JPH02109360A - 半導体装置 - Google Patents
半導体装置Info
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- JPH02109360A JPH02109360A JP26061788A JP26061788A JPH02109360A JP H02109360 A JPH02109360 A JP H02109360A JP 26061788 A JP26061788 A JP 26061788A JP 26061788 A JP26061788 A JP 26061788A JP H02109360 A JPH02109360 A JP H02109360A
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Landscapes
- Bipolar Integrated Circuits (AREA)
- Junction Field-Effect Transistors (AREA)
- Bipolar Transistors (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、半導体装置に係り、特にヘテロ接合バイポー
ラトランジスタと、電界効果トランジスタとを同一基板
上に有する半導体装置に関する。
ラトランジスタと、電界効果トランジスタとを同一基板
上に有する半導体装置に関する。
従来のヘテロ接合バイポーラ]・ランジスタ(以下HB
Tと略す)では1例えば特開昭60−244065記載
のように、GaAsのベース層とコレクタ層との界面に
AQGaAs層を挿入し、メサ型コレクタを選択性ドラ
イエツチングを用いて形成する際、AQGaAs層でエ
ツチングを停止することによって、ベース層が何ら損傷
を受けないようにしていた。
Tと略す)では1例えば特開昭60−244065記載
のように、GaAsのベース層とコレクタ層との界面に
AQGaAs層を挿入し、メサ型コレクタを選択性ドラ
イエツチングを用いて形成する際、AQGaAs層でエ
ツチングを停止することによって、ベース層が何ら損傷
を受けないようにしていた。
また、HBTと電界効果トランジスタ(以下FETと略
す)とを同一基板上に作製する半導体装置では、例えば
特開昭60−120551記載のように、コレクタが上
部に、エミッタが基板側に配置されたコレクタトップ型
HBT構造の半導体結晶を形成し、その中でコレクタ層
を能動層としたショットキバリア形FETと、HBTと
を同一基板上に作製していた。
す)とを同一基板上に作製する半導体装置では、例えば
特開昭60−120551記載のように、コレクタが上
部に、エミッタが基板側に配置されたコレクタトップ型
HBT構造の半導体結晶を形成し、その中でコレクタ層
を能動層としたショットキバリア形FETと、HBTと
を同一基板上に作製していた。
上記従来技術は、FETの能動層を均一な厚さに精度よ
く形成することについては十分配慮されておらず、良好
なFET特性が得られないという問題があった。すなわ
ち、FETにおいては、しきい値電圧及び相互コンダク
タンス等の特性が。
く形成することについては十分配慮されておらず、良好
なFET特性が得られないという問題があった。すなわ
ち、FETにおいては、しきい値電圧及び相互コンダク
タンス等の特性が。
チャネルを形成する能動層の厚さに影響を受けやすく、
精度良く能動層の厚さを制御することが優れた特性を得
るために不可欠である。しかしながら、上記従来技術に
よれば、エツチングストッパー層を用いてベース層を選
択性ドライエツチングにより、精度良く形成することが
できるものの。
精度良く能動層の厚さを制御することが優れた特性を得
るために不可欠である。しかしながら、上記従来技術に
よれば、エツチングストッパー層を用いてベース層を選
択性ドライエツチングにより、精度良く形成することが
できるものの。
HBTのコレクタ層をFETの能動層に用いる際、能動
層の厚さを均一に精度良く形成するような配慮がなされ
ておらず、良好なFET特性が得られないという問題が
あった。
層の厚さを均一に精度良く形成するような配慮がなされ
ておらず、良好なFET特性が得られないという問題が
あった。
本発明の目的は、HBTのコレクタ層を能動層にした高
性能のショットキーゲート型FETを有する半導体装置
を提供することにある。
性能のショットキーゲート型FETを有する半導体装置
を提供することにある。
〔課題を解決するための手段〕
上記目的は、ペテロ接合バイポーラトランジスタと、f
l界効果トランジスタとを同一基板上に有する半導体装
置において、上記ヘテロ接合バイポーラトランジスタは
、エミッタ層がコレクタ層より基板側に配置され、該コ
レクタ層に少なくとも2Mのエツチングストッパー層を
設けたことを特徴とする半導体装置によって達成される
。
l界効果トランジスタとを同一基板上に有する半導体装
置において、上記ヘテロ接合バイポーラトランジスタは
、エミッタ層がコレクタ層より基板側に配置され、該コ
レクタ層に少なくとも2Mのエツチングストッパー層を
設けたことを特徴とする半導体装置によって達成される
。
本発明により、高速なHBTとショットキーゲート型F
ETを同一基板上に制御性良く形成することが可能とな
り、従来に無い、高性能集積回路を得ることができた。
ETを同一基板上に制御性良く形成することが可能とな
り、従来に無い、高性能集積回路を得ることができた。
本発明において、HB TとFETとを同一基板上に形
成するのは、エミッタ層が基板側に5コレクタ層を上部
に配置されたコレクタトップ型HBTにするのが有効で
ある。さらに2層のエツチングストッパー層の間隔をF
ETの能動層の厚みと実質的に等しくすることが好まし
い。これによって、ベース層を損傷することなく、精度
よくベース電極を形成できるだけでなく、精度よく最適
な膜厚の能動層を形成することができる。
成するのは、エミッタ層が基板側に5コレクタ層を上部
に配置されたコレクタトップ型HBTにするのが有効で
ある。さらに2層のエツチングストッパー層の間隔をF
ETの能動層の厚みと実質的に等しくすることが好まし
い。これによって、ベース層を損傷することなく、精度
よくベース電極を形成できるだけでなく、精度よく最適
な膜厚の能動層を形成することができる。
エツチングストッパー層は、10〜100人の範囲の厚
さであることが好ましい、 10人未満では、エツチン
グストッパーとしての作用が十分でなく、また100人
を越えると電子の流れを妨害するようになる。エツチン
グストッパー層には1例えばA Q xGa、yAs
(0< x <0.5)、 I nyGa、−yAs
(0<y<0.5)等の材料が用いられる。
さであることが好ましい、 10人未満では、エツチン
グストッパーとしての作用が十分でなく、また100人
を越えると電子の流れを妨害するようになる。エツチン
グストッパー層には1例えばA Q xGa、yAs
(0< x <0.5)、 I nyGa、−yAs
(0<y<0.5)等の材料が用いられる。
コレクタトップ型npn−HBTは、半絶縁性化合物半
導体基板上に、基板側から広いバンドギャップn型エミ
ッタ層、狭バンドギヤツプp型ベース、狭バンドギヤツ
プn型コレクタ層を順次成長することにより形成される
。この際、n型コレクタ層に100Å以下の厚さのエツ
チングストッパー層を、少なくともベース層との境界近
傍に1つの層、更にベース層からFETの能動層として
最適な厚さとなる位置に他の1つの層を挿入する。
導体基板上に、基板側から広いバンドギャップn型エミ
ッタ層、狭バンドギヤツプp型ベース、狭バンドギヤツ
プn型コレクタ層を順次成長することにより形成される
。この際、n型コレクタ層に100Å以下の厚さのエツ
チングストッパー層を、少なくともベース層との境界近
傍に1つの層、更にベース層からFETの能動層として
最適な厚さとなる位置に他の1つの層を挿入する。
このようにn型コレクタ層に挿入された2つのエツチン
グストッパー層の一方は、ベース層の面出しをエツチン
グによって行う際、ベース層を損なうことなく、容易な
ベース面出し工程を可能にし。
グストッパー層の一方は、ベース層の面出しをエツチン
グによって行う際、ベース層を損なうことなく、容易な
ベース面出し工程を可能にし。
又、もう一方のエツチングストッパー層はFETの能動
層を形成する際に、能動層の厚さを精度良く制御するこ
とを可能にする。従って、高性能なHBTとショットキ
ゲート型FETを同−基板上に再現性良く作製できるよ
うになった。
層を形成する際に、能動層の厚さを精度良く制御するこ
とを可能にする。従って、高性能なHBTとショットキ
ゲート型FETを同−基板上に再現性良く作製できるよ
うになった。
(実施例〕
以下1本発明の実施例を図面を参照しながら説明する。
実施例1
第1図は、同一基板上のA領域にコレクタトップ型n
p n −HB i”を、B領域にショットキゲートF
ETを形成した半導体装置の部分断面図を示したもので
ある。
p n −HB i”を、B領域にショットキゲートF
ETを形成した半導体装置の部分断面図を示したもので
ある。
半絶縁性GaAs基板IO上に、MBE法によりSiを
n型ドーパントとしたn GaAs層1t(Si濃度
、約5X10’“cIm−3)を電極とのオーミック接
触を得るために約5000人成長させる。次にエミッタ
層としてSiをドーパントとしたnAQWGal−XA
s層(x =0.3)12 (Si濃度、約I X 1
0”all−3)を約2000人、ベース層としてBe
をドーパントとしたp+GaAsJ113 (Be濃度
、約2×10″c1m−3)を約1000人1次に第1
のエツチングストッパー層14として、アンドープのI
nyGal−yAs (y =0.2)を約50人、
コレクタ層としてSiをドーパントとしたnGaAs層
15(Si濃度、約I X 10”cm−”)を約20
00人、第2のエツチングストッパー層16として、r
nyGal−yAs (y =0.2) を約50
人、コレクタ層としてSiをドーパントとしたnGaA
s層17+7(sjifi度、約5 X 10”cna
−3)を約2000人、最後にオーミック特性を得るた
めのキャップ層としてn’ GaAs (S ifi度
、約5 X 10”am−3)1gを約2000人順次
成長させる。その後、へ領域のHB Tについては、通
常のリソグラフィー技術とドライ及びウェットエツチン
グ技術を用いて、ベース層であるpfGaAs層13及
びntGaAsNllの而出し、並びにアイソレーショ
ンを行い、メサ型構造を形成する。この際、ベース層は
選択性ドライエツチングにより、第1のエツチングスト
ッパー層14により、正確な而出しが可能である。
n型ドーパントとしたn GaAs層1t(Si濃度
、約5X10’“cIm−3)を電極とのオーミック接
触を得るために約5000人成長させる。次にエミッタ
層としてSiをドーパントとしたnAQWGal−XA
s層(x =0.3)12 (Si濃度、約I X 1
0”all−3)を約2000人、ベース層としてBe
をドーパントとしたp+GaAsJ113 (Be濃度
、約2×10″c1m−3)を約1000人1次に第1
のエツチングストッパー層14として、アンドープのI
nyGal−yAs (y =0.2)を約50人、
コレクタ層としてSiをドーパントとしたnGaAs層
15(Si濃度、約I X 10”cm−”)を約20
00人、第2のエツチングストッパー層16として、r
nyGal−yAs (y =0.2) を約50
人、コレクタ層としてSiをドーパントとしたnGaA
s層17+7(sjifi度、約5 X 10”cna
−3)を約2000人、最後にオーミック特性を得るた
めのキャップ層としてn’ GaAs (S ifi度
、約5 X 10”am−3)1gを約2000人順次
成長させる。その後、へ領域のHB Tについては、通
常のリソグラフィー技術とドライ及びウェットエツチン
グ技術を用いて、ベース層であるpfGaAs層13及
びntGaAsNllの而出し、並びにアイソレーショ
ンを行い、メサ型構造を形成する。この際、ベース層は
選択性ドライエツチングにより、第1のエツチングスト
ッパー層14により、正確な而出しが可能である。
一方、B領域のFETについては、Heガス及びCQ、
ガスを用いたドライエツチングによって、n’GaAs
層18.nGaAs層17を除去する。ここで、第2の
エツチングストッパー層16はドライエツチングに対し
てストッパーとなるので、FETの能動層となるnGa
A、、s層15を精度良く面出しすることができる。ド
ライエツチングの後、短時間のウェットエツチングによ
り第2のエツチングストパー層16を除去し、その後、
W −S i合金のゲートff電極22を形成する。ソ
ース電極24及びドレイン電if!23については、寄
生抵抗を小さくするために、Siをイオン注入し、短時
間アニールによりnfGaAs領域を形成した上でHB
Tのエミッタ電極19及びコレクタ電極21と同じ金
属材料を用いて形成する。ここでは、n型G a A、
sに対してはAu−Ge合金を用い、またp型GaA
sについては。
ガスを用いたドライエツチングによって、n’GaAs
層18.nGaAs層17を除去する。ここで、第2の
エツチングストッパー層16はドライエツチングに対し
てストッパーとなるので、FETの能動層となるnGa
A、、s層15を精度良く面出しすることができる。ド
ライエツチングの後、短時間のウェットエツチングによ
り第2のエツチングストパー層16を除去し、その後、
W −S i合金のゲートff電極22を形成する。ソ
ース電極24及びドレイン電if!23については、寄
生抵抗を小さくするために、Siをイオン注入し、短時
間アニールによりnfGaAs領域を形成した上でHB
Tのエミッタ電極19及びコレクタ電極21と同じ金
属材料を用いて形成する。ここでは、n型G a A、
sに対してはAu−Ge合金を用い、またp型GaA
sについては。
Au−Zn合金を用い、リフトオフ工程によって各電極
を形成した。
を形成した。
以上説明した実施例において、高性能なHB T及びシ
ョットキゲート型FETを同一基板上に得られている。
ョットキゲート型FETを同一基板上に得られている。
なお、A Q xGal−xAsJ112としてx=0
.1〜0.4の範囲の材料を用いても同様に効果がある
9実施例2 第2図は、同一基板上のA領域にコレクタトップ型np
n−HBTを、B領域にリセス構造のショットキゲート
FETを作製したときの断面図を示したものである。
.1〜0.4の範囲の材料を用いても同様に効果がある
9実施例2 第2図は、同一基板上のA領域にコレクタトップ型np
n−HBTを、B領域にリセス構造のショットキゲート
FETを作製したときの断面図を示したものである。
半絶縁性GaAs基板IO上に、MBE法によりntG
aAs層11(Si、約5 X 10”cm−’ )
を約5000人、エミッタ店としてnA QxGa□−
xAs層(x=0.3)12 (S i、約5×1O1
7clIl−J)を約2000人、ベース層としてpt
GaAs層+3(Be、約4X101gC11”)を約
1000人、第1のエツチングストッパー層I4として
A Q xGax−xAs (x =0.05) を
50人、第1のコレクタ層及びFETの能動層として、
nGaAs層15 (Si、約I Xl017cm−3
) を約1000人、第2のエツチングストッパーNJ
16として。
aAs層11(Si、約5 X 10”cm−’ )
を約5000人、エミッタ店としてnA QxGa□−
xAs層(x=0.3)12 (S i、約5×1O1
7clIl−J)を約2000人、ベース層としてpt
GaAs層+3(Be、約4X101gC11”)を約
1000人、第1のエツチングストッパー層I4として
A Q xGax−xAs (x =0.05) を
50人、第1のコレクタ層及びFETの能動層として、
nGaAs層15 (Si、約I Xl017cm−3
) を約1000人、第2のエツチングストッパーNJ
16として。
A n x G al−xAs (x =0.05)
(SL、約IX1.O”am−’)を約50人、第2
のコレクタ層としてnGaAs層17を約2000人
(Si、約I X 10”am−’)、第3のエツチン
グストッパー層38としてA Q xGal−xAs
(x =0.05)を50人、最後にオーミック接触を
得るためのn GaAs層18を約2000人(SL
、約5 X 10”cm−3)を順次形成する。
(SL、約IX1.O”am−’)を約50人、第2
のコレクタ層としてnGaAs層17を約2000人
(Si、約I X 10”am−’)、第3のエツチン
グストッパー層38としてA Q xGal−xAs
(x =0.05)を50人、最後にオーミック接触を
得るためのn GaAs層18を約2000人(SL
、約5 X 10”cm−3)を順次形成する。
次いでA領域については、実施例1と同様に選択性ドラ
イエツチング法及びウェットエツチング法を用いて、p
’(EaAs13、n+GaAs層11の而出し、更に
アイソレーションを行ない、メサ型構造を形成した。
イエツチング法及びウェットエツチング法を用いて、p
’(EaAs13、n+GaAs層11の而出し、更に
アイソレーションを行ない、メサ型構造を形成した。
一方、B領域のFETについては、まずHe及びCCQ
、F、ガスを用いた選択性ドライエツチングにより、第
3のエツチングストッパー層38まで面出しした後、短
時間のウェットエツチングでnGaAs層17を面出し
する1次に、ホトレジスト工程により、ゲート領域のみ
選択性ドライエツチングし、第2のエツチングストッパ
ー層16で停止し、ウェットエツチング後、W金属ゲー
ト電極22を通常のスパッター蒸看、ホトレジスト工程
を用いて形成する。ソース電極24及びドレイン電極2
3については、n型のオーミック電極として、ここでは
AuGe合金をリフトオフ法によって形成した。
、F、ガスを用いた選択性ドライエツチングにより、第
3のエツチングストッパー層38まで面出しした後、短
時間のウェットエツチングでnGaAs層17を面出し
する1次に、ホトレジスト工程により、ゲート領域のみ
選択性ドライエツチングし、第2のエツチングストッパ
ー層16で停止し、ウェットエツチング後、W金属ゲー
ト電極22を通常のスパッター蒸看、ホトレジスト工程
を用いて形成する。ソース電極24及びドレイン電極2
3については、n型のオーミック電極として、ここでは
AuGe合金をリフトオフ法によって形成した。
なお、ソース電極24.ドレイン電極23、エミッタ電
極19、コレクタ電極21については、n型オーミック
接触であるから、同時に形成すことも可能である。P型
オーミック電極として、ここではAuZn合金を用いリ
フトオフ法によってベース電極20を形成した。
極19、コレクタ電極21については、n型オーミック
接触であるから、同時に形成すことも可能である。P型
オーミック電極として、ここではAuZn合金を用いリ
フトオフ法によってベース電極20を形成した。
以上のように作製したFETでは寄生抵抗が大幅に低減
し、優れた高周波特性を得ることができ。
し、優れた高周波特性を得ることができ。
高速なHB Tと同一基板上に形成することにより、超
高速集積回路が得られる。
高速集積回路が得られる。
本発明によれば、HBT及びFETを同一基板上に形成
し、FETの能動層厚の基板内均一化。
し、FETの能動層厚の基板内均一化。
寄生抵抗の低減が図られ、高性能な半導体装置を得るこ
とが可能になる。
とが可能になる。
なお、本発明は、GaAs/AQGaAs HBT、G
aAs FETの場合について説明したが、InGaA
s/AQ InAs等の化合物半導体を用いたHBT、
FETにおいても同様に適用できることは言うまでもな
い。
aAs FETの場合について説明したが、InGaA
s/AQ InAs等の化合物半導体を用いたHBT、
FETにおいても同様に適用できることは言うまでもな
い。
第1図及び第2図は本発明の一実施例の半導体装置の部
分断面図である。 1O−GaAs基板 11、IL= n’ G
a A s層12− n A Q xGal−xAs層
13−ptGaAsM I4・・・第1のエツチングストッパー層15.17−
nGaAs層 16・・・第2のエツチングストツバ−層19・・・エ
ミッタ電極 20・・・ベース電極21・・・コレ
クタ電極 22・・・ゲート電極23・・・ドレイ
ン電極 24・・・ソース電極38・・・第3のエ
ツチングストッパー層代理人弁理士 中 村 純之助
分断面図である。 1O−GaAs基板 11、IL= n’ G
a A s層12− n A Q xGal−xAs層
13−ptGaAsM I4・・・第1のエツチングストッパー層15.17−
nGaAs層 16・・・第2のエツチングストツバ−層19・・・エ
ミッタ電極 20・・・ベース電極21・・・コレ
クタ電極 22・・・ゲート電極23・・・ドレイ
ン電極 24・・・ソース電極38・・・第3のエ
ツチングストッパー層代理人弁理士 中 村 純之助
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、ヘテロ接合バイポーラトランジスタと、電界効果ト
ランジスタとを同一基板上に有する半導体装置において
、上記ヘテロ接合バイポーラトランジスタは、エミッタ
層がコレクタ層より基板側に配置され、該コレクタ層に
少なくとも2層のエッチングストッパー層を設けたこと
を特徴とする半導体装置。 2、上記エッチングストッパー層の2層の間隔を、上記
電界効果トランジスタの能動層の厚みと実質的に同じ間
隔とした請求項1記載の半導体装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP26061788A JPH02109360A (ja) | 1988-10-18 | 1988-10-18 | 半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP26061788A JPH02109360A (ja) | 1988-10-18 | 1988-10-18 | 半導体装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH02109360A true JPH02109360A (ja) | 1990-04-23 |
Family
ID=17350414
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP26061788A Pending JPH02109360A (ja) | 1988-10-18 | 1988-10-18 | 半導体装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH02109360A (ja) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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-
1988
- 1988-10-18 JP JP26061788A patent/JPH02109360A/ja active Pending
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