the above first to fourth embodiments.
As materials for T, ME-RHET, and ME-HBT, in addition to those described above, for example, GaAs / AlGaAs
System, InAs / AlGaSbAS system, InGaAs / I
An nGaP system or the like is also possible, and the content of the present invention is not limited by the semiconductor material. Further, in each case, the case where the number of the emitters is two has been described. However, even when the number of the emitters is three or more, the basic structure of the semiconductor device and the manufacturing method thereof are the same.

【0064】[0064]

【発明の効果】以上のように本発明によれば、コレクタ
部と、コレクタ部に接続されたベース部と、ベース部に
接続された2以上の島状のエミッタ部とを有する半導体
装置において、2以上の島状のエミッタ部間に低抵抗領
域が設けられていることにより、マルチ・エミッタ型半
導体装置において従来問題であったベースの寄生抵抗を
低減することが可能になる。
As described above, according to the present invention, there is provided a semiconductor device having a collector, a base connected to the collector, and two or more island-shaped emitters connected to the base. The provision of the low-resistance region between the two or more island-shaped emitter portions makes it possible to reduce the parasitic resistance of the base, which has conventionally been a problem in the multi-emitter type semiconductor device.

【0065】これにより、マルチ・エミッタ型半導体装
置の一層の高速化・低消費電力化が可能になると共に、
その高集積化に対しても寄与することができる。
This makes it possible to further increase the speed and reduce the power consumption of the multi-emitter type semiconductor device.
It can also contribute to high integration.

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

【図1】本発明の第1の実施例によるME−HETを示
す断面図である。
FIG. 1 is a sectional view showing an ME-HET according to a first embodiment of the present invention.

【図2】図1のME−HETの製造方法を説明するため
の工程断面図(その1)である。
FIG. 2 is a process sectional view (part 1) for describing the method of manufacturing the ME-HET in FIG.

【図3】図1のME−HETの製造方法を説明するため
の工程断面図(その2)である。
FIG. 3 is a process sectional view (part 2) for describing the method for manufacturing the ME-HET in FIG.

【図4】図1のME−HETの製造方法を説明するため
の工程断面図(その3)である。
FIG. 4 is a process sectional view (part 3) for describing the method of manufacturing the ME-HET in FIG.

【図5】図1のME−HETの製造方法を説明するため
の工程断面図(その4)である。
FIG. 5 is a process sectional view (part 4) for describing the method of manufacturing the ME-HET in FIG.

【図6】図1のME−HETの製造方法を説明するため
の工程断面図である。
FIG. 6 is a process cross-sectional view for explaining the method of manufacturing the ME-HET in FIG.

【図7】本発明の第2の実施例によるME−HETを示
す断面図である。
FIG. 7 is a sectional view showing an ME-HET according to a second embodiment of the present invention.

【図8】図7のME−HETの製造方法を説明するため
の工程断面図(その1)である。
FIG. 8 is a process sectional view (part 1) for describing the method of manufacturing the ME-HET in FIG.

【図9】図7のME−HETの製造方法を説明するため
の工程断面図(その2)である。
FIG. 9 is a process sectional view (part 2) for describing the method for manufacturing the ME-HET in FIG.

【図10】本発明の第3の実施例によるME−HETを
示す断面図である。
FIG. 10 is a sectional view showing an ME-HET according to a third embodiment of the present invention.

【図11】本発明の第4の実施例によるME−RHET
を示す断面図である。
FIG. 11 shows a ME-RHET according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG.

【図12】本発明の第5の実施例によるME−HBTを
示す断面図である。
FIG. 12 is a sectional view showing an ME-HBT according to a fifth embodiment of the present invention.

【図13】従来のME−HETを示す断面図である。FIG. 13 is a cross-sectional view showing a conventional ME-HET.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10…半絶縁性InP基板 12…n−In0.53Ga0.47Asコレクタ層 14…i−In0.52(AI0.8 Ga0.5 0.48Asコレ
クタバリア層 16…n−In0.53Ga0.47Asベース層 18…i−In0.52Al0.48Asエミッタバリア層 20、20a,20b…n−In0.53Ga0.47Asエミ
ッタ層 22…Pd/Ge金属層 24…金属アロイ層 26…WSi層 26a,26b…WSiエミッタ電極 28…Cr/Auコレクタ電極 30…層間絶縁膜 32a,32b…Ti/Pt/Au配線層 34…n+ −InGaAs低抵抗層 35…AuGe/Au金属層 36…i−InAlAs/InGaAs/InGaAs
エミッタ共鳴トンネルバ リア層 40…半絶縁性InP基板 42…n−InGaAsコレクタコンタクト層 44…n−InGaAsコレクタ層 46…p−InGaAsベース層 48…n−InAlAsエミッタ層 50a,50b…n−InGaAsエミッタコンタクト
層 52…Pd/Zn金属層 54…金属アロイ層 56a,56b…Cr/Auエミッタ電極 58…Cr/Auコレクタ電極 60…半絶縁性InP基板 62…n−InGaAsコレクタ層 64…i−InAIGaAsコレクタバリア層 66…n−InGaAsベース層 68…i−InAlAsエミッタバリア層 70a,70b…n−InGaAsエミッタ層 72a,72b…エミッタ電極 74…コレクタ電極
10 ... semi-insulating InP substrate 12 ... n-In 0.53 Ga 0.47 As collector layer 14 ... i-In 0.52 (AI 0.8 Ga 0.5) 0.48 As collector barrier layer 16 ... n-In 0.53 Ga 0.47 As the base layer 18 ... i- In 0.52 Al 0.48 As emitter barrier layer 20, 20a, 20b ... n-In 0.53 Ga 0.47 As emitter layer 22 ... Pd / Ge metal layer 24 ... metal alloy layer 26 ... WSi layer 26a, 26b ... WSi emitter electrode 28 ... Cr / Au collector electrode 30 ... Interlayer insulating film 32a, 32b ... Ti / Pt / Au wiring layer 34 ... n + -InGaAs low resistance layer 35 ... AuGe / Au metal layer 36 ... i-InAlAs / InGaAs / InGaAs
Emitter resonance tunnel barrier layer 40 ... Semi-insulating InP substrate 42 ... n-InGaAs collector contact layer 44 ... n-InGaAs collector layer 46 ... p-InGaAs base layer 48 ... n-InAlAs emitter layers 50a, 50b ... n-InGaAs emitter contacts Layer 52: Pd / Zn metal layer 54: Metal alloy layer 56a, 56b: Cr / Au emitter electrode 58: Cr / Au collector electrode 60: Semi-insulating InP substrate 62: n-InGaAs collector layer 64: i-InAIGAAs collector barrier Layer 66: n-InGaAs base layer 68: i-InAlAs emitter barrier layer 70a, 70b: n-InGaAs emitter layer 72a, 72b: emitter electrode 74: collector electrode

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 29/68 H01L 21/331 H01L 29/73 - 29/737 H01L 29/205 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Fields surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) H01L 29/68 H01L 21/331 H01L 29/73-29/737 H01L 29/205

Claims (11)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 基板と、前記基板上に形成されたコレク
タ層と、前記コレクタ層上に形成されたコレクタバリア
層と、前記コレクタバリア層上に形成されたベース層
と、前記ベース層上に形成されたエミッタバリア層と、
前記エミッタバリア層上に形成された2以上の島状のエ
ミッタ層と、前記コレクタ層上にオーミック接合するコ
レクタ電極と、前記2以上の島状のエミッタ層上にそれ
ぞれオーミック接合する2以上のエミッタ電極とを有す
るマルチ・エミッタ型トランジスタを備えた半導体装置
において、 前記2以上の島状のエミッタ層間の前記ベース層内に、
低抵抗領域が設けられていることを特徴とする半導体装
置。
A substrate; a collector layer formed on the substrate; a collector barrier layer formed on the collector layer; a base layer formed on the collector barrier layer; An emitter barrier layer formed,
Two or more island-shaped emitter layers formed on the emitter barrier layer, a collector electrode having an ohmic junction on the collector layer, and two or more emitters having an ohmic junction on each of the two or more island-shaped emitter layers A semiconductor device comprising a multi-emitter transistor having an electrode, wherein the base layer between the two or more island-shaped emitter layers is
A semiconductor device provided with a low resistance region.
【請求項2】 基板と、前記基板上に形成されたコレク
タ層と、前記コレクタ層上に形成されたコレクタバリア
層と、前記コレクタバリア層上に形成されたベース層
と、前記ベース層上に形成されたエミッタバリア層と、
前記エミッタバリア層上に形成された2以上の島状のエ
ミッタ層と、前記コレクタ層上にオーミック接合するコ
レクタ電極と、前記2以上の島状のエミッタ層上にそれ
ぞれオーミック接合する2以上のエミッタ電極とを有す
るマルチ・エミッタ型トランジスタを備えた半導体装置
において、 前記2以上の島状のエミッタ層間の前記エミッタバリア
層内及び前記ベース層内に、低抵抗領域が設けられてい
ることを特徴とする半導体装置。
2. A semiconductor device comprising: a substrate; a collector layer formed on the substrate; a collector barrier layer formed on the collector layer; a base layer formed on the collector barrier layer; An emitter barrier layer formed,
Two or more island-shaped emitter layers formed on the emitter barrier layer, a collector electrode having an ohmic junction on the collector layer, and two or more emitters having an ohmic junction on each of the two or more island-shaped emitter layers A multi-emitter transistor having an electrode, wherein a low-resistance region is provided in the emitter barrier layer and the base layer between the two or more island-shaped emitter layers. Semiconductor device.
【請求項3】 基板と、前記基板上に形成されたコレク
タ層と、前記コレクタ層上に形成されたコレクタバリア
層と、前記コレクタバリア層上に形成されたベース層
と、前記ベース層上に形成されたエミッタ共鳴トンネル
バリア層と、前記エミッタ共鳴トンネルバリア層上に形
成された2以上の島状のエミッタ層と、前記コレクタ層
上にオーミック接合するコレクタ電極と、前記2以上の
島状のエミッタ層上にそれぞれオーミック接合する2以
上のエミッタ電極とを有するマルチ・エミッタ型トラン
ジスタを備えた半導体装置において、 前記2以上の島状のエミッタ層間の前記ベース層内に、
低抵抗領域が設けられていることを特徴とする半導体装
置。
3. A substrate, a collector layer formed on the substrate, a collector barrier layer formed on the collector layer, a base layer formed on the collector barrier layer, and a The formed emitter resonance tunnel barrier layer, two or more island-shaped emitter layers formed on the emitter resonance tunnel barrier layer, a collector electrode that forms an ohmic junction on the collector layer, and the two or more island-shaped In a semiconductor device having a multi-emitter type transistor having two or more emitter electrodes each having an ohmic junction on an emitter layer, the semiconductor device includes a base layer between the two or more island-shaped emitter layers,
A semiconductor device provided with a low resistance region.
【請求項4】 基板と、前記基板上に形成されたコレク
タ層と、前記コレクタ層上に形成されたコレクタバリア
層と、前記コレクタバリア層上に形成されたベース層
と、前記ベース層上に形成されたエミッタ共鳴トンネル
バリア層と、前記エミッタ共鳴トンネルバリア層上に形
成された2以上の島状のエミッタ層と、前記コレクタ層
上にオーミック接合するコレクタ電極と、前記2以上の
島状のエミッタ層上にそれぞれオーミック接合する2以
上のエミッタ電極とを有するマルチ・エミッタ型トラン
ジスタを備えた半導体装置において、 前記2以上の島状のエミッタ層間の前記エミッタ共鳴ト
ンネルバリア層内及び前記ベース層内に、低抵抗領域が
設けられていることを特徴とする半導体装置。
4. A substrate, a collector layer formed on the substrate, a collector barrier layer formed on the collector layer, a base layer formed on the collector barrier layer, and a The formed emitter resonance tunnel barrier layer, two or more island-shaped emitter layers formed on the emitter resonance tunnel barrier layer, a collector electrode that forms an ohmic junction on the collector layer, and the two or more island-shaped In a semiconductor device provided with a multi-emitter type transistor having two or more emitter electrodes each having an ohmic junction on an emitter layer, in the emitter resonance tunnel barrier layer and the base layer between the two or more island-shaped emitter layers Wherein a low resistance region is provided.
【請求項5】 基板と、前記基板上に形成されたコレク
タ層と、前記コレクタ層上に形成されたベース層と、前
記ベース層上に形成されたエミッタ層と、前記エミッタ
層上に形成された2以上の島状のエミッタコンタクト層
と、前記コレクタ層上にオーミック接合するコレクタ電
極と、前記2以上の島状のエミッタコンタクト層上にそ
れぞれオーミック接合する2以上のエミッタ電極とを有
するマルチ・エミッタ型トランジスタを備えた半導体装
置において、 前記2以上の島状のエミッタコンタクト層間の前記ベー
ス層内に、低抵抗領域が設けられていることを特徴とす
る半導体装置。
5. A substrate, a collector layer formed on the substrate, a base layer formed on the collector layer, an emitter layer formed on the base layer, and formed on the emitter layer A multi-layer structure comprising at least two island-shaped emitter contact layers, a collector electrode having an ohmic junction on the collector layer, and two or more emitter electrodes having an ohmic junction on the two or more island-shaped emitter contact layers, respectively. A semiconductor device comprising an emitter-type transistor, wherein a low-resistance region is provided in the base layer between the two or more island-shaped emitter contact layers.
【請求項6】 基板と、前記基板上に形成されたコレク
タ層と、前記コレクタ層上に形成されたベース層と、前
記ベース層上に形成されたエミッタ層と、前記エミッタ
層上に形成された2以上の島状のエミッタコンタクト層
と、前記コレクタ層上にオーミック接合するコレクタ電
極と、前記2以上の島状のエミッタコンタクト層上にそ
れぞれオーミック接合する2以上のエミッタ電極とを有
するマルチ・エミッタ型トランジスタを備えた半導体装
置において、 前記2以上の島状のエミッタコンタクト層間の前記エミ
ッタ層内及び前記ベース層内に、低抵抗領域が設けられ
ていることを特徴とする半導体装置。
6. A substrate, a collector layer formed on the substrate, a base layer formed on the collector layer, an emitter layer formed on the base layer, and formed on the emitter layer A multi-layer structure comprising at least two island-shaped emitter contact layers, a collector electrode having an ohmic junction on the collector layer, and two or more emitter electrodes having an ohmic junction on the two or more island-shaped emitter contact layers, respectively. A semiconductor device comprising an emitter-type transistor, wherein a low-resistance region is provided in the emitter layer and the base layer between the two or more island-shaped emitter contact layers.
【請求項7】 請求項1乃至6のいずれか1項に記載の
半導体装置において、 前記低抵抗領域が、金属と半導体の合金層であることを
特徴とする半導体装置。
7. The semiconductor device according to claim 1, wherein the low-resistance region is an alloy layer of a metal and a semiconductor.
【請求項8】 請求項1乃至6のいずれか1項に記載の
半導体装置において、 前記低抵抗領域が、金属層であることを特徴とする半導
体装置。
8. The semiconductor device according to claim 1, wherein the low-resistance region is a metal layer.
【請求項9】 基板上に、コレクタ層、コレクタバリア
層、ベース層、エミッタバリア層、及びエミッタ層を順
に成長させ、前記エミッタ層上に、エミッタ電極層を形
成する第1の工程と、 前記エミッタ電極層を所定の形状にパターニングして、
2以上のエミッタ電極を形成した後、前記2以上のエミ
ッタ電極をマスクとして、前記エミッタ層を選択的にエ
ッチングし、2以上の島状のエミッタ層を形成する第2
の工程と、 前記2以上のエミッタ電極をマスクとして、前記2以上
の島状のエミッタ層間の前記エミッタバリア層上に金属
層を形成した後、熱処理を行って、前記金属層下の前記
エミッタバリア層及び前記ベース層内に、金属と半導体
の合金層を形成する第3の工程と、 前記エミッタバリア層、前記ベース層、及び前記コレク
タバリア層をメサエッチングした後、露出した前記コレ
クタ層上に、コレクタ電極を形成する第4の工程とを有
することを特徴とする半導体装置の製造方法。
9. A first step of sequentially growing a collector layer, a collector barrier layer, a base layer, an emitter barrier layer, and an emitter layer on a substrate, and forming an emitter electrode layer on the emitter layer; Pattern the emitter electrode layer into a predetermined shape,
After forming two or more emitter electrodes, the second emitter layer is selectively etched using the two or more emitter electrodes as a mask to form two or more island-like emitter layers.
Forming a metal layer on the emitter barrier layer between the two or more island-shaped emitter layers using the two or more emitter electrodes as a mask, and then performing a heat treatment to form the emitter barrier under the metal layer. A third step of forming an alloy layer of a metal and a semiconductor in the base layer and the base layer, and after the mesa-etching of the emitter barrier layer, the base layer, and the collector barrier layer, on the exposed collector layer And a fourth step of forming a collector electrode.
【請求項10】 請求項9記載の半導体装置の製造方法
において、 前記第3の工程の代わりに、前記2以上のエミッタ電極
をマスクとして、前記エミッタバリア層を選択的にエッ
チングして、前記2以上の島状のエミッタ層間の前記ベ
ース層を露出させた後、前記2以上のエミッタ電極をマ
スクとして、露出した前記ベース層上に、金属層をオー
ミック接合して形成する工程を有することを特徴とする
半導体装置の製造方法。
10. The method according to claim 9, wherein the emitter barrier layer is selectively etched using the two or more emitter electrodes as a mask, instead of the third step. After exposing the base layer between the island-shaped emitter layers, forming a metal layer on the exposed base layer by ohmic junction using the two or more emitter electrodes as a mask. Manufacturing method of a semiconductor device.
【請求項11】 基板上に、コレクタ層、ベース層、エ
ミッタ層、及びエミッタコンタクト層を順に成長させ、
前記エミッタコンタクト層上に、エミッタ電極層を形成
する第1の工程と、 前記エミッタ電極層を所定の形状にパターニングして、
2以上のエミッタ電極を形成した後、前記2以上のエミ
ッタ電極をマスクとして、前記エミッタコンタクト層を
選択的にエッチングし、2以上の島状のエミッタコンタ
クト層を形成する第2の工程と、 前記2以上のエミッタコンタクト層をマスクとして、前
記2以上の島状のエミッタコンタクト層間の前記エミッ
タ層上に金属層を形成した後、熱処理を行って、前記金
属層下の前記エミッタ層及び前記ベース層内に、金属と
半導体の合金層を形成する第3の工程と、 前記エミッタ層をメサエッチングした後、露出した前記
コレクタ層上に、コレクタ電極を形成する第4の工程と
を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
11. A collector layer, a base layer, an emitter layer, and an emitter contact layer are sequentially grown on a substrate,
A first step of forming an emitter electrode layer on the emitter contact layer, and patterning the emitter electrode layer into a predetermined shape;
A second step of selectively etching the emitter contact layer using the two or more emitter electrodes as a mask to form two or more island-shaped emitter contact layers, after forming the two or more emitter electrodes; After forming a metal layer on the emitter layer between the two or more island-shaped emitter contact layers using the two or more emitter contact layers as a mask, a heat treatment is performed, and the emitter layer and the base layer below the metal layer are formed. A third step of forming an alloy layer of a metal and a semiconductor therein, and a fourth step of forming a collector electrode on the exposed collector layer after the emitter layer is mesa-etched. Manufacturing method of a semiconductor device.
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