JP6348451B2 - Heterojunction bipolar transistor - Google Patents

Heterojunction bipolar transistor Download PDF

Info

Publication number
JP6348451B2
JP6348451B2 JP2015105189A JP2015105189A JP6348451B2 JP 6348451 B2 JP6348451 B2 JP 6348451B2 JP 2015105189 A JP2015105189 A JP 2015105189A JP 2015105189 A JP2015105189 A JP 2015105189A JP 6348451 B2 JP6348451 B2 JP 6348451B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
layer
collector
collector layer
inp
hbt
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2015105189A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2016219682A (en
Inventor
悠太 白鳥
悠太 白鳥
栗島 賢二
賢二 栗島
典秀 柏尾
典秀 柏尾
拓也 星
拓也 星
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Telegraph and Telephone Corp
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Telegraph and Telephone Corp filed Critical Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority to JP2015105189A priority Critical patent/JP6348451B2/en
Publication of JP2016219682A publication Critical patent/JP2016219682A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6348451B2 publication Critical patent/JP6348451B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Electrodes Of Semiconductors (AREA)
  • Bipolar Transistors (AREA)
  • Recrystallisation Techniques (AREA)

Description

本発明は、InPからなるコレクタ層を備えるヘテロ接合バイポーラトランジスタに関する。   The present invention relates to a heterojunction bipolar transistor including a collector layer made of InP.

インジウムリン(InP)系の半導体を用いたヘテロ接合バイポーラトランジスタ(HBT)は、InP系材料の高い電子移動度および高い電子飽和速度を活かした高速性に優れたトランジスタである。このような特徴を有するInP系HBTのさらなる高速化を実現するためには、HBTの注入電流を増加させて素子内部容量の充放電時間を短縮することが有効である。   A heterojunction bipolar transistor (HBT) using an indium phosphide (InP) based semiconductor is a transistor excellent in high speed utilizing the high electron mobility and high electron saturation speed of an InP based material. In order to further increase the speed of the InP-based HBT having such characteristics, it is effective to shorten the charge / discharge time of the element internal capacitance by increasing the injection current of the HBT.

一方で、注入電流を増加させることは、HBTの消費電力を増加させることを意味し、結果としてHBT内部の温度が上昇することになる。この結果として、HBTの長期信頼性を低下が懸念されるようになる。従って、InP系HBTの高速化に向けては、注入電流量を増やすと同時に、HBTの放熱性を向上させることが重要となる。   On the other hand, increasing the injection current means increasing the power consumption of the HBT, and as a result, the temperature inside the HBT rises. As a result, there is a concern that the long-term reliability of the HBT may be reduced. Therefore, in order to increase the speed of the InP-based HBT, it is important to increase the amount of injected current and at the same time improve the heat dissipation of the HBT.

上記の問題を解決するために、InPよりも熱伝導率が高い放熱基板にInP系HBTを作製する方法が提案されている(非特許文献1参照)。以下、このHBTについて説明する。   In order to solve the above problem, a method of manufacturing an InP-based HBT on a heat dissipation substrate having a higher thermal conductivity than InP has been proposed (see Non-Patent Document 1). Hereinafter, this HBT will be described.

このHBTは、図4に示すように、放熱基板301と、放熱基板301の上に形成された第1金属層302,第2金属層303、第3金属層304,第4金属層305が積層したコレクタ電極313と、コレクタ電極313の上に形成された化合物半導体からなるコレクタ層306と、コレクタ層306の上に形成されたベース層307と、ベース層307の上に形成されたエミッタ層308とを備える。また、エミッタ層308の上には、キャップ層309が形成されている。   As shown in FIG. 4, the HBT includes a heat dissipation substrate 301 and a first metal layer 302, a second metal layer 303, a third metal layer 304, and a fourth metal layer 305 formed on the heat dissipation substrate 301. Collector electrode 313, collector layer 306 made of a compound semiconductor formed on collector electrode 313, base layer 307 formed on collector layer 306, and emitter layer 308 formed on base layer 307. With. A cap layer 309 is formed on the emitter layer 308.

また、キャップ層309の上には、エミッタ電極311が形成され、エミッタ層308の周囲のベース層307の上にベース電極312が形成されている。   An emitter electrode 311 is formed on the cap layer 309, and a base electrode 312 is formed on the base layer 307 around the emitter layer 308.

次に、上記HBTの製造方法について簡単に説明する。まず、成長基板となるInP基板上に、化合物半導体からなるキャップ形成層、エミッタ形成層、ベース形成層、コレクタ形成層をこれらの順にエピタキシャル成長させる。例えば、有機金属化学気相堆積法(MOCVD)により成長させれば良い。次いで、コレクタ形成層の上に第3金属層および第4金属層を形成する。   Next, a method for manufacturing the HBT will be briefly described. First, a cap forming layer, an emitter forming layer, a base forming layer, and a collector forming layer made of a compound semiconductor are epitaxially grown in this order on an InP substrate serving as a growth substrate. For example, it may be grown by metal organic chemical vapor deposition (MOCVD). Next, a third metal layer and a fourth metal layer are formed on the collector formation layer.

一方で、成長基板とは別に、InPよりも熱伝導率が高い放熱基板を用意し、この放熱基板の上に第1金属層および第2金属層を形成しておく。この放熱基板と、前述した成長基板とを、第2金属層と第3金属層とを介して接合させる。この後、不要となった成長基板を除去し、次いで、エミッタ電極を形成し、キャップ層、エミッタ層を形成し、ベース電極を形成し、ベース層、コレクタ層を形成し、各金属層よりコレクタ電極を形成することで、図4に断面を示すHBTとする。   On the other hand, apart from the growth substrate, a heat dissipation substrate having a higher thermal conductivity than InP is prepared, and a first metal layer and a second metal layer are formed on the heat dissipation substrate. The heat dissipation substrate and the above-described growth substrate are bonded via the second metal layer and the third metal layer. Thereafter, the growth substrate that is no longer needed is removed, and then an emitter electrode is formed, a cap layer and an emitter layer are formed, a base electrode is formed, a base layer and a collector layer are formed, and a collector is formed from each metal layer. By forming the electrode, an HBT whose cross section is shown in FIG. 4 is obtained.

なお、第1金属層は、放熱基板と第2金属層の密着性を高めるために設けられている。また、第4金属層は、コレクタ層と第3金属層の密着性を高めるために設けられている。また、上記のHBT構造では、基板を貼り合わせる際の接着層に用いた第1金属層,第2金属層,第3金属層,第4金属層が、そのままコレクタ電極として機能する。   The first metal layer is provided in order to improve the adhesion between the heat dissipation substrate and the second metal layer. The fourth metal layer is provided in order to improve the adhesion between the collector layer and the third metal layer. In the above HBT structure, the first metal layer, the second metal layer, the third metal layer, and the fourth metal layer used as the adhesive layer when the substrates are bonded together function as the collector electrode as it is.

上述した技術によれば、HBT素子部の直下は、素子部を構成する化合物半導体よりも熱伝導率の高いコレクタ電極と放熱基板で構成されているので、InP基板上にHBT素子部が形成されている場合と比較して放熱性が向上する。また、化合物半導体からなるHBT素子形成層は、格子整合するInP成長基板上に形成されるので、HBT素子部の結晶性が損なわれない。   According to the technique described above, the HBT element part is formed on the InP substrate because the collector electrode and the heat dissipation substrate having higher thermal conductivity than the compound semiconductor constituting the element part are formed immediately below the HBT element part. The heat dissipation is improved compared to the case where it is. In addition, since the HBT element formation layer made of a compound semiconductor is formed on the lattice-matched InP growth substrate, the crystallinity of the HBT element portion is not impaired.

ただし、上述した非特許文献1におけるHBT構造においては、コレクタ層の構造を適切に設計しないとコレクタ接触抵抗が増大し高周波特性を悪化させる可能性がある。この理由を下記に説明する。   However, in the above-described HBT structure in Non-Patent Document 1, if the collector layer structure is not properly designed, the collector contact resistance may increase and the high-frequency characteristics may be deteriorated. The reason for this will be described below.

図5に示すように、放熱基板を用いないInP基板上に形成された一般的なHBT構造では、高濃度に不純物がドーピングされた化合物半導体からなるサブコレクタ層に、コレクタ電極を設ける構造となっている。このHBT構造では、コレクタ電極の面積をコレクタ層の面積と比較して大きく設計することができるため、高周波特性に与える影響が無視できるほどコレクタ接触抵抗は小さい。   As shown in FIG. 5, in a general HBT structure formed on an InP substrate that does not use a heat dissipation substrate, a collector electrode is provided in a subcollector layer made of a compound semiconductor doped with impurities at a high concentration. ing. In this HBT structure, since the area of the collector electrode can be designed larger than the area of the collector layer, the collector contact resistance is so small that the influence on the high frequency characteristics can be ignored.

一方で、非特許文献1におけるHBT構造では、コレクタ層とコレクタ電極の接触面積はコレクタ層の面積に限定されるため、コレクタ接触抵抗が増大する可能性がある。これを避けるためには、コレクタ層とコレクタ電極間をショットキーコンタクトとすることが有効である。一例として、GaAsSbからなるベース層およびInPからなるコレクタ層を有するHBTのバンド図を図6に示す。   On the other hand, in the HBT structure in Non-Patent Document 1, the contact area between the collector layer and the collector electrode is limited to the area of the collector layer, so that the collector contact resistance may increase. In order to avoid this, it is effective to use a Schottky contact between the collector layer and the collector electrode. As an example, FIG. 6 shows a band diagram of an HBT having a base layer made of GaAsSb and a collector layer made of InP.

図6の(a)に示すように、コレクタ電極をオーミックコンタクトさせる構成では、コレクタ電極と接するコレクタ層に、高濃度に不純物をドーピングした領域を設けることで得られる。この場合では、コレクタ電極とコレクタ層の界面において伝導帯側にスパイク状のポテンシャル障壁が形成されるため、有限のコレクタ接触抵抗が発生してしまう。   As shown in FIG. 6A, the structure in which the collector electrode is in ohmic contact can be obtained by providing a region doped with impurities at a high concentration in the collector layer in contact with the collector electrode. In this case, since a spike-like potential barrier is formed on the conduction band side at the interface between the collector electrode and the collector layer, a finite collector contact resistance is generated.

一方で、図6の(b)に示すように、ショットキーコンタクトは、コレクタ電極と接するコレクタ層に対して不純物を一切ドーピングしないことで得られる。この構成では、上述したようなエネルギー障壁が形成されることがなく、原理的にはコレクタ接触抵抗の発生を回避できる。従って、非特許文献1におけるHBT構造では、コレクタ電極をコレクタ層にショットキー接続させる構成とすることが望ましい。   On the other hand, as shown in FIG. 6B, the Schottky contact can be obtained by not doping any impurities to the collector layer in contact with the collector electrode. In this configuration, the energy barrier as described above is not formed, and generation of collector contact resistance can be avoided in principle. Therefore, in the HBT structure in Non-Patent Document 1, it is desirable to adopt a configuration in which the collector electrode is Schottky connected to the collector layer.

しかしながら、上記の放熱基板とInPコレクタ層の間にコレクタ電極が形成されたHBT構造において、発明者らはInPコレクタ層と高い密着性が得られるTiをコレクタ層と接するコレクタ電極層に用いてショットキーコンタクトを実現しようとした場合、InPコレクタ層を形成する際に課題が生じることがわかった。以下、上記問題について、図7を用いて説明する。図7は、図4を用いて説明したHBTの第4金属層305をTiから構成した場合に製造された状態を模式的に示す断面図である。   However, in the HBT structure in which the collector electrode is formed between the heat dissipation substrate and the InP collector layer, the inventors use Ti, which provides high adhesion to the InP collector layer, as a collector electrode layer in contact with the collector layer. It has been found that there is a problem in forming the InP collector layer when trying to realize key contact. Hereinafter, the above problem will be described with reference to FIG. FIG. 7 is a cross-sectional view schematically showing a state manufactured when the fourth metal layer 305 of the HBT described with reference to FIG. 4 is made of Ti.

このHBTは、上述した基板接合技術を用いてコレクタ電極313となる金属積層構造の上に各化合物半導体層を形成した後、エミッタ電極311を形成し、エミッタ層308,キャップ層309のメサを形成し、ベース電極312を形成した後、ウエットエッチングにより、ベース層307,コレクタ層306aのメサを形成している。   In this HBT, each compound semiconductor layer is formed on the metal laminated structure to be the collector electrode 313 using the substrate bonding technique described above, and then the emitter electrode 311 is formed, and the mesa of the emitter layer 308 and the cap layer 309 is formed. After the base electrode 312 is formed, mesas of the base layer 307 and the collector layer 306a are formed by wet etching.

InPから構成したコレクタ層306a形成のためのエッチング処理においては、例えばInP系HBTで一般的に用いられるInGaAsやGaAsSbなどのAsを含むベース層材料がエッチングされないことが重要であるため、塩酸系のエッチャントを用いている。この塩酸系のエッチャントを用いた処理により、コレクタ層306aの側壁が凹凸の激しい歪な形状となることが発明者らの実験により明らかとなった。   In the etching process for forming the collector layer 306a composed of InP, it is important that the base layer material containing As such as InGaAs or GaAsSb generally used in InP-based HBT is not etched. An etchant is used. It has been clarified by experiments by the inventors that the side wall of the collector layer 306a becomes a distorted shape with severe irregularities by the treatment using the hydrochloric acid-based etchant.

この現象は、HBT形成工程における熱処理によって、第4金属層305のTiが、InPから構成されたコレクタ層306aに拡散し、この結果形成されたInPとTiの混晶層が、塩酸系のエッチャントを用いたエッチングを阻害するためと考えられる。   This phenomenon is caused by the fact that Ti of the fourth metal layer 305 diffuses into the collector layer 306a composed of InP by the heat treatment in the HBT formation step, and the resulting mixed crystal layer of InP and Ti becomes a hydrochloric acid-based etchant. This is considered to inhibit etching using silicon.

また、InPと良好な密着性が期待できるNi、Cr、Ptといった他の金属をInPから構成したコレクタ層と接するコレクタ電極層に用いた場合についても、HBT形成工程における熱処理(最大400℃)によってInP中に拡散することが非特許文献2で報告されている。   Also, when other metals such as Ni, Cr, and Pt that can be expected to have good adhesion with InP are used for the collector electrode layer in contact with the collector layer made of InP, the heat treatment (up to 400 ° C.) in the HBT formation process Non-Patent Document 2 reports that it diffuses into InP.

以上のことから、InPコレクタ層と良好な密着性が得られる金属をコレクタ層と接するコレクタ電極に用いると、コレクタ電極に用いた金属がInPコレクタ中に拡散し、良好な形状のコレクタ層が得られないことが懸念される。   From the above, when a metal that has good adhesion to the InP collector layer is used for the collector electrode in contact with the collector layer, the metal used for the collector electrode diffuses into the InP collector, and a collector layer with a good shape is obtained. There is a concern that it will not be possible.

A. Thiam et al., "InP HBT Thermal Management by Transferring to High Thermal Conductivity Silicon Substrate", IEEE Electron Device Letters, vol.35, no.10, pp.1010-1012, 2014.A. Thiam et al., "InP HBT Thermal Management by Transferring to High Thermal Conductivity Silicon Substrate", IEEE Electron Device Letters, vol.35, no.10, pp.1010-1012, 2014. L. Persson et al., "Interfacial reaction studies of Cr, Ni, Ti, and Pt metallization on InP", J. Appl. Phys., vol.80, no.6, pp.3346-3354, 1996.L. Persson et al., "Interfacial reaction studies of Cr, Ni, Ti, and Pt metallization on InP", J. Appl. Phys., Vol.80, no.6, pp.3346-3354, 1996.

以上に説明したように、コレクタ層と基板の間にコレクタ電極を挿入したHBT構造において、InPから構成したコレクタ層と接するコレクタ電極を、InPと良好な密着性が得られるTiに代表される金属を用いた場合に、この金属のコレクタ層への拡散により、良好なコレクタ形状が得られなくなるという問題が生じる。このような異常なコレクタ形状は、高周波特性を向上させるために素子の微細化を進める際に、大きな障害となる可能性がある。   As described above, in the HBT structure in which the collector electrode is inserted between the collector layer and the substrate, the collector electrode in contact with the collector layer made of InP is used as a metal typified by Ti that can obtain good adhesion with InP. When this is used, there arises a problem that a good collector shape cannot be obtained due to the diffusion of the metal into the collector layer. Such an abnormal collector shape can be a major obstacle when a device is miniaturized in order to improve high-frequency characteristics.

本発明は、以上のような問題点を解消するためになされたものであり、良好な密着性が得られる金属をコレクタ電極に用いても、良好なコレクタ形状が形成できるようにすることを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and it is an object of the present invention to form a good collector shape even when a metal capable of obtaining good adhesion is used for a collector electrode. And

本発明に係るヘテロ接合バイポーラトランジスタは、InPよりも熱伝導率が高い放熱基板と、V族元素がAsのみとされたIII−V族化合物半導体から構成されて放熱基板の上に形成された第1コレクタ層と、InPから構成されて第1コレクタ層の上に形成された第2コレクタ層と、III−V族化合物半導体から構成されて第2コレクタ層の上に形成されたベース層と、ベース層とは異なるIII−V族化合物半導体から構成されてベース層の上に形成されたエミッタ層と、エミッタ層に接続して形成されたエミッタ電極と、ベース層に接続して形成されたベース電極と、放熱基板と第1コレクタ層との間に配置されて第1コレクタ層に接して形成されたコレクタ電極とを備え、第1コレクタ層は、厚さが1〜30nmの範囲とされ、加えて不純物がドーピングされていないThe heterojunction bipolar transistor according to the present invention includes a heat dissipation substrate having a higher thermal conductivity than InP, and a III-V group compound semiconductor in which a group V element is only As, and is formed on the heat dissipation substrate. A first collector layer, a second collector layer made of InP and formed on the first collector layer, a base layer made of a III-V compound semiconductor and formed on the second collector layer; An emitter layer made of a group III-V compound semiconductor different from the base layer and formed on the base layer, an emitter electrode formed connected to the emitter layer, and a base formed connected to the base layer comprising an electrode and a heat radiation substrate and the collector electrode formed in contact with the first collector layer is disposed between the first collector layer, the first collector layer, the thickness is in the range of 1~30nm In addition no impurity is doped.

上記ヘテロ接合バイポーラトランジスタにおいて、第1コレクタ層は、InGaAsまたはInAlGaAsから構成されていればよい In the heterojunction bipolar transistor, the first collector layer may be made of InGaAs or InAlGaAs .

上記ヘテロ接合バイポーラトランジスタにおいて、第1コレクタ層を構成するIII−V族化合物半導体は、エネルギーバンド構造が、第2コレクタ層の伝導帯下端と比較して第1コレクタ層の伝導帯下端が、第2コレクタ層の伝導帯下端と同じか低くなる範囲となる組成とされているとよい。   In the heterojunction bipolar transistor, the group III-V compound semiconductor constituting the first collector layer has an energy band structure in which the lower end of the conduction band of the first collector layer is lower than the lower end of the conduction band of the second collector layer. It is preferable that the composition be in the same or lower range than the lower end of the conduction band of the two collector layers.

上記ヘテロ接合バイポーラトランジスタにおいて、コレクタ電極の第1コレクタ層に接触する領域は、Tiから構成されているとよい。   In the heterojunction bipolar transistor, the region of the collector electrode that contacts the first collector layer may be made of Ti.

以上説明したことにより、本発明によれば、良好な密着性が得られる金属をコレクタ電極に用いても、良好なコレクタ形状が形成できるという優れた効果が得られる。   As described above, according to the present invention, an excellent effect that a good collector shape can be formed can be obtained even if a metal capable of obtaining good adhesion is used for the collector electrode.

図1は、本発明の実施の形態におけるヘテロ接合バイポーラトランジスタの構成を示す構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram showing a configuration of a heterojunction bipolar transistor according to an embodiment of the present invention. 図2は、本発明の実施の形態におけるHBTにおけるバンドギャップエネルギーの状態を示すエネルギーバンド図である。FIG. 2 is an energy band diagram showing a state of band gap energy in the HBT according to the embodiment of the present invention. 図3Aは、本発明の実施の形態におけるHBTの製造方法を説明するための各工程における状態を示す構成図である。FIG. 3A is a configuration diagram showing a state in each step for explaining a method of manufacturing an HBT in the embodiment of the present invention. 図3Bは、本発明の実施の形態におけるHBTの製造方法を説明するための各工程における状態を示す構成図である。FIG. 3B is a configuration diagram showing a state in each step for explaining the method of manufacturing the HBT in the embodiment of the present invention. 図3Cは、本発明の実施の形態におけるHBTの製造方法を説明するための各工程における状態を示す構成図である。FIG. 3C is a configuration diagram showing a state in each step for explaining the method of manufacturing the HBT in the embodiment of the present invention. 図3Dは、本発明の実施の形態におけるHBTの製造方法を説明するための各工程における状態を示す構成図である。FIG. 3D is a configuration diagram showing a state in each step for explaining the method of manufacturing the HBT in the embodiment of the present invention. 図3Eは、本発明の実施の形態におけるHBTの製造方法を説明するための各工程における状態を示す構成図である。FIG. 3E is a configuration diagram showing a state in each step for explaining the method of manufacturing the HBT in the embodiment of the present invention. 図3Fは、本発明の実施の形態におけるHBTの製造方法を説明するための各工程における状態を示す構成図である。FIG. 3F is a configuration diagram showing a state in each step for explaining the method of manufacturing the HBT in the embodiment of the present invention. 図3Gは、本発明の実施の形態におけるHBTの製造方法を説明するための各工程における状態を示す構成図である。FIG. 3G is a configuration diagram showing a state in each step for explaining the method of manufacturing the HBT in the embodiment of the present invention. 図3Hは、本発明の実施の形態におけるHBTの製造方法を説明するための各工程における状態を示す構成図である。FIG. 3H is a configuration diagram showing a state in each step for explaining a method of manufacturing the HBT in the embodiment of the present invention. 図4は、非特許文献1に示されたHBTの構成を示す構成図である。FIG. 4 is a configuration diagram showing the configuration of the HBT shown in Non-Patent Document 1. 図5は、InP基板上に形成された一般的なHBTの構成を示す構成図である。FIG. 5 is a configuration diagram showing a configuration of a general HBT formed on an InP substrate. 図6は、GaAsSbからなるベース層およびInPからなるコレクタ層を有するHBTのバンドギャップエネルギーの状態を示すエネルギーバンド図である。FIG. 6 is an energy band diagram showing the state of band gap energy of an HBT having a base layer made of GaAsSb and a collector layer made of InP. 図7は、図4を用いて説明したHBTの第4金属層305をTiから構成した場合に製造された状態を模式的に示す断面図である。FIG. 7 is a cross-sectional view schematically showing a state manufactured when the fourth metal layer 305 of the HBT described with reference to FIG. 4 is made of Ti.

以下、本発明の実施の形態について図を参照して説明する。図1は、本発明の実施の形態におけるヘテロ接合バイポーラトランジスタ(HBT)の構成を示す構成図である。図1では、HBTの断面を模式的に示している。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a configuration diagram showing a configuration of a heterojunction bipolar transistor (HBT) in an embodiment of the present invention. FIG. 1 schematically shows a cross section of the HBT.

このHBTは、放熱基板101と、放熱基板101の上に形成された第1コレクタ層102と、第1コレクタ層102の上に形成された第2コレクタ層103と、第2コレクタ層103の上に形成されたベース層104とベース層104の上に形成されたエミッタ層105とを備える。また、エミッタ層105にエミッタキャップ層106を介して接続するエミッタ電極111と、ベース層104に接続するベース電極112とを備える。   The HBT includes a heat dissipation substrate 101, a first collector layer 102 formed on the heat dissipation substrate 101, a second collector layer 103 formed on the first collector layer 102, and a second collector layer 103. A base layer 104 formed on the base layer 104 and an emitter layer 105 formed on the base layer 104. In addition, an emitter electrode 111 connected to the emitter layer 105 via the emitter cap layer 106 and a base electrode 112 connected to the base layer 104 are provided.

加えて、このHBTは、放熱基板101と第1コレクタ層102との間に配置され、第1コレクタ層102に接して形成されたコレクタ電極113を備える。コレクタ電極113は、金属から構成されている。   In addition, the HBT includes a collector electrode 113 disposed between the heat dissipation substrate 101 and the first collector layer 102 and formed in contact with the first collector layer 102. The collector electrode 113 is made of metal.

なお、エミッタキャップ層106およびエミッタ層105は、第1メサ構造とされ、ベース層104,第2コレクタ層103,および第1コレクタ層102は、第1メサ構造より広い面積の第2メサ構造とされている。第1メサ構造とされているエミッタ層105の周囲のベース層104の上に、ベース電極112が配置されている。   The emitter cap layer 106 and the emitter layer 105 have a first mesa structure, and the base layer 104, the second collector layer 103, and the first collector layer 102 have a second mesa structure having a larger area than the first mesa structure. Has been. A base electrode 112 is disposed on the base layer 104 around the emitter layer 105 having the first mesa structure.

各層は、いわゆるInP系のIII−V族化合物半導体から構成され、ベース層104とエミッタ層とは、異なる化合物半導体から構成されている。特に、第1コレクタ層102は、V族元素がAsのみとされたIII−V族化合物半導体から構成されている。また、第2コレクタ層103は、InPから構成されている。   Each layer is composed of a so-called InP-based III-V group compound semiconductor, and the base layer 104 and the emitter layer are composed of different compound semiconductors. In particular, the first collector layer 102 is made of a III-V group compound semiconductor in which the group V element is only As. The second collector layer 103 is made of InP.

例えば、第1コレクタ層102は、アンドープのInGaAsまたはInAlGaAsから構成されている。第2コレクタ層103は、Siなどのn型不純物が導入されたInP(n−InP)から構成されている。ベース層104は、高濃度にp型不純物が導入されたGaAsSb(p+−GaAsSb)から構成されている。エミッタ層105は、n型不純物が導入されたInP(n−InP)から構成されている。また、エミッタキャップ層106は、高濃度にn型不純物が導入されたInGaAs(n+−InGaAs)層から構成されている。 For example, the first collector layer 102 is made of undoped InGaAs or InAlGaAs. The second collector layer 103 is made of InP (n-InP) into which an n-type impurity such as Si is introduced. The base layer 104 is made of GaAsSb (p + -GaAsSb) into which a p-type impurity is introduced at a high concentration. The emitter layer 105 is composed of InP (n-InP) into which an n-type impurity is introduced. The emitter cap layer 106 is composed of an InGaAs (n + -InGaAs) layer into which an n-type impurity is introduced at a high concentration.

また、コレクタ電極113の第1コレクタ層102に接触する接触領域113aは、第1コレクタ層102に対して良好な密着性が得られる金属から構成されている。このような金属としては、例えばTiがある。   The contact region 113 a of the collector electrode 113 that contacts the first collector layer 102 is made of a metal that can provide good adhesion to the first collector layer 102. An example of such a metal is Ti.

なお、図1では、放熱基板101の上に1つの素子を示しているが、放熱基板101の図示しない領域には、図示しない配線層で接続された他の様々な素子が形成されて集積回路を構成している。   In FIG. 1, one element is shown on the heat dissipation board 101. However, in the area (not shown) of the heat dissipation board 101, various other elements connected by a wiring layer (not shown) are formed. Is configured.

上述したHBTによれば、第1コレクタ層102が、Tiなどのコレクタ電極113を構成する金属の拡散バリアとなり、コレクタ電極113に用いたTiなどの金属が、第2コレクタ層103へ拡散することを抑制できる。従って、塩酸系のエッチャントを用いた第2コレクタ層103の形成においても、良好な形状を得ることができる。   According to the HBT described above, the first collector layer 102 serves as a diffusion barrier for the metal constituting the collector electrode 113 such as Ti, and the metal such as Ti used for the collector electrode 113 diffuses into the second collector layer 103. Can be suppressed. Therefore, a favorable shape can be obtained even in the formation of the second collector layer 103 using a hydrochloric acid-based etchant.

また、第1コレクタ層102の層厚は1〜30nmと非常に薄くするとよい。InGaAsなどAsを含む材料は一般に熱伝導率が低いが、少なくとも30nm以下の層厚にすることで、熱伝導率がInPよりも低い材料からなる第1コレクタ層102を挿入したことによる放熱性の悪化を最小限に抑えることができる。また、第1コレクタ層102の層厚を1nmにしておけば、第2コレクタ層103を形成する際のエッチストップ層として機能させることができ、Tiなどの金属がInPからなる第2コレクタ層103に拡散することも効果的に抑制してくれる。   The layer thickness of the first collector layer 102 is preferably as very thin as 1 to 30 nm. A material containing As, such as InGaAs, generally has a low thermal conductivity. However, by setting the layer thickness to at least 30 nm or less, the heat dissipation due to the insertion of the first collector layer 102 made of a material having a thermal conductivity lower than that of InP. Deterioration can be minimized. Further, if the thickness of the first collector layer 102 is set to 1 nm, it can function as an etch stop layer when forming the second collector layer 103, and the second collector layer 103 in which a metal such as Ti is made of InP. It effectively suppresses the diffusion to the surface.

また、第1コレクタ層102は、アンドープのIII−V族化合物半導体から構成するとよい。これによって、図2のエネルギーバンド図に示すように、コレクタ電極113近傍の第1コレクタ層102の伝導帯下端にポテンシャルスパイクがないショットキーコンタクトが得られる。   The first collector layer 102 may be composed of an undoped group III-V compound semiconductor. As a result, as shown in the energy band diagram of FIG. 2, a Schottky contact having no potential spike at the lower end of the conduction band of the first collector layer 102 in the vicinity of the collector electrode 113 is obtained.

また、第1コレクタ層102の組成は、図2に示す第1コレクタ層102と第2コレクタ層103との界面のエネルギーバンド構造において、第2コレクタ層103の伝導帯下端と比較して第1コレクタ層102の伝導帯下端の位置が、同じか低くなるような組成とするとよい。この構成とすることで、第2コレクタ層103側から第1コレクタ層102側に対しては伝導帯に障壁が存在しないため、第1コレクタ層102を挿入したことによるコレクタ抵抗が増加することはない。   In addition, the composition of the first collector layer 102 is first compared to the lower end of the conduction band of the second collector layer 103 in the energy band structure at the interface between the first collector layer 102 and the second collector layer 103 shown in FIG. The composition may be such that the lower end of the conduction band of the collector layer 102 is the same or lower. With this configuration, since there is no barrier in the conduction band from the second collector layer 103 side to the first collector layer 102 side, the collector resistance due to the insertion of the first collector layer 102 increases. Absent.

以上示したように、実施の形態におけるHBTによれば、InPから構成した第2コレクタ層103の形状を損ねることなく、コレクタ接触抵抗を低減することができる。   As described above, according to the HBT in the embodiment, the collector contact resistance can be reduced without impairing the shape of the second collector layer 103 made of InP.

次に、本発明の実施の形態におけるHBTの製造方法について、図3A〜図3Hを用いて説明する。図3A〜図3Hは、本発明の実施の形態におけるHBTの製造方法を説明するための各工程における状態を示す構成図である。図3A〜図3Hでは、断面を模式的に示している。   Next, the manufacturing method of HBT in embodiment of this invention is demonstrated using FIG. 3A-FIG. 3H. FIG. 3A to FIG. 3H are configuration diagrams showing states in respective steps for explaining a method of manufacturing an HBT in the embodiment of the present invention. 3A to 3H schematically show cross sections.

まず、図3Aに示すように、InPからなる成長基板201の上に、InP系のHBTを構成する各化合物半導体の層を順次にエピタキシャル成長する。例えば、成長基板201の上に、Siを2×1019cm-3程度ドーピングしたn+−InGaAsからなるエミッタキャップ形成層202,Siを1×1017cm-3程度ドーピングしたn−InPからなるエミッタ形成層203,Cを1×1019cm-3程度ドーピングしたp+−GaAsSbからなるベース形成層204,Siを1×1017cm-3程度ドーピングしたn−InP層からなる第2コレクタ形成層205、アンドープInGaAsからなる第1コレクタ形成層206を、順次に成長して形成する。これらは、例えば、有機金属気相堆積法や分子線エピタキシー法を用いて堆積することで形成すればよい。 First, as shown in FIG. 3A, on the growth substrate 201 made of InP, each compound semiconductor layer constituting the InP-based HBT is epitaxially grown sequentially. For example, on the growth substrate 201, an emitter cap forming layer 202 made of n + -InGaAs doped with Si at about 2 × 10 19 cm −3 and n-InP doped with about 1 × 10 17 cm −3 of Si. Emitter forming layer 203, base forming layer 204 made of p + -GaAsSb doped with about 1 × 10 19 cm −3 of C, and second collector formed of n-InP layer doped with about 1 × 10 17 cm −3 of Si A layer 205 and a first collector formation layer 206 made of undoped InGaAs are sequentially grown and formed. These may be formed by depositing, for example, using metal organic vapor phase deposition or molecular beam epitaxy.

各化合物半導体の層は、InPからなる成長基板201の上に格子整合した状態でエピタキシャル成長されるため、転位や欠陥などの発生が抑制された良質な状態で形成される。   Since each compound semiconductor layer is epitaxially grown on the growth substrate 201 made of InP in a lattice-matched state, the compound semiconductor layer is formed in a high-quality state in which generation of dislocations and defects is suppressed.

また、第1コレクタ形成層206は、In組成を53%としたInGaAsから構成すれば良い。この構成とすることで、第2コレクタ形成層205(第2コレクタ層103)と第1コレクタ形成層206(第1コレクタ層102)との界面において、第2コレクタ形成層205に対して第1コレクタ形成層206の伝導帯下端は約200meV低くなる。この結果、第2コレクタ層103から第1コレクタ層102に向かって伝導帯にエネルギー障壁が生じない状態に形成できるため、第1コレクタ層102と第2コレクタ層103の間でコレクタ抵抗が生じることはない。   The first collector formation layer 206 may be made of InGaAs with an In composition of 53%. With this configuration, the first collector formation layer 205 is first in the interface between the second collector formation layer 205 (second collector layer 103) and the first collector formation layer 206 (first collector layer 102). The lower end of the conduction band of the collector forming layer 206 is about 200 meV lower. As a result, an energy barrier is not generated in the conduction band from the second collector layer 103 toward the first collector layer 102, so that collector resistance is generated between the first collector layer 102 and the second collector layer 103. There is no.

また、第1コレクタ形成層206の層厚は例えば1〜30nmとすればよい。InGaAsは熱伝導率が約5W/m/Kと、InPの熱伝導率68W/m/Kと比較して低いため、作製されるHBT放熱性を悪化させる可能性がある。これに対し、第1コレクタ層102とする第1コレクタ形成層206の層厚が1〜30nmの範囲であれば、後述するようにコレクタ電極113の拡散バリアとしての機能を保ちつつ放熱性の低下を最小限に抑えることができる。   Further, the thickness of the first collector formation layer 206 may be 1 to 30 nm, for example. Since InGaAs has a thermal conductivity of about 5 W / m / K, which is lower than InP's thermal conductivity of 68 W / m / K, there is a possibility of deteriorating the heat dissipation of the manufactured HBT. On the other hand, if the thickness of the first collector formation layer 206 serving as the first collector layer 102 is in the range of 1 to 30 nm, the heat dissipation is reduced while maintaining the function of the collector electrode 113 as a diffusion barrier, as will be described later. Can be minimized.

次に、図3Bに示すように、第1コレクタ形成層206の上に、第1コレクタ電極形成層207を形成する。例えば、第1コレクタ電極形成層207としては、第1コレクタ形成層206に接する側からTi層207a,Au層207bの積層構造として、真空蒸着法やスパッタ法を用いて堆積すればよい。Tiを用いることで、第1コレクタ形成層206と第1コレクタ電極形成層207との良好な密着性が得られる。   Next, as shown in FIG. 3B, a first collector electrode formation layer 207 is formed on the first collector formation layer 206. For example, the first collector electrode formation layer 207 may be deposited using a vacuum deposition method or a sputtering method as a stacked structure of a Ti layer 207a and an Au layer 207b from the side in contact with the first collector formation layer 206. By using Ti, good adhesion between the first collector formation layer 206 and the first collector electrode formation layer 207 can be obtained.

上記構成とすることで、後記するHBT形成工程において発生する熱や機械的応力によりHBT素子部が放熱基板から剥離することがない。また、Auはヤング率が低くかつ熱伝導率が高いので、HBTの放熱性を損なわずに後述する放熱基板と容易に接合させることができる。なお、第1コレクタ電極形成層207の第1コレクタ形成層206に接する層は、Cr、Ni、Ptから構成してもよく、Tiと同様に良好な密着性が得られる。   By setting it as the said structure, an HBT element part does not peel from a thermal radiation board | substrate with the heat | fever and mechanical stress which generate | occur | produce in the HBT formation process mentioned later. Further, since Au has a low Young's modulus and a high thermal conductivity, it can be easily joined to a heat dissipation substrate described later without impairing the heat dissipation of the HBT. Note that the layer in contact with the first collector formation layer 206 of the first collector electrode formation layer 207 may be made of Cr, Ni, or Pt, and good adhesion can be obtained as with Ti.

一方、図3Cに示すように、例えばSiからなる放熱基板101の上に、第2コレクタ電極形成層221を形成する。上述同様に、真空蒸着法,スパッタ法などにより放熱基板101に接する側からTi層およびAu層を順次に堆積して形成すれば良い。なお、放熱基板101の材料としては、InPよりも熱伝導率が高く、かつHBT間の電気的分離を容易にするために、半絶縁性InPと同等の絶縁性を有していることが望ましい。例えば、Si、AlN、GaN、SiC、ダイヤモンドから放熱基板101を構成すればよい。   On the other hand, as shown in FIG. 3C, the second collector electrode formation layer 221 is formed on the heat dissipation substrate 101 made of, for example, Si. As described above, a Ti layer and an Au layer may be sequentially deposited from the side in contact with the heat dissipation substrate 101 by vacuum vapor deposition, sputtering, or the like. Note that the material of the heat dissipation substrate 101 preferably has an insulating property equivalent to that of semi-insulating InP in order to have higher thermal conductivity than InP and to facilitate electrical separation between HBTs. . For example, the heat dissipation substrate 101 may be made of Si, AlN, GaN, SiC, and diamond.

次に、図3Dに示すように、成長基板201と放熱基板101とを、第1コレクタ電極形成層207と第2コレクタ電極形成層221とを接合することで貼り合わせる。例えば、表面活性化接合法や原子拡散接合法などのウエハ貼り合わせ技術を用い、第1コレクタ電極形成層207と第2コレクタ電極形成層221とを接合すればよい。実施の形態では、第1コレクタ電極形成層207と第2コレクタ電極形成層221との接合面は、ともにAuから構成されており、容易に接合させることができる。また、いずれの接合方法も、InP系HBTの最大プロセス温度(400℃)以下の接合温度とすることが可能である。このため、接合工程で生じる温度負荷による素子形成層の結晶性劣化や、成長基板と放熱基板間の熱膨張係数差に起因する基板の反りが抑制できる。   Next, as illustrated in FIG. 3D, the growth substrate 201 and the heat dissipation substrate 101 are bonded together by bonding the first collector electrode formation layer 207 and the second collector electrode formation layer 221. For example, the first collector electrode forming layer 207 and the second collector electrode forming layer 221 may be bonded using a wafer bonding technique such as a surface activated bonding method or an atomic diffusion bonding method. In the embodiment, the joining surfaces of the first collector electrode forming layer 207 and the second collector electrode forming layer 221 are both made of Au and can be easily joined. In any of the bonding methods, the bonding temperature can be set to a temperature equal to or lower than the maximum process temperature (400 ° C.) of InP-based HBT. For this reason, the crystallinity degradation of the element formation layer by the temperature load which arises at a joining process, and the curvature of the board | substrate resulting from the thermal expansion coefficient difference between a growth board | substrate and a thermal radiation board | substrate can be suppressed.

次に、成長基板201を除去する。例えばバックグラインダーを用い、成長基板201を研磨して薄くする。次いで、塩酸系のエッチング液を用いたウエットエッチングにより、残っている成長基板201を除去してエミッタキャップ形成層202を露出させる。このウエットエッチングでは、InGaAsからなるエミッタキャップ形成層202は、ほとんどエッチングされないので、成長基板201のみを選択的に除去できる。   Next, the growth substrate 201 is removed. For example, the growth substrate 201 is polished and thinned using a back grinder. Next, the remaining growth substrate 201 is removed by wet etching using a hydrochloric acid-based etching solution to expose the emitter cap forming layer 202. In this wet etching, the emitter cap forming layer 202 made of InGaAs is hardly etched, so that only the growth substrate 201 can be selectively removed.

以上のことにより、図3Eに示すように、放熱基板101の上に、第2コレクタ電極形成層221,第1コレクタ電極形成層207が積層され、第1コレクタ電極形成層207の上に、第1コレクタ形成層206,第2コレクタ形成層205,ベース形成層204,エミッタ形成層203,およびエミッタキャップ形成層202が積層された状態が得られる。   As a result, as shown in FIG. 3E, the second collector electrode formation layer 221 and the first collector electrode formation layer 207 are stacked on the heat dissipation substrate 101, and the first collector electrode formation layer 207 is A state is obtained in which the first collector formation layer 206, the second collector formation layer 205, the base formation layer 204, the emitter formation layer 203, and the emitter cap formation layer 202 are laminated.

次に、エミッタ形成層203の上にエミッタ電極111を形成し、この後、エミッタキャップ形成層202およびエミッタ形成層203をパターニングし、図3Fに示すように、エミッタ層105およびエミッタキャップ層106の第1メサ構造を形成する。   Next, the emitter electrode 111 is formed on the emitter formation layer 203, and then the emitter cap formation layer 202 and the emitter formation layer 203 are patterned, and as shown in FIG. A first mesa structure is formed.

例えば、公知のフォトリソグラフィー技術により、エミッタ電極111形成部に開口部を有するリフトオフマスクを形成し、この上より、例えば真空蒸着法により電極材料を堆積する。この後、リフトオフマスクを除去すれば、エミッタ電極111が形成できる(リフトオフ法)。   For example, a lift-off mask having an opening is formed in the emitter electrode 111 forming portion by a known photolithography technique, and an electrode material is deposited thereon by, for example, a vacuum evaporation method. Thereafter, if the lift-off mask is removed, the emitter electrode 111 can be formed (lift-off method).

また、エミッタ電極111をマスクパターンとし、クエン酸エッチャントでエミッタキャップ形成層202をエッチングしてエミッタキャップ層106を形成する。次いで、エミッタ電極111をマスクパターンとし、塩酸系エッチャントを用いてエミッタ形成層203をエッチングしてエミッタ層105を形成する。この後、エミッタ電極111の形成と同様に、リフトオフ法により、第1メサ構造とされているエミッタ層105の周囲のベース形成層204の上に、ベース電極112を形成する。   Further, the emitter cap layer 106 is formed by etching the emitter cap forming layer 202 with a citric acid etchant using the emitter electrode 111 as a mask pattern. Next, using the emitter electrode 111 as a mask pattern, the emitter forming layer 203 is etched using a hydrochloric acid-based etchant to form the emitter layer 105. Thereafter, similarly to the formation of the emitter electrode 111, the base electrode 112 is formed on the base formation layer 204 around the emitter layer 105 having the first mesa structure by a lift-off method.

次に、ベース形成層204および第2コレクタ形成層205をパターニングすることで、図3Gに示すように、第1メサ構造より広い面積の第2メサ構造のベース層104および第2コレクタ層103を形成する。クエン酸系エッチャントを用いたベース形成層204のエッチングによりベース層104を形成し、塩酸系エッチャントを用いた第2コレクタ形成層205のエッチングにより第2コレクタ層103を形成すればよい。   Next, by patterning the base formation layer 204 and the second collector formation layer 205, as shown in FIG. 3G, the base layer 104 and the second collector layer 103 having the second mesa structure having a larger area than the first mesa structure are formed. Form. The base layer 104 may be formed by etching the base formation layer 204 using a citric acid-based etchant, and the second collector layer 103 may be formed by etching the second collector formation layer 205 using a hydrochloric acid-based etchant.

塩酸系エッチャントはInGaAsをほとんどエッチングしないので、第1コレクタ形成層206がエッチングストッパとして働き、容易に第2コレクタ層103が形成できる。また、InGaAsからなる第1コレクタ形成層206が第1コレクタ電極形成層207との間に配置されているため、第1コレクタ電極形成層207からの金属の拡散が抑制されるため、良好な側壁形状の第2コレクタ層103が形成できる。   Since the hydrochloric acid etchant hardly etches InGaAs, the first collector formation layer 206 functions as an etching stopper, and the second collector layer 103 can be easily formed. In addition, since the first collector formation layer 206 made of InGaAs is disposed between the first collector electrode formation layer 207 and the diffusion of metal from the first collector electrode formation layer 207 is suppressed, a favorable sidewall is obtained. A second collector layer 103 having a shape can be formed.

次に、第1コレクタ形成層206をパターニングすることで、図3Hに示すように、第1コレクタ層102を形成する。例えば、クエン酸系エッチャントを用い、第1コレクタ形成層206をエッチングすればよい。Tiなどの第1コレクタ電極形成層207を構成する金属が第1コレクタ形成層206に拡散していても、クエン酸系エッチャントを用いた上記エッチングによれば、凹凸等なく良好な側壁形状の第1コレクタ層102が形成できる。   Next, the first collector formation layer 206 is patterned to form the first collector layer 102 as shown in FIG. 3H. For example, the first collector formation layer 206 may be etched using a citric acid-based etchant. Even if the metal constituting the first collector electrode forming layer 207 such as Ti diffuses into the first collector forming layer 206, the etching using the citric acid-based etchant does not cause unevenness and the like, and has a good sidewall shape. One collector layer 102 can be formed.

以上のようにして素子部を形成した後、公知のリソグラフィー技術およびドライエッチング技術により、第1コレクタ電極形成層207,第2コレクタ電極形成層221をパターニングすることで、図1に示すように、コレクタ電極113を形成する。コレクタ電極113を形成することで、この周囲の放熱基板101が露出した状態となる。放熱基板101は、絶縁性を有する材料から構成されているので、上述したように金属積層構造120を形成することで、HBTとなる各素子部の間は電気的に分離される。   After the element portion is formed as described above, the first collector electrode formation layer 207 and the second collector electrode formation layer 221 are patterned by a known lithography technique and dry etching technique, as shown in FIG. A collector electrode 113 is formed. By forming the collector electrode 113, the surrounding heat dissipation substrate 101 is exposed. Since the heat dissipating substrate 101 is made of an insulating material, by forming the metal laminated structure 120 as described above, each element portion that becomes the HBT is electrically separated.

以上に説明したように、本発明では、V族元素がAsのみとされたIII−V族化合物半導体から構成されて放熱基板の上に形成された第1コレクタ層、およびInPから構成されて第1コレクタ層の上に形成された第2コレクタ層からコレクタを構成し、放熱基板と第1コレクタ層との間に、第1コレクタ層に接してコレクタ電極を備えるようにした。この結果、コレクタ電極を構成する金属の拡散が第1コレクタ層で抑制されるようになり、良好な密着性が得られる金属をコレクタ電極に用いても、良好なコレクタ形状が形成できる。   As described above, in the present invention, the first collector layer formed of the III-V group compound semiconductor in which the group V element is only As and formed on the heat dissipation substrate, and the InP is used. A collector is constituted by a second collector layer formed on one collector layer, and a collector electrode is provided between the heat dissipation substrate and the first collector layer in contact with the first collector layer. As a result, the diffusion of the metal constituting the collector electrode is suppressed in the first collector layer, and a good collector shape can be formed even if a metal capable of obtaining good adhesion is used for the collector electrode.

なお、本発明は以上に説明した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想内で、当分野において通常の知識を有する者により、多くの変形および組み合わせが実施可能であることは明白である。例えば、上述では、超高速集積回路を実現する上で有望なnpn型InP/GaAsSb系HBTについて詳細に述べたが、同様な効果は、他のHBTに対しても有効である。   The present invention is not limited to the embodiment described above, and many modifications and combinations can be implemented by those having ordinary knowledge in the art within the technical idea of the present invention. It is obvious. For example, in the above description, an npn-type InP / GaAsSb-based HBT that is promising for realizing an ultra-high-speed integrated circuit has been described in detail, but the same effect is also effective for other HBTs.

101…放熱基板、102…第1コレクタ層、103…第2コレクタ層、104…ベース層、105…エミッタ層、106…エミッタキャップ層、111…エミッタ電極、112…ベース電極、113…コレクタ電極、113a…接触領域。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 101 ... Radiation substrate, 102 ... 1st collector layer, 103 ... 2nd collector layer, 104 ... Base layer, 105 ... Emitter layer, 106 ... Emitter cap layer, 111 ... Emitter electrode, 112 ... Base electrode, 113 ... Collector electrode, 113a ... contact area.

Claims (4)

InPよりも熱伝導率が高い放熱基板と、
V族元素がAsのみとされたIII−V族化合物半導体から構成されて前記放熱基板の上に形成された第1コレクタ層と、
InPから構成されて前記第1コレクタ層の上に形成された第2コレクタ層と、
III−V族化合物半導体から構成されて前記第2コレクタ層の上に形成されたベース層と、
前記ベース層とは異なるIII−V族化合物半導体から構成されて前記ベース層の上に形成されたエミッタ層と、
前記エミッタ層に接続して形成されたエミッタ電極と、
前記ベース層に接続して形成されたベース電極と、
前記放熱基板と前記第1コレクタ層との間に配置されて前記第1コレクタ層に接して形成されたコレクタ電極と
を備え
前記第1コレクタ層は、厚さが1〜30nmの範囲とされ、加えて不純物がドーピングされていないことを特徴とするヘテロ接合バイポーラトランジスタ。
A heat dissipation substrate having a higher thermal conductivity than InP;
A first collector layer made of a III-V compound semiconductor in which a group V element is only As and formed on the heat dissipation substrate;
A second collector layer made of InP and formed on the first collector layer;
A base layer made of a III-V compound semiconductor and formed on the second collector layer;
An emitter layer made of a III-V compound semiconductor different from the base layer and formed on the base layer;
An emitter electrode formed connected to the emitter layer;
A base electrode formed connected to the base layer;
A collector electrode disposed between the heat dissipation substrate and the first collector layer and formed in contact with the first collector layer ;
The heterojunction bipolar transistor, wherein the first collector layer has a thickness in a range of 1 to 30 nm and is not doped with impurities .
請求項1記載のヘテロ接合バイポーラトランジスタにおいて、
前記第1コレクタ層は、InGaAsまたはInAlGaAsから構成されていることを特徴とするヘテロ接合バイポーラトランジスタ。
The heterojunction bipolar transistor according to claim 1, wherein
The heterojunction bipolar transistor, wherein the first collector layer is made of InGaAs or InAlGaAs.
請求項1または2記載のヘテロ接合バイポーラトランジスタにおいて、
前記第1コレクタ層を構成するIII−V族化合物半導体は、エネルギーバンド構造が、前記第2コレクタ層の伝導帯下端と比較して前記第1コレクタ層の伝導帯下端が、前記第2コレクタ層の伝導帯下端と同じか低くなる範囲となる組成とされている
ことを特徴とするヘテロ接合バイポーラトランジスタ。
The heterojunction bipolar transistor according to claim 1 or 2 ,
The group III-V compound semiconductor constituting the first collector layer has an energy band structure in which the lower end of the conduction band of the first collector layer is lower than the lower end of the conduction band of the second collector layer. A heterojunction bipolar transistor characterized in that it has a composition that is the same as or lower than the lower end of the conduction band.
請求項1〜のいずれか1項に記載のヘテロ接合バイポーラトランジスタにおいて、
前記コレクタ電極の前記第1コレクタ層に接触する領域は、Tiから構成されていることを特徴とするヘテロ接合バイポーラトランジスタ。
The heterojunction bipolar transistor according to any one of claims 1 to 3 ,
A region of the collector electrode that contacts the first collector layer is made of Ti.
JP2015105189A 2015-05-25 2015-05-25 Heterojunction bipolar transistor Active JP6348451B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015105189A JP6348451B2 (en) 2015-05-25 2015-05-25 Heterojunction bipolar transistor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015105189A JP6348451B2 (en) 2015-05-25 2015-05-25 Heterojunction bipolar transistor

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2016219682A JP2016219682A (en) 2016-12-22
JP6348451B2 true JP6348451B2 (en) 2018-06-27

Family

ID=57581553

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2015105189A Active JP6348451B2 (en) 2015-05-25 2015-05-25 Heterojunction bipolar transistor

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6348451B2 (en)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2021002644A (en) 2019-06-21 2021-01-07 株式会社村田製作所 Semiconductor device and method for producing the same
TWI785503B (en) 2020-03-11 2022-12-01 日商村田製作所股份有限公司 Rf circuit module and manufacturing method therefor
US11575020B2 (en) * 2020-06-22 2023-02-07 Teledyne Scientific & Imaging, Llc Method of forming a bipolar transistor with a vertical collector contact
JP2022067797A (en) 2020-10-21 2022-05-09 株式会社村田製作所 Semiconductor device

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004207583A (en) * 2002-12-26 2004-07-22 Sony Corp Semiconductor device
JP2007281273A (en) * 2006-04-10 2007-10-25 Sony Corp Semiconductor device and its manufacturing method
JP4721017B2 (en) * 2008-04-07 2011-07-13 ソニー株式会社 Manufacturing method of semiconductor device
JP5667109B2 (en) * 2012-03-13 2015-02-12 日本電信電話株式会社 Heterojunction bipolar transistor and manufacturing method thereof

Also Published As

Publication number Publication date
JP2016219682A (en) 2016-12-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8981432B2 (en) Method and system for gallium nitride electronic devices using engineered substrates
JP5667109B2 (en) Heterojunction bipolar transistor and manufacturing method thereof
JP6348451B2 (en) Heterojunction bipolar transistor
JP6965819B2 (en) Integrated circuit and its manufacturing method
JP6242678B2 (en) Nitride semiconductor device and manufacturing method thereof
JP3507828B2 (en) Heterojunction bipolar transistor and method of manufacturing the same
US9679996B2 (en) Semiconductor device having buried region beneath electrode and method to form the same
JP2006237430A (en) Nitride semiconductor device
WO2020240725A1 (en) Heterojunction bipolar transistor, and method for producing same
JP2015211182A (en) Heterojunction bipolar transistor and manufacturing method of the same
JP2016171172A (en) Heterojunction bipolar transistor and method of manufacturing the same
JP2015211049A (en) Method for manufacturing heterojunction bipolar transistor, and heterojunction bipolar transistor
JP6611182B2 (en) Heterojunction bipolar transistor and manufacturing method thereof
JP6538608B2 (en) Method of manufacturing heterojunction bipolar transistor
JP5113375B2 (en) Nitride semiconductor device
JP2019102639A (en) Semiconductor device
JP2005026242A (en) Semiconductor element and method of manufacturing the same
US11798995B2 (en) Hetero-junction bipolar transistor and method for manufacturing the same
JP5329315B2 (en) Heterojunction bipolar transistor
JP2013045925A (en) Semiconductor device and method of manufacturing the same
US20240194561A1 (en) Hetero-junction bipolar transistor and method of manufacturing the same
JP6810017B2 (en) Manufacturing method of semiconductor wafer, manufacturing method of heterojunction bipolar transistor
JP7480854B2 (en) Heterojunction bipolar transistor and method for manufacturing same
KR100347520B1 (en) A Heterojunction Bipolar Transistor and, A Method Manufacturing the HBT
JP5946136B2 (en) Heterojunction bipolar transistor and manufacturing method thereof

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20170627

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20180403

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20180510

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20180529

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20180531

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6348451

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150