JP4026347B2

JP4026347B2 - 化合物半導体バイポーラトランジスタの製造方法

Info

Publication number: JP4026347B2
Application number: JP2001313171A
Authority: JP
Inventors: 健川崎; 謙司小谷; 昌輝柳沢; 誠司八重樫; 浩矢野
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 2001-10-10
Filing date: 2001-10-10
Publication date: 2007-12-26
Anticipated expiration: 2021-10-10
Also published as: JP2003124223A; US20030075737A1; US6664610B2

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、III−Ｖ族化合物半導体で形成されたバイポーラトランジスタの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ヘテロ接合バイポーラトランジスタ(Hetero-junction Bipolar Transistor：ＨＢＴ)は、高速光通信システムの送受信器用の増幅器として利用されるようになりつつある。ＨＢＴは、優れた高周波特性を有しているが、それでもなお、高周波特性を更に向上させるべく様々な試みがなされている。その中には、例えば、コレクタ又はサブコレクタをメサ状に形成するといった試みがある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明者らは、メサ状のコレクタ又はサブコレクタを有するＨＢＴの製造に起因する問題点を見出した。ＩｎＧａＡｓ／ＩｎＰ系のメサ状サブコレクタを有するＨＢＴの製造プロセスを例示しながら、その問題点を説明する。ＩｎＰ基板上にサブコレクタ層(ＩｎＧａＡｓ)が成長される。このサブコレクタ層がエッチングされて加工されてサブコレクタメサが形成される。このサブコレクタメサを覆うようにコレクタ層(ＩｎＧａＡｓ)、ベース層(ＩｎＧａＡｓ)、エミッタ層(ＩｎＰ)、及びエミッタコンタクト層(ＩｎＧａＡｓ)が順に成長される。エミッタ層は、下地のサブコレクタの形状を反映して屈曲している。エミッタコンタクト層はエッチングされてエミッタコンタクト領域が形成されると、このエッチングにより露出したエミッタ層の屈曲部には、エッチピットが発生してしまう。エッチピットが多数発生すれば、ＨＢＴの製造歩留まりが低下してしまう。
【０００４】
本発明は、エッチピットを低減可能な構造を有する化合物半導体バイポーラトランジスタの製造方法を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、化合物半導体バイポーラトランジスタを製造する方法であって、基板上に設けられたコレクタ膜をエッチングして、所定の方向に延びる凹部を形成する工程と、有機金属気相堆積法により前記凹部を埋めるように、ベース膜を前記基板上に形成する工程と、前記ベース膜上に、エミッタ膜及びコンタクト膜を順に形成する工程と、前記コンタクト膜をエッチングしてエミッタコンタクト層を形成する工程とを備え、前記凹部の幅は、前記ベース膜の表面が平坦化されるように調整されている。
また、本発明は、化合物半導体ヘテロバイポーラトランジスタを製造する方法であって、基板上に設けられたサブコレクタ膜をエッチングして、所定の方向に延びる凹部を形成する工程と、有機金属気相堆積法により前記凹部を埋めるように、コレクタ膜を前記基板上に形成する工程と、前記コレクタ膜上に、ベース膜、エミッタ膜、及びコンタクト膜を順に形成する工程と、前記コンタクト膜をエッチングしてエミッタコンタクト層を形成する工程とを備え、前記凹部の幅は、前記コレクタ膜の表面が平坦化されるように調整されている。
本発明では、前記凹部の断面は台形状であり、前記凹部の開口部の幅は、１．０μｍ以上であり、２．５μｍ以下であることが好ましい。また、本発明では、前記凹部の断面は台形状であり、前記凹部の底部における幅は、０．５μｍ以上であり、２．０μｍ以下であることが好ましい。
【０００６】
本発明の一側面に係る化合物半導体バイポーラトランジスタは、基板上に設けられ一対のエッジを有するコレクタ層と、コレクタ層の一対のエッジを覆うように設けられたベース層と、ベース層上に設けられたエミッタ層と、エミッタ層上に設けられたエミッタコンタクト層とを備える。エミッタ層のエッジは、エミッタコンタクト層のエッジから離れており、エミッタ層の表面は平坦化されている。エミッタ層がコレクタ層による段差に応じて屈曲している化合物半導体バイポーラトランジスタにおいては、エミッタ層の屈曲部にはエッチピットが発生してしまう。しかし、本発明の一側面に係る化合物半導体バイポーラトランジスタにおいては、エミッタ層の表面は平坦化されるので、エッチピットを低減でき、歩留まりを向上できる。エミッタ層が屈曲すると、その表面にはある特定の結晶面が現れる。すると、エッチング速度が速くなる部分が生じ、その結果、エッチピットが生じてしまう。
【０００７】
本発明の別の側面に係る化合物半導体バイポーラトランジスタは、基板上に設けられ一対のエッジを有するサブコレクタ層と、サブコレクタ層の一対のエッジを覆うように設けられたコレクタ層と、コレクタ層上に設けられたベース層と、ベース層上に設けられたエミッタ層と、エミッタ層上に設けられたエミッタコンタクト層とを備える。エミッタ層のエッジは、エミッタコンタクト層のエッジから離れており、エミッタ層の表面は平坦化されている。このようにしても、エミッタコンタクト層を形成する際に、エッチピットを低減できる。
【０００８】
また、上記の化合物半導体バイポーラトランジスタは、エミッタ層上に設けられたベース電極を更に備えると好ましい。このようにすれば、ベース層がエミッタ層で覆われるようにできるため、ベース漏れ電流が低減される。
【０００９】
本発明の一側面に係るバイポーラトランジスタの製造方法は、化合物半導体バイポーラトランジスタを製造する方法であって、(１)基板上に設けられたコレクタ膜をエッチングして、所定の方向に延びる凹部を形成する工程と、(２)この凹部を埋めるように、ベース膜を基板上に形成する工程と、(３)ベース膜上にエミッタ膜及びコンタクト膜を順に形成する工程と、(４)コンタクト膜をエッチングしてエミッタコンタクト層を形成する工程とを備える。この製造方法によれば、凹部を埋めるようにベース膜が形成されるので、ベース膜の表面が平坦化される。したがって、ベース膜上に形成されるエミッタ膜の表面は平坦となる。そのため、エミッタコンタクト層を形成する際に、エミッタ膜のエッチピットを低減できる。
【００１０】
本発明の別の側面に係るバイポーラトランジスタの製造方法は、化合物半導体ヘテロバイポーラトランジスタを製造する方法であって、(１)基板上に設けられたサブコレクタ膜をエッチングして、所定の方向に延びる凹部を形成する工程と、(２)この凹部を埋めるように、コレクタ膜を基板上に形成する工程と、(３)コレクタ膜上に、ベース膜、エミッタ膜、及びコンタクト膜を順に形成する工程と、(４)コンタクト膜をエッチングしてエミッタコンタクト層を形成する工程とを備える。このようにしても、エミッタ膜の表面を平坦とすることができるので、エミッタコンタクト層を形成する際に、エミッタ膜のエッチピットを低減できる。
【００１１】
本発明の別の側面に係るバイポーラトランジスタの製造方法は、化合物半導体バイポーラトランジスタを製造する方法であって、(１)基板上に設けられたコレクタ膜をエッチングして、所定の方向に延びる凹部を形成する工程と、(２)有機金属化学堆積法によりベース膜を形成する工程と、(３)ベース膜上に、エミッタ膜及びコンタクト膜を順に形成する工程と、(４)コンタクト膜をエッチングしてエミッタコンタクト層を形成する工程とを備える。この製造方法によれば、有機金属化学堆積法によりベース膜が形成されるので、凹部が容易に埋められ、ベース膜の表面は平坦化される。そのため、ベース膜上に形成されるエミッタ膜の表面も平坦となる。したがって、エミッタコンタクト層を形成する際に、エミッタ膜のエッチピットを低減できる。
【００１２】
本発明の別の側面に係るバイポーラトランジスタの製造方法は、化合物半導体ヘテロバイポーラトランジスタを製造する方法であって、(１)基板上に設けられたサブコレクタ膜をエッチングして、所定の方向に延びる凹部を形成する工程と、(２)有機金属化学堆積法によりコレクタ膜を形成する工程と、(３)コレクタ膜上に、ベース膜、エミッタ膜、及びコンタクト膜を順に形成する工程と、(４)コンタクト膜をエッチングしてエミッタコンタクト層を形成する工程とを備える。
【００１３】
上記の凹部の幅は２μｍ以下であると好適である。これにより、ベース膜又はコレクタ膜を形成する際、凹部が容易に埋められる。そのため、ベース膜の表面又はコレクタ膜の表面が平坦化される。
【００１４】
上記のコレクタ膜は湿式エッチング法によりエッチングされて凹部が形成されると好ましい。また、上記のサブコレクタ膜は湿式エッチング法によりエッチングされて凹部が形成されると好ましい。このようにすれば、凹部は、その底部の幅が開口部の幅よりも小さくなるように形成され得る。凹部がこのように形成されると、凹部を有する基板上にベース膜又はコレクタ膜を形成する際、凹部が容易且つ確実に埋められる。よって、これらの膜の表面は平坦化される。したがって、エミッタコンタクト層の形成の際、エミッタ膜のエッチピットが低減される。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら、本発明によるバイポーラトランジスタ及びその製造方法の好適な実施形態について説明する。特に、III-Ｖ族化合物半導体ヘテロ接合バイポーラトランジスタ(Hetero-junction Bipolar Transistor：ＨＢＴ)を作製する場合について説明する。なお、以下の説明においては、同一の要素には同一の符号を用いることとし、重複する説明は省略する。また、図面においては、ＩｎＰ基板上に成長される各エピタキシャル層の層厚の比率など、寸法比率は説明のものとは必ずしも一致していない。さらに、結晶面方位及び結晶軸方向は、例示的に示されたものであり、結晶学的に等価なものを含む。
【００１６】
（第１の実施形態）
次に、図１(Ａ)〜(Ｃ)を参照しながら、第１の実施形態のＨＢＴの構成について説明する。図１(Ａ)は、第１の実施形態のＨＢＴの平面図である。図１(Ｂ)は、図１(Ａ)のＩ−Ｉ線に沿った断面図である。図１(Ｃ)は、図１(Ａ)のII−II線に沿った断面図である。図１(Ｂ)，(Ｃ)において、ＨＢＴ１は、半絶縁性ＩｎＰ基板２、バッファ層３０、サブコレクタ層４０、コレクタ層８０、ベース層９０、エミッタ層１００、及びエミッタコンタクト層１１０を有する。
【００１７】
バッファ層３０は、アンドープＩｎＧａＡｓより構成され、３００ｎｍ程度の厚さを有する。サブコレクタ層４０は、ｎ型ＩｎＧａＡｓより構成され、３００ｎｍ程度の厚さを有する。サブコレクタ層４０にはＳｉが高濃度に添加されている。サブコレクタ層４０の電子濃度は、例えば、０．５〜２．０×１０¹⁹cｍ^-3とすることができる。サブコレクタ層４０は、図１(Ｂ)，(Ｃ)に図示の通り、メサ状である。このメサ形状は、図１(Ａ)に示すように、二対の辺で囲まれる領域にある。その一方の対の縁は結晶方位の［１−１０］方向に延び、他方の対の縁は結晶方位の［１１０］方向に延びる。一方の対の縁は、図１(Ｂ)に示す通り、順メサ形状を有する。
【００１８】
コレクタ層８０はアンドープＩｎＧａＡｓより構成される。図１(Ｂ)に示されるように、コレクタ層８０は、サブコレクタ層４０の他方の縁を覆うように形成されており、また、二対の辺で囲まれる領域に形成されている。結晶方位［１１０］に関して、コレクタ層８０の幅はサブコレクタ層４０の幅よりも広い。また、コレクタ層８０の上面は、図１(Ｂ)，(Ｃ)に示すように、ほぼ平坦である。コレクタ層８０の厚さは、サブコレクタ層４０の上では４００ｎｍ程度であり、バッファ層３０の上では８００ｎｍ程度である。ベース層９０は、ｐ型ＩｎＧａＡｓより構成され、その厚さは約５０ｎｍである。また、ベース層９０の平面形状は、コレクタ層８０とほぼ同一である。ベース層９０にはＺｎが高濃度に添加されており、例えば、ベース層６０の正孔濃度は１〜３×１０¹⁹ｃｍ^-3程度である。また、ベース層９０には、Ｚｎに替わり炭素(Ｃ)が添加されてもよい。
【００１９】
エミッタ層１００はｎ型ＩｎＰより構成され、その厚さは１０ｎｍ程度である。図１(Ｂ)，(Ｃ)に示すように、エミッタ層１００の表面は平坦である。また、エミッタ層１００は、二対の辺に囲まれる領域に形成され、結晶方位［１１０］に関し、エミッタ層１００はサブコレクタ層４０より広い幅を有する。また、図１(Ｂ)，(Ｃ)に示すように、エミッタ層１００は、ベース層９０及びコレクタ層８０とほぼ同一の形状を有する。エミッタ層１００にはＳｉが添加されており、エミッタ層１００の電子濃度は４×１０¹⁸ｃｍ^-3程度である。エミッタ層１００の厚さは、５ｎｍ以上２０ｎｍ以下であると好ましい。その理由は、以下の通りである。５ｎｍ以下であると、エミッタ領域の厚さが薄くなり過ぎるためにエミッタとして機能しなくなり、トランジスタ動作が実現されなくなる。また、後述するように、ＨＢＴ１においては、ベース電流がエミッタ層１００をトンネリングする。エミッタ層１００の厚さが２０ｎｍ以上であると、トンネル電流、つまり、ベース電流が流れ難くなる。トランジスタ動作が劣化してしまうこととなる。
【００２０】
エミッタコンタクト層１１０は、ｎ型ＩｎＧａＡｓから構成される。エミッタコンタクト層１１０は、エミッタ層１００に接するとともに、サブコレクタ層４０の上方に位置するよう形成されている。また、エミッタコンタクト層１１０の側面とエミッタ層１００の側面とは離れている。エミッタコンタクト層１１０の側面は、結晶方位［１−１０］方向に沿って逆メサ形状であり、結晶方位［１１０］方向に沿って順メサ形状である。また、エミッタコンタクト層１１０の厚さは２５０ｎｍ程度である。エミッタコンタクト層１１０には、電子濃度の異なる２つ領域が設けられている。２つの領域のうち一方は、エミッタ層１００との界面から約５０ｎｍ以内に位置する下部領域であり、この領域の電子濃度は約５×１０¹⁸ｃｍ^-3である。他方は下部領域上に位置する上部領域であり、この上部領域の電子濃度は約２×１０¹⁹ｃｍ^-3である。上部領域の電子濃度を高くすることにより、エミッタコンタクト層１１０とエミッタ電極１５(後述)とのオーム性接触が容易に実現される。
【００２１】
また、ＨＢＴ１は、図１(Ｂ)，(Ｃ)に示す通り、エミッタコンタクト層１１０上にエミッタ電極１５を有し、エミッタ層１００を介してベース電極１６を有する。さらに、ＨＢＴ１は、図１(Ｃ)に示す通り、サブコレクタ層４０の上面にコレクタ電極１７を有する。これらの電極１５，１６，１７は、チタン(Ｔｉ)、白金(Ｐｔ)、及び金(Ａｕ)といった金属から構成されると好ましい。また、エミッタ電極１５の上に引き出し配線２５が設けられ、ベース電極１６の上に引き出し配線２６が設けられ、コレクタ電極１７の上に引き出し配線２７が設けられている。引き出し配線２５，２６，２７は、例えば、アルミニウム(Ａｌ)により構成される。さらに、ＨＢＴ１は、各電極１５，１６，１７の間の絶縁及び半導体層の保護のために、窒化ケイ素(Ｓｉ₃Ｎ₄、以下ＳｉＮ)といった絶縁材料からなる絶縁膜３１、３２を有する。
【００２２】
次に、第１の実施形態のＨＢＴ１の動作について説明する。エミッタ接地回路においてＨＢＴ１を動作させる場合、ベース・エミッタ電流は以下の経路を通って流れる。すなわち、ベース・エミッタ電流は、ベース−エミッタ間に印加される順バイアス電圧により、ベース電極１６からエミッタ層１００をトンネルしてベース層９０へ流入する。流入した電流はベース層９０中を基板２の表面と平行に流れ、エミッタ層１００に達する。この電流は、エミッタ層１００からエミッタコンタクト層１１０を介してエミッタ電極１５に至る。また、コレクタ・エミッタ電流は以下のように流れる。すなわち、コレクタ−エミッタ間に印加される電圧によって、コレクタ・エミッタ電流は、コレクタ電極１７、サブコレクタ層４０、コレクタ層８０、ベース層９０、エミッタ層１００、及びエミッタコンタクト層１１０を経てエミッタ電極１５へと流れる。このとき、この電流は、コレクタ層８０の一部分を流れてベース層９０に流れ込む。コレクタ層８０の電流通過部が電流増幅に寄与する実効的なコレクタ領域としての役割を有している。言い換えると、サブコレクタ層４０により、コレクタ層８０内に実効的なコレクタ領域が形成されている。
【００２３】
さらに、コレクタ・エミッタ電流は、コレクタ領域からベース層９０を通過してエミッタ層１００に流れる。このとき、この電流は、エミッタ層１００の一部分を流れてエミッタコンタクト層１１０に流れ込む。すなわち、エミッタ層１００のこの部分が電流増幅に寄与する実効的なエミッタ領域として機能する。また、エミッタ層１００において、ベース電極１６が形成されている部分は、電流増幅に寄与するエミッタ領域としてではなく、ベース・エミッタ電流の経路としての役割を有する。
【００２４】
次に、第１の実施形態のＨＢＴ１が奏する効果について説明する。ＨＢＴ１の効果は、主として、コレクタ層８０、ベース層９０、及びエミッタ層１００がメサ状のサブコレクタ層４０の上に形成されるにもかかわらず、それらの上面が実質的に平坦になるように形成されることから生じる。これらの層８０，９０，１００がサブコレクタ層４０の形状に従って屈曲していると、サブコレクタ層４０のエッチングの際に、屈曲部にはエッチピットが発生してしまう。このため、歩留まりを向上できない事態となる。しかし、ＨＢＴ１においては、これらの層８０，９０，１００はほぼ平坦に形成され、屈曲することがないため、エッチピットの発生が防止される。そのため、ＨＢＴ１の電気的特性の悪化を防止できるとともに、製造歩留まりを向上できる。なお、このような効果については、第２の実施形態において詳述する。
【００２５】
さらに、ＨＢＴ１においては、ベース層９０はエミッタ層１００により覆われるため、ベース層９０の表面はエミッタ層１００により保護されるという効果が奏される。例えばベース層の表面が露出される場合には、製造工程中に他の工程において化学薬品又は空気に表面が晒され、ベース層表面に表面準位が形成されてしまう。そのため、この表面準位を介したベース漏れ電流が増加する可能性がある。しかしながら、第１の実施形態のＨＢＴ１においては、ベース層９０はエミッタ層で覆われているため、表面準位を介したベース漏れ電流が低減される。しかも、このエミッタ層１００はベース層９０上にＭＯＣＶＤにより連続して成長されることもできるため、ベース層９０の表面の表面準位密度を更に低減させることができる。その結果、この表面準位に起因するベース漏れ電流が更に低減される。
【００２６】
また、ＩｎＰからなるエミッタ層１００上にＳｉＮ膜を堆積する場合には、例えばＧａＩｎＡｓ層上にＳｉＮ膜を堆積する場合に比べ、ＳｉＮ膜はパッシベーション膜としてより効果的に機能する。これは、ＩｎＰ膜の表面にＳｉＮ膜を堆積する場合には、ＧａＩｎＡｓ膜の表面にＳｉＮ膜を堆積する場合に比べて、ＳｉＮ膜との間に形成される界面準位密度が低いためである。ＨＢＴ１においては、ＩｎＰからなるエミッタ層１００によりベース層９０が覆われるため、ベース漏れ電流が低減される。
【００２７】
さらにまた、第１の実施形態のＨＢＴ１が有する他の利点としては、ベース・コレクタ間容量の低減による高周波動作特性の改善を挙げることができる。すなわち、サブコレクタ層４０がコレクタ層８０に覆われているため、ベース・コレクタ間の容量に寄与する面積がサブコレクタ層４０で制限される。そのため、ベース・コレクタ間の容量の低減が可能となり、高周波特性が改善される。また、ベース層９０は表面が平坦化されたコレクタ層８０上に形成されるため、ベース層９０の厚さは例えば５０ｎｍ程度と比較的薄くできる。そのため、ＨＢＴ１の高周波特性が改善される。
【００２８】
（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態として、ＨＢＴの製造方法を説明する。図２〜図９は、第１の実施形態のＨＢＴの製造方法における各主要工程時のＨＢＴの構成を示す概略図である。また、これら各図において、Ａ図は平面図であり、Ｂ図はＡ図のＩ−Ｉ線に沿った断面図であり、Ｃ図はＡ図のII−II線に沿った断面図である。
【００２９】
また、この製造方法の各主要工程のうち第１及び第２エピタキシャル成長工程(後述)においては、有機金属化学気相堆積(Metal Organic Chemical Vapor Deposition：ＭＯＣＶＤ)法が採用される。この堆積方法では、トリエチルガリウム(Triethyl Gallium：ＴＥＧａ)、トリメチルインジウム(Trimethyl Indium：ＴＭＩｎ)、アルシン(ＡｓＨ₃)、及びホスフィン(ＰＨ₃)を原料として用いることができる。また、エピタキシャル成長される半導体膜の導電型及びキャリア濃度の制御のため、ｎ型不純物ドーピング原料としてシラン(ＳｉＨ₄)を、ｐ型不純物ドーピング原料としてジエチル亜鉛(Diethyl Zinc：ＤＥＺｎ)又は四塩化炭素(ＣＣｌ₄)を用いることができる。これらの原料を適宜組み合わせてＭＯＣＶＤ装置のチャンバに供給し、さらに原料の供給量を適宜調整することによって、所定の組成比及びキャリア濃度を有する半導体層が得られる。各半導体層の成長温度は適宜設定されて良いが、結晶性を考慮すれば、いずれの層についても６００℃〜７５０℃が好ましい。
【００３０】
（第１エピタキシャル成長工程）
第１エピタキシャル成長工程では、半絶縁性のＩｎＰ基板２の(００１)面上に、バッファ膜３とサブコレクタ膜４とがＭＯＣＶＤ装置により順次エピタキシャル成長される(図２(Ａ)〜(Ｃ))。バッファ膜３は、アンドープＩｎＧａＡｓより構成され、厚さは３００ｎｍ程度である。サブコレクタ膜４は、ｎ型ＩｎＧａＡｓより構成され、厚さは３００ｎｍ程度である。サブコレクタ膜４にはＳｉが高濃度に添加されており、その電子濃度は１×１０¹⁹cｍ^-3程度である。
【００３１】
（サブコレクタ層形成工程）
次に、サブコレクタ膜４上にレジスト膜が塗布され、フォトリソグラフィによりマスク層５が形成される(図３(Ａ)〜(Ｃ))。マスク層５は、所定の方向に延びる開口部５ａ，５ｂを有する。開口部５ａ，５ｂの各々は、二対の辺により囲まれる領域に形成される。開口部５ａ，５ｂにおいて、一対の辺は結晶方位［１−１０］の方向に延び、他の一対の辺は結晶方位［１１０］の方向に延びる。また、開口部５ａ，５ｂの各々は、結晶方位［１１０］の方向に関し、１．６μｍ程度の幅を有する。
【００３２】
続いて、このマスク層５を用いてサブコレクタ膜４がエッチングされる。このエッチングには、硫酸(Ｈ₂ＳＯ₄)と過酸化水素水(Ｈ₂Ｏ₂)と純水(Ｈ₂Ｏ)とを、Ｈ₂ＳＯ₄：Ｈ₂Ｏ₂：Ｈ₂Ｏ＝１：１：５００の比率で含むエッチング液が使用される。このエッチングにより、図４(Ａ)及び(Ｂ)に示す通り、２つの凹部６ａ，６ｂが形成される。また、凹部６ａ，６ｂの間にサブコレクタ層４０が形成され、凹部６ａの図中左側にメサ部７ａが形成され、凹部６ｂの図中右側にメサ部７ｂが形成されている。サブコレクタ層４０及びメサ部７ａ，７ｂの側面は、図４(Ｂ)に示す通り、順メサ状となる。そのため、凹部６ａ，６ｂの断面は台形状となる。凹部６ａ，６ｂの開口部における幅(図４(Ｂ)に示すＷ_T)は１．６μｍ程度であり、その底部における幅(図４(Ｂ)に示すＷ_B)は０．８μｍ程度である。これまでの工程によりサブコレクタ層４０が形成される(図４(Ａ)〜(Ｃ))。
【００３３】
（第２エピタキシャル成長工程）
ＩｎＰ基板２上にコレクタ膜８、ベース膜９、エミッタ膜１０、及びエミッタコンタクト膜１１がＭＯＣＶＤ装置で順にエピタキシャル成長される。このとき、各膜９〜１１の成長の際には、所定のドーパント原料が所定の供給量で供給され、それぞれの電子濃度又は正孔濃度が実現される。なお、エミッタコンタクト膜１１の成長中には、ＳｉＨ₄の供給量を増加される。これにより、電子濃度１×１０¹⁸ｃｍ^-3程度の下部領域と、電子濃度２×１０¹⁹ｃｍ^-3程度の上部領域とが形成される。
【００３４】
コレクタ膜８はアンドープＩｎＧａＡｓよりなる。コレクタ膜８の成長の際には、凹部６ａ，６ｂが埋め込まれ、コレクタ膜８の表面は、図５(Ａ)に示す通り、平坦化されることとなる。コレクタ膜８の表面が平坦化されるため、その上に成長されるベース膜９、エミッタ膜１０、及びエミッタコンタクト膜１１の表面も平坦となる。コレクタ膜８の表面が平坦化されるのは、凹部６ａ，６ｂが埋め込まれるためである。コレクタ膜８表面の平坦性は、凹部６ａ，６ｂの幅に依存する。本発明者らの研究結果によれば、開口部における幅(図５(Ｂ)中のＷ_T)は１．０μｍ以上２．５μｍ以下であると好ましい。この幅が１．０μｍより狭いと、コレクタ膜８の凹部６ａ，６ｂの上方にある部分が凸状となってしまう。また、幅が２．５μｍより広いと、コレクタ膜８を十分に平坦化できなくなってしまう。なお、凹部６ａ，６ｂの底部における幅(図５(Ｂ)中のＷ_B)でいえば、０．５μｍ以上２．０μｍ以下が好ましい。
【００３５】
（エミッタコンタクト形成工程）
続いて、エミッタコンタクト膜１１がレジスト膜で被覆される。所定のフォトマスクを用いて、所定のパターンを有するマスク層が形成される。このマスク層を用いて、エッチング液により、エミッタコンタクト膜１１の所定の部分を除去して、エミッタコンタクト層１１０が形成する(図６(Ａ)〜(Ｃ))。このエッチング液は、リン酸(Ｈ₃ＰＯ₄)と過酸化水素水(Ｈ₂Ｏ₂)と純水(Ｈ₂Ｏ)とがＨ₃ＰＯ₄：Ｈ₂Ｏ₂：Ｈ₂Ｏ＝５：１：１０の比率で含む。このエッチング液によれば、エミッタ膜１０(ＩｎＰ)に対するエッチング速度は、エミッタコンタクト膜１１(ＩｎＧａＡｓ)に対するエッチング速度よりも十分に低い。そのため、エミッタコンタクト膜１１がエッチングされてエミッタ膜１０が露出した後には、エッチングの進行が非常に遅くなる。これにより、エッチングが実質上停止される。エッチング後のエミッタコンタクト層１１０の断面形状は、図６(Ｂ)及び(Ｃ)から分かる通り、結晶方位の［１−１０］方向に伸びる縁では逆メサ状となり、結晶方位の［１１０］方向に延びる縁では順メサ状となる。
【００３６】
（素子分離工程）
続いて、素子分離エッチングのためのマスク層を形成する。このマスク層は、エミッタコンタクト層１１０、エミッタ層１００、ベース層９０、及びコレクタ層８０を覆う。エッチングは２段階で行なわれる。先ず、塩酸と純水とを含むエッチング液が用いられ、マスク層で覆われていない部分のエミッタ膜１０(ｎ型ＩｎＰ)が除去される。このエッチング液は選択性を有しているので、エミッタ膜１０がエッチングされてベース膜９(ＩｎＧａＡｓ)が露出した後には、エッチングの進行が非常に遅くなる。よって、エッチングの進行が事実上停止される。次に、硫酸(Ｈ₂ＳＯ₄)と過酸化水素水(Ｈ₂Ｏ₂)と純水(Ｈ₂Ｏ)とが、Ｈ₂ＳＯ₄：Ｈ₂Ｏ₂：Ｈ₂Ｏ＝１：１：５００の比率で混合されたエッチング液を用いてエッチングが行われる。エッチングにより、マスク層に覆われていない領域に設けられた、ベース膜９、コレクタ膜８、メサ部７ａ，７ｂ、及びバッファ膜３が除去される。以上により、ＩｎＰ基板２上の複数個のＨＢＴは電気的に互いに分離される(図７(Ａ)〜(Ｃ))。
【００３７】
（エミッタ形成工程）
素子分離が完了した後、ＩｎＰ基板２の上に所定パターンを有するマスク層を形成する。このマスク層は、エミッタコンタクト層１１０を覆うように形成される。また、このマスク層は、その一方の対の辺が［１１０］方位に延び、他方の対の辺は［１−１０］方向に延びる。その後、素子分離エッチングと同様に２段階でエッチングが行なわれる。すなわち、塩酸と純水との混合液がエッチング液として用いられ、エッチング用マスクで覆われていない部分のエミッタ膜１０(ｎ型ＩｎＰ)が除去され、エミッタ層１００が得られる。
【００３８】
（主要部メサ形成工程）
次に、硫酸(Ｈ₂ＳＯ₄)と過酸化水素水(Ｈ₂Ｏ₂)と純水(Ｈ₂Ｏ)とを、Ｈ₂ＳＯ₄：Ｈ₂Ｏ₂：Ｈ₂Ｏ＝１：１：５００の比率で含むエッチング液を用いて、マスク層に覆われていないベース膜９及びコレクタ膜８が除去されて、ベース層９０及びコレクタ層８０が形成される。また、コレクタ膜８のエッチング後、１００ｎｍ程度のオーバーエッチングを行なうとと好ましい。オーバーエッチングにより、マスク層に覆われていない部分において、サブコレクタ層４０が確実に露出することとなる。これまでの工程により、コレクタ層８０、ベース層９０、及びエミッタ層１００を有する主要部メサ１２０が得られる(図８(Ａ)〜(Ｃ))。
【００３９】
（電極形成工程）
続いて、ベース電極１６及びエミッタ電極１５がセルフアラインメントプロセスにより以下のように形成される。主要部メサ１２０を有するＩｎＰ基板２上にＳｉＮ膜がＣＶＤ(Chemical Vapor Deposition：ＣＶＤ)法により形成される。当該ＳｉＮ膜上にエッチング用マスクを形成する。エッチング用マスクは、エミッタ層１００及びエミッタコンタクト層１１０上に開口部を有する。次に、反応性イオンエッチング(Reactive Ion Etching：ＲＩＥ)を行なうと、レジスト開口部のＳｉＮ膜が除去される。ここで、このエッチングにより除去されない部分が絶縁膜３１となり、レジストの開口部にエミッタ層１００とエミッタコンタクト層１１０とが露出する。
【００４０】
プラズマエッチング終了後、エッチング用マスクを除去することなく、真空蒸着法を用いて、白金(Ｐｔ)、チタン(Ｔｉ)、白金(Ｐｔ)、及び金(Ａｕ)といった金属膜をＩｎＰ基板２上に順に堆積する。エミッタコンタクト層１１０の結晶方位の［１−１０］方向に伸びる縁に逆メサ構造であるため、エミッタ層１００上のエミッタコンタクトの縁に隣接する部分には、金属膜が堆積されない。そのため、エミッタ電極１５とベース電極１６とは分離される。このようなセルフアラインメントプロセスを用いることにより、ベース電極１６，１８はエッチング等を行なうことなく容易に形成される。また、このプロセスによれば、ベース電極１６，１８との分離が確保されるとともに、実効的なエミッタ領域に近接してベース電極１６を設けることができる。よって、ベース電極１６からベース領域(エミッタ領域下に位置するベース層部分)を経てエミッタ領域へ流れる電流の経路を短くできる。そのため、ベース抵抗が減少され、ＨＢＴの高周波特性が向上される。
【００４１】
次に、リフトオフ法により、上記の真空蒸着の際にエッチング用マスク(レジスト膜)上に形成された金属膜を除去する。これにより、エミッタ電極１５及びベース電極１６が完成する。高純度窒素ガス雰囲気中における４００℃で約１分間の熱処理により、ベース電極１６とエミッタ層７０(アンドープＩｎＰ)とのオーム性接触が実現される。
【００４２】
その後、コレクタ電極を形成する。レジスト膜にパターンを形成しレジストマスクを得る。このレジストマスクは、コレクタ電極１７が形成されるべき部分に開口部を有する。このレジストマスクを用いて、当該マスクの開口部に現れる絶縁膜３１をＲＩＥにより除去する。続いて、エッチング液により、エミッタ層７０と、ベース層６０と、コレクタ層８０とをエッチングする。これにより、レジストマスクの開口部にサブコレクタ層４０が露出する。ここで用いるエッチング液は、塩酸と純水との混合液、及び硫酸(Ｈ₂ＳＯ₄)と過酸化水素水(Ｈ₂Ｏ₂)と純水(Ｈ₂Ｏ)とをＨ₂ＳＯ₄：Ｈ₂Ｏ₂：Ｈ₂Ｏ＝１：１：５００の比率で含む。この後、リフトオフ法により、コレクタ電極１７を形成する。レジストマスクをＩｎＰ基板２上に残したまま、Ｔｉ，Ｐｔ，及びＡｕからなる金属膜を真空蒸着法により堆積する。続けて、レジストマスクを剥離すると、コレクタ電極１７が形成される。ここまでの工程により、エミッタ電極１５、ベース電極１６、及びコレクタ電極１７が完成する(図９(Ａ)〜(Ｃ))。
【００４３】
（引き出し電極形成工程）
次に、ＩｎＰ基板２上に、各電極１５，１６，１７を覆うように、ＳｉＮといった絶縁膜３２をＣＶＤ法により堆積する。この絶縁膜３２上に、レジスト/酸化ケイ素(ＳｉＯ₂)/レジストからなる３層の多層膜を形成した後、この多層膜に開口部を形成して多層膜マスクを得る。この開口部は、ベース電極１６に接続する引き出し配線２６、及びコレクタ電極１７に接続する引き出し配線２７が形成される部分に設けられる。続けて、多層膜マスクを用いて絶縁膜３２のエッチングを行ない、引き出し配線２６，２７用のスルーホールを形成する。この後、Ａｌ膜といった金属膜を形成する。次に、絶縁膜３２上に残しておいた多層膜マスクを剥離すると、引き出し配線２６，２７が形成される。この後、引き出し配線２６，２７を形成した手順と同様の方法により、エミッタ電極１５に接続される引き出し配線２５のためのスルーホールを絶縁膜３２に形成する。そして、Ａｌ膜といった金属膜を形成し、リフトオフ法により引き出し配線２５を形成する。以上の工程により、図１(Ａ)〜(Ｃ)に示すＨＢＴ１が得られる。
【００４４】
続いて、第２の実施形態のＨＢＴの製造方法においては、メサ部７ａとサブコレクタ層４０との間に凹部６ａが設けられ、サブコレクタ層４０とメサ部７ｂとの間に凹部６ｂが設けられる。この後、コレクタ膜８がエピタキシャル成長される。このコレクタ膜８はサブコレクタ層４０を覆うとともにように成長される。そのため、コレクタ膜８の表面は平坦化される。したがって、コレクタ膜８の上に順に成長されるベース膜９の表面及びエミッタ膜１０の表面も平坦となる。
【００４５】
図１０を参照しながら、コレクタ膜、ベース膜、及びエミッタ膜が下地のサブコレクタ層による段差に応じて曲がる場合に生じる問題について、説明する。図１０(Ａ)は、凹部を設けることなく形成したサブコレクタ層を示す上面スケッチ図である。図１０(Ｂ)は、当該サブコレクタ層上に順次堆積されたコレクタ膜、ベース膜、エミッタ膜、及びエミッタコンタクト膜からなるメサを示す上面スケッチ図である。図１０(Ｃ)は、エミッタコンタクト膜がエッチングされて形成されたエミッタコンタクト層とエミッタ膜の表面とを示す上面スケッチ図である。図１０(Ｄ)は、図１０(Ａ)のIII−III線に沿う断面の概略図である。図１０(Ｅ)は、図１０(Ｂ)のIＶ−IＶ線に沿う断面の概略図である。図１０(Ｆ)は、図１０(Ｃ)のＶ−Ｖ線に沿う断面の概略図である。
【００４６】
サブコレクタ層の側面は、図１０(Ａ)，(Ｄ)に示すように、順メサ形状である。このサブコレクタ層の形成の際に凹部を設けなかったため、第１の実施形態におけるメサ部７ａ，７ｂは形成されていない。このような構成において、コレクタ膜、ベース膜、エミッタ膜、及びエミッタコンタクト膜を順に堆積すると、図１０(Ｂ)に示すように、平面形状がほぼ八角形であるメサが形成される。これらの膜は、図１０(Ｅ)に示す通り、サブコレクタ層による段差に応じて屈曲している。また、その平面形状がほぼ八角形となる理由は、サブコレクタ層の側面又は角部に現れる結晶面によって上記の膜の堆積速度が異なることにあると考えられる。ここで、この八角形状のメサには[１１１]面、[２１１]面、及び[３３１]面といった結晶面が現れている。この状態でエミッタコンタクト膜をエッチングすると、露出したエミッタ膜には多数のエッチピットが生じる。図１０(Ｃ)を参照すると、これらのエッチピットは[２１１]面及び[３３１]面と[１００]面との境界部に特に多数生じていることが分かる。これは、これらの結晶面と[１００]面との境界部では、エッチング速度が速くなるためと推測される。また、エミッタ膜は２５ｎｍ程度と比較的薄いため、エミッタ膜には貫通孔が形成されてしまう。この場合には、エミッタ膜の下部のベース膜がエッチングされてしまう。
【００４７】
しかし、第２の実施形態によるＨＢＴ１の製造方法によれば、エミッタ膜はほぼ平坦となるように形成されるので、エミッタ膜の表面に[１１１]面、[２１１]面、及び[３３１]面といった結晶面が現れ難い。したがって、エッチングによるエッチピットが低減される。また、ＨＢＴ１の製造歩留まりの低下も防止できる。
【００４８】
（第３の実施形態)
次に、第３の実施形態によるＨＢＴについて説明する。第３の実施形態のＨＢＴは、サブコレクタ層を有していない点、及びサブコレクタ層の代りにメサ形状のコレクタ層を有する点を除いて、第１の実施形態のＨＢＴ２００とほぼ同様の構成を有する。以下、相違点を中心に、第３の実施形態のＨＢＴを説明する。
【００４９】
図１１(Ａ)は、第３の実施形態のＨＢＴの平面図である。図１１(Ｂ)は、図１１(Ａ)のＶI−ＶI線に沿った断面図である。図１１(Ｃ)は、図１１(Ａ)のＶII−ＶII線に沿った断面図である。図１１(Ｂ)，(Ｃ)において、ＨＢＴ２００は、半絶縁性ＩｎＰ基板２、バッファ層３０、コレクタ層８００、ベース層９００、エミッタ層１００、エミッタコンタクト層１１０を有する。コレクタ層８００は、ｎ型ＩｎＧａＡｓより構成され、４００ｎｍ程度の厚さを有する。また、コレクタ層８００にはＳｉが添加されており、その電子濃度は、例えば、１．０〜１０．０×１０^１７ｃｍ^-3とすることができる。コレクタ層８００の一方の一対の縁は結晶方位の［１−１０］方向に延び、他方の一対の縁は結晶方位の［１1０］方向に延びる。結晶方位の［１−1０］方向に延びる縁は、図１１(Ｂ)に示す通り、順メサ形状を有する。
【００５０】
ベース層９００は、ｐ型ＩｎＧａＡｓより構成され、メサ状のコレクタ層８００を覆うように設けられる。また、ベース層９００の上面は、図１１(Ａ)，(Ｂ)に示すように、ほぼ平坦である。ベース層９００の厚さは、コレクタ層４０の上では１００ｎｍ程度であり、バッファ層３０の上では５００ｎｍ程度である。また、図１１(Ａ)を参照すると、ベース層９００のは略矩形状である。ベース層９００が平坦であるため、ベース層９００上に形成されるエミッタ層１００も平坦である。エミッタ層１００は、結晶方位［１１０］に関し、コレクタ層８００より広い幅を有する。エミッタ層１００上にはエミッタコンタクト層１１０が形成されている。なお、バッファ層３０、エミッタ層１００、及びエミッタコンタクト層１１０は、そのＩｎ組成比ｘ、キャリア濃度、及び形状の点において、第１の実施形態のＨＢＴ１において各々対応する層とほぼ等しいが、これに限定されるものではない。
【００５１】
また、ＨＢＴ２００は、図１１(Ｂ)，(Ｃ)に示す通り、エミッタコンタクト層１１０上にエミッタ電極１５を有し、エミッタ層１００を介してベース電極１６を有する。ＨＢＴ２００は、図１１(Ｃ)に示す通り、コレクタ層８００の上面の一部にコレクタ電極１７０を有する。また、エミッタ電極１５の上に引き出し配線２５が設けられ、ベース電極１６の上に引き出し配線２６が設けられ、コレクタ電極１７０の上に引き出し配線２７０が設けられている。ＨＢＴ２００は、窒化ケイ素といった絶縁材料からなる絶縁膜３１、３２を有する。
【００５２】
ＨＢＴ２００は以下のように製造される。半絶縁性のＩｎＰ基板２の(００１)面上に、バッファ膜とコレクタ膜とがＭＯＣＶＤ装置により順にエピタキシャル成長される。コレクタ膜には２つの凹部が形成される。この凹部は、第１の実施形態における凹部６ａ，６ｂとほぼ同一の形状及び寸法を有するものであってよい。凹部の形成によりコレクタ層８００が形成される。次に、コレクタ層８００及び凹部を有する基板２上にベース膜、エミッタ膜、及びエミッタコンタクト膜が順にエピタキシャル成長される。ベース膜はコレクタ層８０の表面を覆うとともに凹部を埋めるように成長されるため、その表面は平坦化される。したがって、ベース膜上に成長されるエミッタ膜及びエミッタコンタクト膜もまた表面が平坦となる。なお、ベース膜表面の平坦性は凹部の幅に依存するため、その幅は上記の値に限らず調整されてよい。
【００５３】
続いて、エミッタコンタクト膜上にマスク層が形成される。このマスク層はレジスト膜がパターニングされ、所定のパターンを有するように形成される。このマスク層の矩形の一対の辺が［１−１０］方向に延びている。マスク層形成後、エッチング液より、エミッタコンタクト膜がエッチングされてエミッタコンタクト層１１０が形成される。このエッチング液は、リン酸(Ｈ₃ＰＯ₄)と過酸化水素水(Ｈ₂Ｏ₂)と純水(Ｈ₂Ｏ)とがＨ₃ＰＯ₄：Ｈ₂Ｏ₂：Ｈ₂Ｏ＝５：１：１０の比率で含む。エミッタコンタクト層１１０の形成後、素子分離工程、主要部メサの形成工程、電極形成工程、及び引き出し配線形成工程が第２の実施形態と同様に順次実施され、ＨＢＴ２００が完成する。
【００５４】
エミッタコンタクト層１１０の形成の際には、エミッタ膜がエッチング液に晒されることとなる。ここで、エミッタ膜がコンタクト層の形状に応じて屈曲していると、屈曲部にエッチピットが発生してしまう。しかし、上述の通り、エミッタ膜の表面は平坦化されているので、エッチピットが低減される。また、その製造歩留まりの低下を防止できる。
【００５５】
ベース層９００の厚さは、エミッタ層１００とコレクタ層４０との間において１００ｎｍ程度であり、エミッタ層１００とバッファ層３０との間において５００ｎｍ程度である。すなわち、ベース層９００は、エミッタコンタクト層１１０の下方に比べてベース電極１６の下方において厚く形成される。そのため、ベース電流が流れる流路の断面積がベース電極１６の下方において大きくなる。その結果、ベース抵抗が低減される。したがって、ＨＢＴ２００は、ベース抵抗の低減に伴って高周波特性が改善されるといった利点を有する。
【００５６】
以上、実施形態を用いて本発明に係るバイポーラトランジスタについて説明したが、本発明は上記実施形態に限られることなく、種々に変形可能である。以上の実施の形態において好適な実施例として、Ｉｎ_xＧａ_1-xＡｓ半導体のＩｎ組成比ｘは、ＩｎＰ基板に対して格子整合するように選択され、好ましくはｘ＝０．５３である。ここで、格子整合とは半導体層の格子定数と基板の格子定数との差が概ね−０．１〜＋０．１％の場合を意味する。また、アンドープとは不純物が意図的にはドープされていないことを意味する。
【００５７】
上記の実施形態のおいては、ＩｎＰ基板上に形成されるＨＢＴを説明したが、本発明に係るバイポーラトランジスタは、ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ系、或いはＧａＡｓ／ＩｎＧａＰ系などの材料系から構成されてよい。また、本発明に係るバイポーラトランジスタの製造方法は、ＧａＡｓ基板上に形成されるＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ系、或いはＧａＡｓ／ＩｎＧａＰ系などのＨＢＴを含む様々なバイポーラトランジスタの作製に好適に適用し得る。
【００５８】
また、凹部の形成に際しては、エッチング後の凹部の側面が傾斜し、凹部の開口部幅が底面の幅よりも広くなるように形成されると好適である。よって、凹部の形成の際には、凹部をこのような形状に形成し得るエッチング液であれば、上記のエッチング液に限らず、適宜選択してよい。
【００５９】
さらに、上記実施形態においては、エミッタ層１００の形成に使用したエッチングマスクはレジスト膜で形成したが、金属、ＷＳｉ等のシリサイド膜、又はＳｉＯ₂若しくはＳｉＮ_x等の誘電体膜で形成されても良い。
【００６０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によるバイポーラトランジスタにおいては、エミッタ層が平坦化されている。そのため、エミッタコンタクト層を形成するエッチングの際に、エッチピットが低減される。したがって、エッチピットを低減可能な構造を有する化合物半導体バイポーラトランジスタが提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１(Ａ)は、第１の実施形態のＨＢＴの平面図である。図１(Ｂ)は、図１(Ａ)のＩ−Ｉ線に沿った断面図である。図１(Ｃ)は、図１(Ａ)のII−II線に沿った断面図である。
【図２】図２(Ａ)は、第１の実施形態のＨＢＴの製造方法における一主要工程時のＨＢＴの平面図である。図２(Ｂ)は、図２(Ａ)のＩ−Ｉ線に沿った断面図である。図２(Ｃ)は、図２(Ａ)のII−II線に沿った断面図である。
【図３】図３(Ａ)は、第１の実施形態のＨＢＴの製造方法における一主要工程時のＨＢＴの平面図である。図３(Ｂ)は、図３(Ａ)のＩ−Ｉ線に沿った断面図である。図３(Ｃ)は、図３(Ａ)のII−II線に沿った断面図である。
【図４】図４(Ａ)は、第１の実施形態のＨＢＴの製造方法における一主要工程時のＨＢＴの平面図である。図４(Ｂ)は、図４(Ａ)のＩ−Ｉ線に沿った断面図である。図４(Ｃ)は、図４(Ａ)のII−II線に沿った断面図である。
【図５】図５(Ａ)は、第１の実施形態のＨＢＴの製造方法における一主要工程時のＨＢＴの平面図である。図５(Ｂ)は、図５(Ａ)のＩ−Ｉ線に沿った断面図である。図５(Ｃ)は、図５(Ａ)のII−II線に沿った断面図である。
【図６】
図６(Ａ)は、第１の実施形態のＨＢＴの製造方法における一主要工程時のＨＢＴの平面図である。図６(Ｂ)は、図６(Ａ)のＩ−Ｉ線に沿った断面図である。図６(Ｃ)は、図６(Ａ)のII−II線に沿った断面図である。
【図７】
図７(Ａ)は、第１の実施形態のＨＢＴの製造方法における一主要工程時のＨＢＴの平面図である。図７(Ｂ)は、図７(Ａ)のＩ−Ｉ線に沿った断面図である。図７(Ｃ)は、図７(Ａ)のII−II線に沿った断面図である。
【図８】
図８(Ａ)は、第１の実施形態のＨＢＴの製造方法における一主要工程時のＨＢＴの平面図である。図８(Ｂ)は、図８(Ａ)のＩ−Ｉ線に沿った断面図である。図８(Ｃ)は、図８(Ａ)のII−II線に沿った断面図である。
【図９】
図９(Ａ)は、第１の実施形態のＨＢＴの製造方法における一主要工程時のＨＢＴの平面図である。図９(Ｂ)は、図９(Ａ)のＩ−Ｉ線に沿った断面図である。図９(Ｃ)は、図９(Ａ)のII−II線に沿った断面図である。
【図１０】
図１０(Ａ)は、凹部を設けることなく形成したサブコレクタ層を示すスケッチ図である。図１０(Ｂ)は、図１０(Ａ)のサブコレクタ層上に堆積されたメサを示すスケッチ図である。図１０(Ｃ)は、エミッタコンタクト層及びエミッタ膜の表面を示すスケッチ図である。図１０(Ｄ)は、図１０(Ａ)のIII−III線に沿う断面の概略図である。図１０(Ｅ)は、図１０(Ｂ)のIV−IV線に沿う断面の概略図である。図１０(Ｆ)は、図１０(Ｃ)のＶ−Ｖ線に沿う断面の概略図である。
【図１１】
図１１(Ａ)は、第３の実施形態のＨＢＴの平面図である。図１１(Ｂ)は、図１(Ａ)のＶI−ＶI線に沿った断面図である。図１１(Ｃ)は、図１(Ａ)のＶII−ＶII線に沿った断面図である。
【符号の説明】
１…ＨＢＴ、２…基板、３…バッファ膜、４…サブコレクタ膜、５…マスク層、５ａ，５ｂ…開口部、６ａ，６ｂ…凹部、７…エミッタ膜、７ａ，７ｂ…メサ部、８…コレクタ膜、９…ベース膜、１０…エミッタ膜、１１…エミッタコンタクト膜、１５…エミッタ電極、１６…ベース電極、１７…コレクタ電極、２５，２６，２８…引き出し配線、３０…バッファ層、３１，３２…絶縁膜、４０…サブコレクタ層、５０…コレクタ層、６０…ベース層、７０…エミッタ層、８０…コレクタ層、９０…ベース層、１００…エミッタ層、１１０…エミッタコンタクト層、１２０…主要部メサ、２００…ＨＢＴ、１７０…コレクタ電極、２７０…引き出し配線、８００…コレクタ層、９００…ベース層。

Claims

化合物半導体バイポーラトランジスタを製造する方法であって、
基板上に設けられたコレクタ膜をエッチングして、所定の方向に延びる凹部を形成する工程と、
有機金属気相堆積法により前記凹部を埋めるように、ベース膜を前記基板上に形成する工程と、
前記ベース膜上に、エミッタ膜及びコンタクト膜を順に形成する工程と、
前記コンタクト膜をエッチングしてエミッタコンタクト層を形成する工程と
を備え、
前記凹部の幅は、前記ベース膜の表面が平坦化されるように調整されている方法。
化合物半導体ヘテロバイポーラトランジスタを製造する方法であって、
基板上に設けられたサブコレクタ膜をエッチングして、所定の方向に延びる凹部を形成する工程と、
有機金属気相堆積法により前記凹部を埋めるように、コレクタ膜を前記基板上に形成する工程と、
前記コレクタ膜上に、ベース膜、エミッタ膜、及びコンタクト膜を順に形成する工程と、
前記コンタクト膜をエッチングしてエミッタコンタクト層を形成する工程と
を備え、
前記凹部の幅は、前記コレクタ膜の表面が平坦化されるように調整されている方法。
前記凹部の断面は台形状であり、前記凹部の開口部の幅は、１．０μｍ以上であり、２．５μｍ以下である、請求項１又は請求項２に記載された方法。
前記凹部の断面は台形状であり、前記凹部の底部における幅は、０．５μｍ以上であり、２．０μｍ以下である、請求項１又は請求項２に記載された方法。