JPH03125477A - Manufacture of hetero junction bipolar transistor - Google Patents
Manufacture of hetero junction bipolar transistorInfo
- Publication number
- JPH03125477A JPH03125477A JP26321289A JP26321289A JPH03125477A JP H03125477 A JPH03125477 A JP H03125477A JP 26321289 A JP26321289 A JP 26321289A JP 26321289 A JP26321289 A JP 26321289A JP H03125477 A JPH03125477 A JP H03125477A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- forming
- emitter
- collector
- bipolar transistor
- 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.)
- Pending
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 14
- 125000005842 heteroatom Chemical group 0.000 title 1
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 14
- 238000005530 etching Methods 0.000 claims abstract description 10
- 238000005468 ion implantation Methods 0.000 claims abstract description 9
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 5
- 238000001039 wet etching Methods 0.000 claims abstract description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 4
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 8
- GPRLSGONYQIRFK-UHFFFAOYSA-N hydron Chemical compound [H+] GPRLSGONYQIRFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 abstract description 17
- 230000003321 amplification Effects 0.000 abstract description 8
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 abstract description 8
- 229910000980 Aluminium gallium arsenide Inorganic materials 0.000 abstract description 4
- 238000001312 dry etching Methods 0.000 abstract description 3
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 4
- 229910052681 coesite Inorganic materials 0.000 abstract 2
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 abstract 2
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 abstract 2
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 abstract 2
- 229910052682 stishovite Inorganic materials 0.000 abstract 2
- 229910052905 tridymite Inorganic materials 0.000 abstract 2
- 238000009413 insulation Methods 0.000 abstract 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- -1 hydrogen ions Chemical class 0.000 description 2
- JLVVSXFLKOJNIY-UHFFFAOYSA-N Magnesium ion Chemical compound [Mg+2] JLVVSXFLKOJNIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001423 beryllium ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 238000002513 implantation Methods 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 1
- 229910001425 magnesium ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000000206 photolithography Methods 0.000 description 1
- 238000012827 research and development Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Bipolar Transistors (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明(表 コレクタ・トップ構造のヘテロ接合バイポ
ーラトランジスタの製造方法に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of Industrial Application The present invention relates to a method for manufacturing a heterojunction bipolar transistor having a collector top structure.
従来の技術
バイポーラトランジスタにおいてベースを形成する半導
体よりもバンドギャップの大きい半導体をエミッタに用
いるヘテロ接合バイポーラトランジスタ(以下rHBT
」と称す)(よ 超高速 超高周波トランジスタの有力
候補の一つとして、現在、盛んに研究開発が行なわれて
いる。HBTの構造において(よ エミッタを上部に配
置したエミッタトップ型HBTとコレクタを上部に配置
したコレクタトップ型HBTに大別される。コレクタト
ップ型HB Tはエミッタトップ型HBTに比べて、ベ
ース・コレクタ間容量を小さくすることができるた敷
より高速動作が可能であることや、エミッタ接地型の集
積回路を形成しやすいといった利点がある。しかしなが
ら、 コレクタトップ型HBTは構造玉 エミッタから
ベースに注入された電子力(ベース電極に吸い込まれや
すくなるため数 高い電流増幅率が得られに< Ls
この現象を抑制する方法として、外部ベース下を高抵
抗化したり、外部ベース・エミッタ間に真性ベース・エ
ミッタ間よりもオン電圧の大きいpn接合を形成したり
する方法がある。Conventional technology A heterojunction bipolar transistor (rHBT) uses a semiconductor with a larger bandgap for the emitter than the semiconductor that forms the base in a bipolar transistor.
Research and development is currently being actively conducted as one of the leading candidates for ultra-high speed and ultra-high frequency transistors. Collector top type HBTs are broadly classified into collector top type HBTs placed at the top.Collector top type HBTs have a base-collector capacitance that can be reduced compared to emitter top type HBTs.
It has the advantage of being able to operate at higher speeds and making it easier to form emitter-grounded integrated circuits. However, collector-top HBTs have a structure in which the electron force injected from the emitter to the base (because it is easily absorbed into the base electrode) makes it difficult to obtain a high current amplification factor.
As a method of suppressing this phenomenon, there are methods of increasing the resistance under the external base or forming a pn junction between the external base and the emitter, which has a higher on-voltage than that between the intrinsic base and emitter.
このよう頓 コレクタトップ型HBTの製造方法の従来
例を図面を参照しながら説明する。第3図(a)に示す
ようへ 半絶縁性GaAs基板41上?Qn型に高ドー
プしたGaAs層4λ n型にドープしたA lGaA
s層43.p型にドープしたGaAs層44Sn型にド
ープしたGaAs層45. n型に高ドープしたGa
As層46をエピタキシー形成して、多層構造材料とす
も次に同図(b)に示すようへ エツチング、および、
イオン注入用マスク61を形成して、 p型にドープし
たGaAs層44までエツチングを行なった後、水素イ
オン(H3)の注入を行な(\ 同図(c)に示す高抵
抗領域56を形成する。ついで、フォトリソグラフィー
とエツチングを行ないトランジスタ構造を形成し 同図
(cl)に示すようへ エミッタ電極58、ベース電極
5Q、 コレクタ電極60をそれぞれ形成する。51
.52.53.54.55はエミッタコンタクト。A conventional example of a method for manufacturing a collector top type HBT will be described with reference to the drawings. On the semi-insulating GaAs substrate 41 as shown in FIG. 3(a)? Qn-type highly doped GaAs layer 4λ n-type doped AlGaA
s layer 43. P-type doped GaAs layer 44Sn-type doped GaAs layer 45. Highly doped n-type Ga
The As layer 46 is epitaxially formed to form a multilayer structure material, and then etched as shown in FIG.
After forming an ion implantation mask 61 and etching down to the p-type doped GaAs layer 44, hydrogen ions (H3) are implanted (to form a high resistance region 56 as shown in FIG. 3(c)). Then, photolithography and etching are performed to form a transistor structure, and an emitter electrode 58, a base electrode 5Q, and a collector electrode 60 are respectively formed as shown in FIG. 51.
.. 52, 53, 54, 55 are emitter contacts.
エミッタ、ベーみ コレク久 コレクタコンタクトの各
領域でそれぞれ層42.43.44,45.46からな
る。Each area of the emitter and collector contact consists of layers 42, 43, 44 and 45, 46, respectively.
発明が解決しようとする課題
しかしながら、前述のような製造方法で(友 第2図(
a)に示すようく コレクタメサを形成するためのエツ
チング時(第3図すの工程)に サイドエツチングが起
こり、コレクタ・ベース接合面積が真性ベース・エミッ
タ接合面積よりも小さくなり、エミッタの周辺部からベ
ースに注入された電子Qはコレクタよりもベース電極に
吸い込まれやすくなる。従って、コレクタサイズを微細
にすればするほど電流増幅率がエミッタトップ型に比べ
て、小さくなるという課題があっに
本発明+1 このような課題を解決して従来と同じコ
レクタサイズで比較して、高い電流増幅率を有するコレ
クタ・トップ型HBTの製造方法を提供するものである
。Problems to be Solved by the Invention However, the manufacturing method described above (Tomo Figure 2)
As shown in a), side etching occurs during etching to form the collector mesa (step shown in Figure 3), and the collector-base junction area becomes smaller than the intrinsic base-emitter junction area, causing the emitter to be separated from the periphery. Electrons Q injected into the base are more easily absorbed into the base electrode than into the collector. Therefore, the problem is that the smaller the collector size is, the smaller the current amplification factor is compared to the emitter top type. The present invention provides a method for manufacturing a collector top type HBT having a high current amplification factor.
課題を解決するための手段
上記課題を解決するた八 本発明では イオン注入によ
ってエミッタ面積を規定した徽 イオン注入のマスクに
側壁を形成してエツチングを行うことにより、サイドエ
ツチングが起こったとして耘 エミッタよりも大きい面
積を有するコレクタを、エミッタに対して自己整合によ
り形成することを特徴上する。Means for Solving the Problems In order to solve the above problems, in the present invention, the emitter area is defined by ion implantation. A feature is that a collector having a larger area than the emitter is formed by self-alignment with the emitter.
作用
上記HB Tの製造方法で(よ エミッタよりも大きい
面積を有するコレクタをエミッタに対して自己整合によ
り形成するた八 第2図(b)に示すようへ エミッタ
からベースに注入された電子の大部分がコレクタに集め
られる。従って、高い電流増幅率を有するコレクタトッ
プ型HBTの製作が可能である。Effect: In the above HBT manufacturing method, the collector having a larger area than the emitter is formed by self-alignment with the emitter. Therefore, it is possible to fabricate a collector-top type HBT with a high current amplification factor.
実施例
以下本発明の一実施例のHBTの製造方法について、図
面を参照しながら説明する。EXAMPLE Hereinafter, a method for manufacturing an HBT according to an example of the present invention will be described with reference to the drawings.
第1図(a)に示すよう番ヘ 半絶縁性GaAs基板
1」二に n型に高ドープしたGaAs層2、 n型に
ドープしたAlGaAs層3、 p型にドープしたGa
As層4、n型にドープしたGaAs層5、 n型に高
ドープしたGaAs層6をエピタキシー形成した多層構
造材料を用いて、所定の大きさの5iOaからなるイオ
ン注入および、エツチング用マスク7を形成する。次へ
同図(b)に示すように 120KeV、I E 14
cm−’の条件でH゛注入層3まで到達するように行t
、X、AlGaAs層3の一部に高抵抗化された領域8
を形成する。この工程で層3の一部(マスク7が設置さ
れている部分)をエミッタ領域11として規定する。As shown in FIG. 1(a), a semi-insulating GaAs substrate 1 is formed; second, a heavily n-doped GaAs layer 2, an n-doped AlGaAs layer 3, and a p-doped GaAs layer 2;
Using a multilayer structure material in which an As layer 4, an n-type doped GaAs layer 5, and a highly n-type doped GaAs layer 6 are epitaxially formed, an ion implantation and etching mask 7 made of 5iOa having a predetermined size is formed. Form. Next, as shown in the same figure (b), 120KeV, I E 14
The row t is set so that H reaches the injection layer 3 under the condition of cm-'.
, X, a high resistance region 8 in a part of the AlGaAs layer 3
form. In this step, a part of the layer 3 (the part where the mask 7 is placed) is defined as the emitter region 11.
その(抵 同図(c)に示すようE 5iO29を全
面に形成して、異方性のドライエツチングを行うことに
より、マスク7に同図(d)に示す5iOa9よりなる
側壁IOを形成する。ついで、同図(e)に示すようE
湿式エツチングによりGaAs層4を露出する。以
下は 従来例と同様にしてトランジスタを作製する。こ
の工程で(よ 側壁1oにてマスク7の幅が広げられる
た人 湿式エツチングでマスク下にサイドエッチが生じ
ても、残されたコレクタとなる層6の幅を下のエミッタ
領域11よりも広くすることが可能となる。 しか耘
コレクタはエミッタに対して自己整合形成することが可
能であり、プロセス上も極めて有効である。その完成図
を、同図(f)に示す。 16は素子分離領域であ41
1、 +2.13.14.15はエミッタ、 エミッタ
コンタクト。By forming E 5iO29 on the entire surface and performing anisotropic dry etching, a side wall IO made of 5iOa9 as shown in FIG. 7(d) is formed on the mask 7. Then, as shown in the same figure (e), E
The GaAs layer 4 is exposed by wet etching. The following steps are to fabricate a transistor in the same manner as in the conventional example. In this process, the width of the mask 7 is increased at the side wall 1o. Even if side etching occurs under the mask during wet etching, the width of the remaining collector layer 6 is made wider than the emitter region 11 below. It becomes possible to do so.
The collector can be formed in self-alignment with the emitter, which is extremely effective in terms of process. The completed drawing is shown in the same figure (f). 16 is an element isolation region 41
1, +2.13.14.15 are emitters, emitter contacts.
ベーム コレクタ、 コレクタコンタクトの各領域でそ
れぞれ層3. 2. 4. 6. 5からなる。In each region of the Boehm collector and collector contact layer 3. 2. 4. 6. Consists of 5.
実施例においては H+注入を用いて高抵抗領域8を形
成した方丈 ベリリウムイオン(Be”)やマグネシウ
ムイオン(Mg” )を注入して、外部ベース・エミッ
タ間に真性ベース・エミッタ間よりもオン電圧の大きい
pn接合を形成することも可能である。In the embodiment, the high resistance region 8 is formed using H+ implantation, and beryllium ions (Be'') and magnesium ions (Mg'') are implanted to create a higher on-voltage between the external base and emitter than between the intrinsic base and emitter. It is also possible to form a pn junction with a large value.
実施例において(よ 湿式エツチングでベース層を露出
した方丈 ドライエツチングを用いることも可能である
。In the embodiment, it is also possible to use wet etching to expose the base layer and dry etching.
実施例においてIt 5iChからなるイオン注入及
び、エツチング用マスクを用いた方丈 コレクタ電極を
形成してマスクとすることも可能である。In the embodiment, it is also possible to form a rectangular collector electrode using an ion implantation and etching mask made of It 5iCh and use it as a mask.
第2図(b)は本発明におけるコレク久 エミッ久 ベ
ースの詳細を示すもので、ベースに注入された電子はコ
レクタが広いた八 ベース電極18に吸い込まれること
がなく、電流増幅率の低下が生じない。FIG. 2(b) shows the details of the collector base in the present invention. Because the collector is wide, electrons injected into the base are not sucked into the base electrode 18, and the current amplification factor is reduced. Does not occur.
発明の効果
以上に記したよう番へ 本発明の構成のHBTの製造方
法で(よ 容易番ξ エミッタよりも大きい面積を有す
るコレクタをエミッタに対して自己整合で形成すること
ができるた取 エミッタトップ型並の電流増幅率が得ら
れる。また コレクタサイズが小さくなっても電流増幅
率の低下は起こらない。Effects of the Invention As described above, the method for manufacturing an HBT having the structure of the present invention makes it possible to form a collector having a larger area than the emitter in self-alignment with the emitter. A current amplification factor comparable to that of a conventional type can be obtained.Also, even if the collector size becomes smaller, the current amplification factor does not decrease.
第1図(a、)〜(f)は本発明の実施例におけるHB
Tの製造方法を示す断面図 第2図 (a)、(b)(
ヨ それぞれ 従来と本発明の電子の流れを示す断面
は 第3図(a)〜(d)は従来のHBTの製造方法を
示す断面図である。Figures 1(a,) to (f) show the HB in the embodiment of the present invention.
Cross-sectional view showing the manufacturing method of T Figure 2 (a), (b) (
Figures 3(a) to 3(d) are cross-sectional views showing the conventional HBT manufacturing method.
Claims (3)
料を用いるヘテロ接合バイポーラトランジスタの製造方
法において、基板側から少なくともエミッタ領域を形成
するための半導体層、ベース領域を形成するための半導
体層、コレクタ領域を形成するための半導体層を順次積
層する工程と、所定の大きさのマスクを形成して、少な
くとも、前記エミッタ領域を形成するための半導体層に
到達するまでイオン注入を行なう工程と、前記マスクに
側壁を形成して、前記ベース領域を形成するための半導
体層までエッチングを行なう工程とを有することを特徴
とするヘテロ接合バイポーラトランジスタの製造方法(1) In a method for manufacturing a heterojunction bipolar transistor in which the emitter uses a semiconductor material having a wider forbidden band width than the base, from the substrate side a semiconductor layer for forming at least an emitter region, a semiconductor layer for forming a base region, a step of sequentially stacking semiconductor layers for forming a collector region; a step of forming a mask of a predetermined size and performing ion implantation until at least reaching the semiconductor layer for forming the emitter region; A method for manufacturing a heterojunction bipolar transistor, comprising the step of forming sidewalls on the mask and etching up to a semiconductor layer for forming the base region.
とする特許請求の範囲第1項記載のヘテロ接合バイポー
ラトランジスタの製造方法(2) A method for manufacturing a heterojunction bipolar transistor according to claim 1, wherein the etching is wet etching.
とする特許請求の範囲第1項記載のヘテロ接合バイポー
ラトランジスタの製造方法(3) A method for manufacturing a heterojunction bipolar transistor according to claim 1, wherein the ion implantation is hydrogen ion implantation.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP26321289A JPH03125477A (en) | 1989-10-09 | 1989-10-09 | Manufacture of hetero junction bipolar transistor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP26321289A JPH03125477A (en) | 1989-10-09 | 1989-10-09 | Manufacture of hetero junction bipolar transistor |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH03125477A true JPH03125477A (en) | 1991-05-28 |
Family
ID=17386340
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP26321289A Pending JPH03125477A (en) | 1989-10-09 | 1989-10-09 | Manufacture of hetero junction bipolar transistor |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH03125477A (en) |
-
1989
- 1989-10-09 JP JP26321289A patent/JPH03125477A/en active Pending
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5298438A (en) | Method of reducing extrinsic base-collector capacitance in bipolar transistors | |
US4731340A (en) | Dual lift-off self aligning process for making heterojunction bipolar transistors | |
JPH09102504A (en) | Self alignment submicron heterojunction bipolar transistor and its preparation | |
US5147775A (en) | Method of fabricating a high-frequency bipolar transistor | |
JPH09246282A (en) | Selective sub-collector hetero-junction bipolar transistor | |
US5648666A (en) | Double-epitaxy heterojunction bipolar transistors for high speed performance | |
JPH05109750A (en) | Semiconductor device and manufacture of the same | |
US5434091A (en) | Method for making collector up bipolar transistors having reducing junction capacitance and increasing current gain | |
US5783966A (en) | Reducing junction capacitance and increasing current gain in collector-up bipolar transistors | |
US6873029B2 (en) | Self-aligned bipolar transistor | |
JPH06302610A (en) | High gain mis transistor | |
JPH03125477A (en) | Manufacture of hetero junction bipolar transistor | |
JPH11251328A (en) | Compound semiconductor device | |
JP4164775B2 (en) | Heterojunction bipolar transistor and manufacturing method thereof | |
JPH09246280A (en) | Hetero-junction bipolar transistor | |
JPH0513377B2 (en) | ||
JP2718116B2 (en) | Manufacturing method of bipolar transistor | |
JP2921222B2 (en) | Manufacturing method of bipolar transistor | |
JPH07273125A (en) | Fabrication of semiconductor device | |
JPH03138950A (en) | Heterojunction bipolar transistor | |
JPH0713968B2 (en) | Method for manufacturing compound semiconductor device | |
JPH031543A (en) | Manufacture of bipolar transistor | |
JP2005072467A (en) | Semiconductor device and method of manufacturing the same | |
JPH022626A (en) | Heterojunction bipolar transistor and manufacture thereof | |
JP2003234350A (en) | Semiconductor device and method of manufacturing the same |