JPH02271568A - 集積回路の製造方法 - Google Patents

集積回路の製造方法

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JPH02271568A
JPH02271568A JP1092690A JP9269089A JPH02271568A JP H02271568 A JPH02271568 A JP H02271568A JP 1092690 A JP1092690 A JP 1092690A JP 9269089 A JP9269089 A JP 9269089A JP H02271568 A JPH02271568 A JP H02271568A
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JP
Japan
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crystals
crystal
hbt
layer
epitaxial growth
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JP1092690A
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Goro Sasaki
吾朗 佐々木
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Sumitomo Electric Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Electric Industries Ltd
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Publication date
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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、光素子と電子素子が集積され、光フアイバ通
信等に用いられる光電子集積回路に関するものである。
〔従来の技術〕
光フアイバ通信用の受信フロントエンドとして、受光素
子であるpin−ホトダイオード(PIN−PD)と電
子素子である電界効果トランジスタ(FET)やバイポ
ーラトランジスタとをハイブリッド基板に集積した構造
のものが知られている。
また、PIN−PDとFETとがInP基板上にモノリ
シックに集積された構造のものも既に作製されている。
〔発明が解決しようとする課題〕
ハイブリッド基板上に受光素子および電子素子を集積し
たものは、半田付けにより各素子が実装されているので
、モノリシックのものに比べて信頼性が低く、また、大
量生産に不向きである。
一方、上述した従来のモノリシックのものは、バイポー
ラトランジスタを備えていない。光フアイバ通信の受信
フロントエンドは、その初段においては入力インピーダ
ンスが高くショットノイズの小さいFETが望ましく、
次段以降は相互コンダクタンスの大きいバイポーラトラ
ンジスタが望ましい。したがって、PIN−PDとFE
Tとバイポーラトランジスタの3種類の素子が全て同一
半導体基板上にモノリシックに集積化されたしのが求め
られているが、未だそのような集積回路は開発されてい
ない。
〔課題を解決するための手段〕
上記課題を解決するために、本発明の集積回路の製造方
法は、電子素子用結晶である高電子移動度トランジスタ
用結晶と光素子用結晶であるpinホトダイオード用結
晶とがそれぞれエピタキシャル成長により形成された後
、電子素子用結晶であるヘテロ接合バイポーラトランジ
スタ用結晶がエピタキシャル成長により形成されること
を特徴とするものである。
〔作用〕
ヘテロ接合バイポーラトランジスタ用結晶のためのエピ
タキシャル成長が素子形成のための最後のエピタキシャ
ル成長となるので、ヘテロ接合バイポーラトランジスタ
用結晶が他の素子用結晶を形成するためのエピタキシャ
ル成長による加熱を受けない。したがって、ベース層の
ドーパントがエミツタ層やコレクタ層に拡散されない。
〔実施例〕
第1図は、本発明の一実施例を示す工程断面図である。
本実施例は、P IN−PDと、FETの一種である高
電子移動度トランジスタ(HEMT)と、ヘテロ接合バ
イポーラトランジスタ(HB T)の3種類の素子のた
めのエピタキシャル結晶がそれぞれインジウム・リン(
1nP)基板上にモノリシックに形成されている光電子
集積回路の製造方法である。
本実施例では、エピタキシャル成長方法として、優れた
選択成長性を示す100 Torr以下の減圧での有機
金属気相成長法(OMVPE)が用いられている。基板
温度は600℃ないし700℃程度とし、形成したい半
導体層毎に反応ガスが適宜選択される。エピタキシャル
成長により形成される半導体層としては、InP層、ガ
リウム・インジウム・ひ素(GalnAs)層およびア
ルミニウム・インジウム・ひ素(A、QlnAs)層の
3種類であり、これらの半導体層が形成すべき素子に応
じて適宜選択される。
InP層のエピタキシャル成長には、反応ガスとしてト
リメチルインジウム(TMI)、ホスフィン(PH)お
よびアルシン(A s Ha )が用いラレる。Gal
nAs層のエピタキシャル成長には、反応ガスとしてト
リメチルガリウム(TMG)、トリメチルインジウム(
TM I )およびアルシン(A s Ha )が用い
られる。AglnAs層のエピタキシャル成長には、反
応ガスとしてトリメチルアルミニウム(TMA)、トリ
メチルインジウム(TMI)およびアルシン(A s 
Ha )が用いられる。
また、選択成長マスクとしては、窒化シリコン(SiN
  )膜、または酸化シリコン(S i O,、)膜が
用いられる。
以下、第1図と共に具体的手順を説明する。
まず、用意されたInP基板1上に、PIN−PD形成
用のエピタキシャル成長が行われる。ここでは、n’4
2GalnAs層2とi型Ga1nAs層3とp型Ga
 I nAs層4が順に形成される(第1図(A)参照
)。
ついで、将来PIN−PDが形成される領域5にのみ、
エピタキシャル層2ないし3が残るようにメサエッチン
グが行われる。まず、窒化シリコン膜が、例えば電子サ
イクロトロン共鳴プラズマ化学的気相成長法(ECRプ
ラズマCVD)によって、基板表面全体に形成される。
そしてPINPD領域5の表面にレジストパターンが形
成され、このレジストパターンをマスクとして窒化シリ
コン膜が弗酸(FH)で除去される。つぎに、PIN−
PD領域5上に残された窒化シリコン膜およびその上の
レジストパターンをマスクとして、上記エピタキシャル
層2ないし4が順次エツチング除去され、その後、マス
クとして用いられたレジストパターンおよび窒化シリコ
ン膜が除去されてPIN−PD用結晶16が形成される
(第1図(B)参照)。
ついで、PIN−PD領域5に窒化シリコン膜または酸
化シリコン膜からなる選択成長マスク6が形成される。
この選択成長マスク6も、前述のメサエッチングの際の
窒化シリコンマスクと同様に、ECRプラズマCVDに
よる成長とレジストパターンによるパターンニングによ
って形成される(第1図(C)参照)。
つぎに、HEMT用のエピタキシャル選択成長が行われ
る。すなわち、能動層であるi型GaInAs層13お
よび電子供給層であるn型Afi1 nAs層14が、
選択成長マスク6上を除いて表面全体に順に形成される
(第1図(D)参照)。
ついで、将来HEMTが形成される領域15にのみ、エ
ピタキシャル層13.14が残るようにメサエッチング
が行われ、HEMT用結晶18が形成される(第1図(
E)参照)。ここでのメサエッチング方法は、上述した
PIN−PD領域5におけるメサエッチングと同様であ
り、ECRプラズマCVDによる窒化シリコンまたは酸
化シリコン膜の形成工程、そのパターンニング工程、さ
らにパターンニングされた膜をマスクとするエツチング
工程を含んでいる。ついで、HEMT領域15に窒化シ
リコン膜または酸化シリコン膜からなる選択成長マスク
19が形成される。なお、このときPIN−PD領域5
にも選択成長マスク6は残されている。選択成長マスク
19も、前述の選択成長マスク6と同様に、ECRプラ
ズマCvDによる膜形成とレジストパターンによるパタ
ーンニングによって形成される(第1図(F)参照)。
つぎに、HBT用のエピタキシャル選択成長が行われる
。すなわち、n 型Ga InAs層7、口型Ga1n
As層8、p型Ga1nAs層9および口型1nP層1
0が、選択成長マスク6および19上を除いて表面全体
に順に形成される(第1図(G)参照)。ついでHEM
T領域15と同様に、HBT領域11にHEMT用結晶
17が残るようにメサエッチングが行われる(第1図(
H)参照)。
最後に、選択成長マスク6および19を除去すれば、P
IN−PD用結晶16、HBT用結晶17およびHEM
T用結晶18がそれぞれの領域5.11および15に形
成される(第1図(1)参照)。
ところで、一般にHBTのp型ベース層(上記実施例で
はp型QalnAs層9)は、1018cm−3以上に
ドーピングされるが、p型ドーパントとして用いられる
不純物、例えば亜鉛(Zn)やベリリウム(Be)は、
高温で容易に拡散する。
HBTのp型ドーパントが口型のエミッタ(上記実施例
では口型1nP層10)に拡散すると、エミッタ中にお
いてpn接合、すなわちエミッタ・ベース接合が形成さ
れてしまい、本来のへテロ接合による高エミツタ注入効
率という利点が失われてしまう。
また、p型ドーパントがコレクタ側(上記実施例では口
型Ga1nAs層8)へ拡散した場合、ベース層が実質
的に厚くなり、ベース層中のキャリア走行時間が増大し
て高周波特性(遮断周波数fT)の低下を招いてしまう
しかし、本実施例の製造方法では、HBT用結晶17が
、PIN−PD用結品16およびHEMT用結晶18を
形成した後に形成される。換言すれば、HBT用結晶1
7の形成後には他の素子のためのエピタキシャル成長が
行われない。したがって、HBT用結晶17は、高温に
置かれることがない。
したがって、ベース層のp型ドーパントがエミツタ層や
コレクタ層に拡散することがなく、高周波特性が劣化し
ない。
なお、本実施例では、PIN−PD用結晶16が形成さ
れた後HEMT用結晶18が形成されているが、これら
がHBT用結晶17の形成前に行われれば、HEMT結
晶18を形成した後PINPD用結晶16を形成しても
よい。
また、基板の材料やエピタキシャル成長層の材料は、上
記実施例に限定されるものではなく、適宜選択すること
ができる。
〔発明の効果〕
以上説明したように、本発明の集積回路の製造方法によ
れば、HBT用結晶が他の素子用結晶を形成するための
エピタキシャル成長による加熱を受けず、そのためにベ
ース層のドーパントがエミツタ層やコレクタ層に拡散さ
れない。したがって、HBTの高エミツタ注入効率およ
び高周波特性を劣化させることなく、HBTを、PIN
−PD。
HEMTと共に同一基板にモノリシックに形成できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例である集積回路の製造方法を
示す工程断面図である。 1−・・I n P基板、5−P I N −P D領
域、6.19・・・選択成長マスク、11・・・HBT
領域、15・・・HEMT領域、16・・・PIN−P
D用結晶、17・・・HBT用結晶、18・・・HEM
T用結晶。 代理人弁理士   長谷用  芳  樹間      
   塩   1)  辰   也第 】 図(2) 図(]) 実施例(3、、/ 3 ) 第】 図(3)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 化合物半導体基板上にエピタキシャル成長による光素子
    用結晶と電子素子用結晶が形成される集積回路の製造方
    法において、電子素子用結晶である高電子移動度トラン
    ジスタ用結晶と光素子用結晶であるpinホトダイオー
    ド用結晶とがそれぞれエピタキシャル成長により形成さ
    れた後、電子素子用結晶であるヘテロ接合バイポーラト
    ランジスタ用結晶がエピタキシャル成長により形成され
    ることを特徴とする集積回路の製造方法。
JP1092690A 1989-04-12 1989-04-12 集積回路の製造方法 Pending JPH02271568A (ja)

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JP1092690A JPH02271568A (ja) 1989-04-12 1989-04-12 集積回路の製造方法
EP90106894A EP0392480B1 (en) 1989-04-12 1990-04-10 Method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device
DE69030129T DE69030129T2 (de) 1989-04-12 1990-04-10 Herstellungsverfahren einer integrierten Halbleiterschaltung
US07/507,530 US5051372A (en) 1989-04-12 1990-04-11 Method of manufacturing a semiconductor optoelectric integrated circuit device, having a pin, hemt, and hbt, by selective regrowth
CA002014399A CA2014399C (en) 1989-04-12 1990-04-11 Method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device
KR1019900005076A KR930009595B1 (ko) 1989-04-12 1990-04-12 반도체집적회로장치의 제조방법

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02283066A (ja) * 1989-04-25 1990-11-20 Sumitomo Electric Ind Ltd 集積回路の製造方法
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JP2010518622A (ja) * 2007-02-07 2010-05-27 マイクロリンク デバイセズ, インク. Hbtと電界効果トランジスタとの統合
JP2017126738A (ja) * 2016-01-13 2017-07-20 ソニー株式会社 受光素子、受光素子の製造方法、撮像素子および電子機器

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