JPH02159037A - バイポーラトランジスタの製造方法 - Google Patents

バイポーラトランジスタの製造方法

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JPH02159037A
JPH02159037A JP31404288A JP31404288A JPH02159037A JP H02159037 A JPH02159037 A JP H02159037A JP 31404288 A JP31404288 A JP 31404288A JP 31404288 A JP31404288 A JP 31404288A JP H02159037 A JPH02159037 A JP H02159037A
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Toshimichi Ota
順道 太田
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、バイポーラトランジスタの製造方法に関する
ものである。
従来の技術 半導体装置の動向は、高密度集積化と高速化高周波化に
ある。バイポーラトランジスタにおいて、高周波化を考
える場合の基本的性能因子の一つに最大発振周波数f 
waxがある。f@axは一般につぎの式で表される。
(f+wax)”  =fT/(8πRbCbc)・・
・・・・(1) ここで、rTは最大遮断周波数であり、ベースエミッタ
電極1cbeが関与した項が含まれ、Cbeが大きくな
るとfTは減少する。また、Rhはベース抵抗、Cbc
はベース、コレクタ間容量である。従ってRbおよびC
bcの低減はバイポーラトランジスタにおける高周波化
の必要事項である。コレクタが上側にあるコレクタトッ
プ型トランジスタでは、Cbcは構造上最小となりf 
+aaxは増加するが、逆にCbeが浮遊容量のため増
加し、結果としてrTが減少する。
最近高周波デバイスとして、シリコンよりも速い電子移
動度を有する砒化ガリウム系を用いたヘテロ接合バイポ
ーラトランジスタが注目されている。ヘテロ接合バイポ
ーラトランジスタでは、ベースの半導体よりも大きな禁
制帯幅を有する半導体をエミッタに用い、エミッタ、ベ
ース間でヘテロ接合が形成されている。これにより、ベ
ース側からエミッタ側へのキャリア注入が低減されるた
め、高周波化のためベースを薄くかつ高濃度にしても充
分な電流増幅率が得られるという利点がある。従来のコ
レクタトップ型へテロ接合バイポーラトランジスタは、
コレクタ領域直下の真性ベース領域から引き出された外
部ベース領域下のエミッタ層のキャリアをイオンン主人
で減少させて絶縁化し、その領域の接合容量をなくすこ
とで、Cbeを低減していた。また、上記イオン注入に
より上記外部ベース領域の結晶性が悪くなり抵抗が増加
するため、さらに不純物を上記外部ベース領域にイオン
注入してキャリアを増加させ、Rhを低減していた。そ
の例を第5図に示す。
半導体基板l上に、n型不純物を高濃度に含有したエミ
ッタコンタクト領域2.ヘテロ接合を形成するためにベ
ース領域よりも大きい禁制帯幅を有する半導体からなる
、n型不純物を含有したエミッタ領域3.P型不純物を
高濃度に含有した真性ベース領域4.n型不純物を含有
したコレクタ領域5およびn型不純物を高濃度に含有し
たコレクタコンタクト領域6が順に形成され、抵抗を低
減させるためのp型不純物をイオン注入した外部ベース
領域12が、外部ベース領域12直下のエミッタ層には
イオン注入によりキャリアを低減された絶縁領域11が
形成され、周辺にはイオン注入により絶縁化された素子
間分離領域13が形成されている。また、エミッタコン
タクト領域2外部ヘース領域12およびコレクタコンタ
クト領域6上にそれぞれオーミック接触するエミッタ電
極7.ベース電極8およびコレクタ主権9が形成されて
いる0例えばIEf!!エレクトロン デバイス レタ
ーズ vol、EDL−7,32(1986)。
発明が解決しようとする課題 しかし上記のような構成では、絶縁領域の下にエミッタ
電極の引出し用であるエミッタコンタクト81域が存在
するために、外部ベース領域直下に依然として、その外
部ベース領域とエミッタコンタクI−fJ域を電極とす
る平行平板コンデンサーのような浮遊容量が存在する。
さらに、Rhを低減するために、上記外部ベース領域内
にイオン注入されたP型不純物が下方に拡散すると、C
beが増加するという矛盾があった。従って、Rhおよ
びCbeの低減には構造上の限界があり、トランジスタ
をより高周波化する上で問題であった。
本発明は、上記の問題点を大きく改良するもので、外部
ベース領域直下のl−1−遊容量を解消することにより
、Cbeを構造上はとんど最小にするバイポーラトラン
ジスタの製造方法を提供することを目n勺とする。
課題を解決するための手段 上記課題を解決するため、本発明のバイポーラトランジ
スタの製造方法は、半絶縁性基板上に、基板側から少な
くともエミッタコンタクト領域となるエミッタコンタク
ト層と、エミ・7タ領域となるエミッタ層と、真性ベー
ス領域となるベース層と、コレクタ領域となるコレクタ
層との多層膜を形成する工程と、上記多N膜上に第一の
マスクを形成する工程と、上記第一のマスクを用いて上
記多N膜の周辺を上記基板まで除去する工程と、上記基
板上に基板側から少々くともtIAllSR域となる絶
縁層と、外部ベース領域となる外部ベース層とを結晶成
長により形成する工程と、上記第一のマスクを除去する
工程と、少なくとも上記第一のマスク下にあった領域の
一部と上記一部に続く上記外部ベース層の部分とをI貰
うように第二のマスクを形成する工程と、上記第二のマ
スクを用いて少なくとも上記コレクタ層、上記ベース層
および上記外部ベース層の周辺を除去する工程とを有す
ることを特徴とする。
作用 上記構成のバイポーラトランジスタの製造方法は、エミ
ッタコンタクト領域およびエミッタ領域の周辺の半絶縁
性基板上に外部ベース領域を結晶成長で形成するので、
上記エミッタコンタクト領域およびエミッタ領域と外部
ベース領域が実効的に重なることなく形成でき、Cbe
が構造上はとんど最小になるトランジスタを形成するこ
とができる。また、外部ベース領域を厚くできるので、
Rbを大幅に低減でき高周波化に大きく貢献J−る。
実施例 以下、本発明の一実施例を第1図に基づいて説明する。
第1図は、本発明の実施例における砒化ガリウム系np
n型バイポーラトランジスタの製造方法を示す構成図で
ある。第1図(a)、第2図(a)、第3図(a)、第
4図(a)はトランジスタを上からみたときの構成図、
第1図(b)、第2図(b)、第3図(b)、第4図(
1))は第1図(a)のA−A’に沿っての断面図、第
1図(C)、第2図(C)、第3図(C)、第4図(C
)は第1図(a)のB−8’に沿っての断面図である。
まず砒化ガリウムの半絶縁性基板21上に、エミッタコ
ンタクト領域となる、n型不純物を高濃度に含有したエ
ミッタコンタクト層22.エミッタ領域となる、n型不
純物を含有したエミッタ層23.真性ベース領域となる
、n型不純物を高濃度に含有したベース層24.コレク
タ領域となる、n型不純物を含有したコレクタ層25.
およびコレクタコンタクト領域となる、n型不純物を高
濃度に含有したコレクタコンタクト層26の多層膜を結
晶成長により形成し、コレクタコンタクトIt!!26
の上に第一のマスク41をシリコンの酸化膜等を用いて
形成して、上記多層膜の周辺を湿式エンチングで少なく
とも上記半絶縁性基板21まで除去する(第1図(a)
、 (b)、 [C))。次に、絶縁領域となる、不純
物を含有しない絶縁層31.外部ベース領域となる、n
型不純物を高濃度に含有した外部ベース層32を順に結
晶成長により形成する。この時上記第−のマスク41上
に不要な非晶質の半導体が形成されるが、上記第一のマ
スク41を除去することにより同時に除去される(第2
図(a)、ω)、 (C1)。
第二のマスク42をレジスト等を用いて上記コレクタコ
ンタクト層26にまたがるように細長く形成し、上記コ
レクタコンタクト層26.上記コレクタ層25.上記ベ
ース層24.上記エミッタ層23および上記外部ベース
層32の周辺を湿式エツチングで同時に除去し、上記エ
ミッタコンタクト層22の頭出しを行う(第3図(a)
、 (bl、 (C1) 。
以上により、第一のマスク41でエミッタコンタクト層
22からエミッタコンタクト領域が、また第二のマスク
42で外部ベース層32から外部ベース領域がそれぞれ
独立に形成され、かつ第一のマスク41と第二のマスク
42との重なり部分が自己整合的にコレクタ領域、真性
ベース9N域およびエミッタ領域になる。Q後に、上記
エミッタコンタクト領域22上にエミッタ電極27.上
記外部ベース領域32上にベース電橋28.上記コレク
タコンタクト領域26上にコレクタ電極29をそれぞれ
形成し、本実施例におけるnpn型ノー?イボーラトラ
ンジスタが完成する(第4図(a) 、 (b) 、 
(c))。
L記製造方法におけるエミッタ電極およびベース電極の
配置は、第一のマスクと第二のマスクの形状により、種
々の組み合わせをとることが可能である。また、第二の
マスクによるエツチングは、少なくとも上記コレクタコ
ンタクト層26.上記コレクタ層25.上記ベース層2
4および上記外部ベース層32の周辺で良く、−ヒ記エ
ミッタコンタクト層22の頭出しは別途行っても良い。
上記製造方法を、より高周波特性に優れたヘテロ接合バ
イポーラトランジスタに用いることもでき、この場合は
膜成長の時にベース層に用いた半導体よりも大きな禁制
帯幅を有する半導体をエミッタ層に用いればよい、さら
に、pnp型トランジスタにおいても適用しうる。
発明の効果 以上に記したように、本発明の構成のバイポーラトラン
ジスタの製造方法は、エミッタコンタクト領域をきめる
第一のマスクと、外部ベース領域をきめる第二のマスク
との自己整合により、コレクタ領域、真性ベース領域お
よびエミッタ領域をきめるので、上記エミッタコンタク
ト領域およびエミッタ領域と外部ベース頭載が実効的に
重なることなく形成でき、Cbeが、構造−Eはとんど
最小になるトランジスタを形成することができる。
また、結晶成長により外部ベース領域を形成するので、
真性ベース領域の厚さとは独立に上記外部ベース領域を
厚くすることができる。これにより、Rbの大幅な低減
が図れ、高周波化に大きく貢献する。
【図面の簡単な説明】
第1図〜第4図は本発明の一実施例におけるトランジス
タの製造方法を示す構成図、第5図は従来のトランジス
タの構成を示す断面図である。 21・・・・・・半絶縁性基板、22・・・・・・エミ
ッタコンタクト層、23・・・・・・エミッタ層、24
・・・・・・ベース層、25・・・・・・コレクタ層、
26・・・・・コレクタコンタクト層、27・・・・・
・エミッタ電極、28・・・・・・ベース電極、29・
・・・・・コレクタ電極、31・・・・・・絶縁層、3
2・・・・・・外部ベース層、41・・・・・・第一の
マスク、42・・・・・第二のマスク。 代理人の氏名 弁理士 粟野重孝 はか1名2t、−亨
JeIk4’t$[ 221,工<・、ダコン97LI Zl−一工tw94 24−・ヤ−11 第4図 第5図 図

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)半絶縁性基板上に、基板側から少なくともエミッ
    タコンタクト領域となるエミッタコンタクト層と、エミ
    ッタ領域となるエミッタ層と、真性ベース領域となるベ
    ース層と、コレクタ領域となるコレクタ層との多層膜を
    形成する工程と、上記多層膜上に第一のマスクを形成す
    る工程と、上記第一のマスクを用いて上記多層膜の周辺
    を上記基板まで除去する工程と、上記基板上に基板側か
    ら少なくとも絶縁領域となる絶縁層と、外部ベース領域
    となる外部ベース層とを結晶成長により形成する工程と
    、上記第一のマスクを除去する工程と、少なくとも上記
    第一のマスク下にあった領域の一部と上記一部に続く上
    記外部ベース層の部分とを覆うように第二のマスクを形
    成する工程と、上記第二のマスクを用いて少なくとも上
    記コレクタ層、上記ベース層および上記外部ベース層の
    周辺を除去する工程とを有することを特徴とするバイポ
    ーラトランジスタの製造方法。
  2. (2)ベース層に用いる半導体よりも禁制帯幅の大きい
    半導体をエミッタ層に用いる工程を有することを特徴と
    する請求項(1)記載のバイポーラトランジスタの製造
    方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2003033892A1 (en) 2001-10-15 2003-04-24 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Exhaust gas purifying device and method for internal combustion engine

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2003033892A1 (en) 2001-10-15 2003-04-24 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Exhaust gas purifying device and method for internal combustion engine

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