JPH0326535B2 - - Google Patents
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- JPH0326535B2 JPH0326535B2 JP58119097A JP11909783A JPH0326535B2 JP H0326535 B2 JPH0326535 B2 JP H0326535B2 JP 58119097 A JP58119097 A JP 58119097A JP 11909783 A JP11909783 A JP 11909783A JP H0326535 B2 JPH0326535 B2 JP H0326535B2
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Classifications
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- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/66007—Multistep manufacturing processes
- H01L29/66075—Multistep manufacturing processes of devices having semiconductor bodies comprising group 14 or group 13/15 materials
- H01L29/66227—Multistep manufacturing processes of devices having semiconductor bodies comprising group 14 or group 13/15 materials the devices being controllable only by the electric current supplied or the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched, e.g. three-terminal devices
- H01L29/66234—Bipolar junction transistors [BJT]
- H01L29/6631—Bipolar junction transistors [BJT] with an active layer made of a group 13/15 material
- H01L29/66318—Heterojunction transistors
-
- H—ELECTRICITY
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- H01L29/72—Transistor-type devices, i.e. able to continuously respond to applied control signals
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- H01L29/737—Hetero-junction transistors
- H01L29/7371—Vertical transistors
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Description
【発明の詳細な説明】
(1) 発明の技術分野
本発明はバイポーラトランジスタの製造方法に
係り、特にガリウム・ヒ素に代表される化合物半
導体を用いたバイポーラトランジスタの製造方法
に関する。
係り、特にガリウム・ヒ素に代表される化合物半
導体を用いたバイポーラトランジスタの製造方法
に関する。
(2) 技術の背景
最近、MBE（分子線エピタキシヤル）法等の方
法により不純物分布の設計が比較的容易に行な
え、しかも良質の化合物半導体（アルミニウム・
ガリウム・ヒ素等）が安定的に形成できるように
なつた。それに伴つてベースの半導体よりもバン
ドギヤツプの大きい半導体をエミツタに用いたバ
イポーラ・トランジスタが注目され始めた。
法により不純物分布の設計が比較的容易に行な
え、しかも良質の化合物半導体（アルミニウム・
ガリウム・ヒ素等）が安定的に形成できるように
なつた。それに伴つてベースの半導体よりもバン
ドギヤツプの大きい半導体をエミツタに用いたバ
イポーラ・トランジスタが注目され始めた。
一般にバイポーラトランジスタにおいてはベー
ス抵抗を小さくすることで高周波特性が向上する
ことが知られている。しかしベース幅は非常に小
さいものであり、500〓〜1000〓程度の幅となつ
ているためにベース抵抗は必然的に高くなつてし
まう。
ス抵抗を小さくすることで高周波特性が向上する
ことが知られている。しかしベース幅は非常に小
さいものであり、500〓〜1000〓程度の幅となつ
ているためにベース抵抗は必然的に高くなつてし
まう。
そこでベース幅を変えずにベース抵抗を減少さ
せることが重要な課題となつている。
せることが重要な課題となつている。
(3) 発明の目的
本発明は上記背景のなかで成されたものであ
り、その目的とするところは精密制御の箇所を少
なくすると同時に、ベース領域を大きくとること
でベース抵抗の低減化をもたらすバイポーラトラ
ンジスタの製造方法を提供することにある。
り、その目的とするところは精密制御の箇所を少
なくすると同時に、ベース領域を大きくとること
でベース抵抗の低減化をもたらすバイポーラトラ
ンジスタの製造方法を提供することにある。
(4) 発明の構成
上記目的は、本発明によれば、一導電形の第１
の半導体層と、その上の反対導電形の第２の半導
体層と、該第２の半導体層よりエネルギー・バン
ド・ギヤツプが大きく、該第２の半導体層とヘテ
ロ接合をなす一導電形の第３の半導体層を有する
半導体基板の該第３の半導体層上に、所定パター
ンを有する第１の電極を形成する工程と、該第１
の電極をマスクにして、該第３の半導体層のエネ
ルギー・バンド・ギヤツプが該第２の半導体層の
エネルギー・バンド・ギヤツプより大きい関係を
維持しつつ、該第３の半導体層を反対導電形にせ
しめる不純物を導入し、前記第２の半導体層に達
する反対導電形の不純物領域を形成する工程と、
該不純物領域上に第２の電極を形成する工程とを
含むことを特徴と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によつて達成される。
の半導体層と、その上の反対導電形の第２の半導
体層と、該第２の半導体層よりエネルギー・バン
ド・ギヤツプが大きく、該第２の半導体層とヘテ
ロ接合をなす一導電形の第３の半導体層を有する
半導体基板の該第３の半導体層上に、所定パター
ンを有する第１の電極を形成する工程と、該第１
の電極をマスクにして、該第３の半導体層のエネ
ルギー・バンド・ギヤツプが該第２の半導体層の
エネルギー・バンド・ギヤツプより大きい関係を
維持しつつ、該第３の半導体層を反対導電形にせ
しめる不純物を導入し、前記第２の半導体層に達
する反対導電形の不純物領域を形成する工程と、
該不純物領域上に第２の電極を形成する工程とを
含むことを特徴と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によつて達成される。
(5) 発明の実施例
以下、本発明の一実施例を図面を用いて詳細に
説明する。第１図ａないし第１図ｄは本発明によ
るバイポーラトランジスタの製造工程順図であ
る。以下、説明の便のためにガリウム・ヒ素は
GaAs、またアルミニウムAlを30％ガリウムGa
を70％の割合でヒ素Asと化合させた化合物半導
体アルミニウム・ガリウム・ヒ素はAl0.3Ga0.7
As、そして半導体の導電形は先頭に「ｎ−」あ
るいはＰ−」を付して記述することにする。
説明する。第１図ａないし第１図ｄは本発明によ
るバイポーラトランジスタの製造工程順図であ
る。以下、説明の便のためにガリウム・ヒ素は
GaAs、またアルミニウムAlを30％ガリウムGa
を70％の割合でヒ素Asと化合させた化合物半導
体アルミニウム・ガリウム・ヒ素はAl0.3Ga0.7
As、そして半導体の導電形は先頭に「ｎ−」あ
るいはＰ−」を付して記述することにする。
第１図ａにおいて、n+−GaAs基板１の上に不
純物濃度１×1018cm-3のn+−GaAs層２を2000Å
ほどバツフア層として形成し、さらにその上に１
×1017cm-3のｎ−GaAs層３を4000Åほどコレク
タ領域として形成し、次に１×1019cm-3のP+−
GaAs層４を1000Åベース領域として形成する。
さらにその上にエミツタ領域として１×1017cm-3
のｎ−Al0.3Ga0.7As層５を3000Å成長させ、そし
て最後に２×1018cm-3のn+−GaAs層６を1000Å
形成する。このn+−GaAs層６は、エミツタ電極
がｎ−Al0.3Ga0.7As層５と直接オーミツク接触す
ると抵抗値が大きくなるために、それを防ぐ目的
で設けられたものである。以上の積層構造が
MBE法によつて形成される。
純物濃度１×1018cm-3のn+−GaAs層２を2000Å
ほどバツフア層として形成し、さらにその上に１
×1017cm-3のｎ−GaAs層３を4000Åほどコレク
タ領域として形成し、次に１×1019cm-3のP+−
GaAs層４を1000Åベース領域として形成する。
さらにその上にエミツタ領域として１×1017cm-3
のｎ−Al0.3Ga0.7As層５を3000Å成長させ、そし
て最後に２×1018cm-3のn+−GaAs層６を1000Å
形成する。このn+−GaAs層６は、エミツタ電極
がｎ−Al0.3Ga0.7As層５と直接オーミツク接触す
ると抵抗値が大きくなるために、それを防ぐ目的
で設けられたものである。以上の積層構造が
MBE法によつて形成される。
次に第１図ｂにおいて、通常の光露光法によつ
てゲルマニウムGe層７が200Å、その上に高融点
金属であるタングステンシリサイドW5Si3層８を
エミツタ電極として5000Å形成する。そして矢印
Ａ方向からYAG（Yttrium Aluminum Garnet）
レーザ光を照射し、レーザ・アロイによつてn+
−GaAs層６とGe層７とのオーミツク接合を行な
う。こうしてエミツタ電極８が形成される。そし
てエミツタ電極８をマスクとしてn+−GaAs層６
をエツチング除去する。
てゲルマニウムGe層７が200Å、その上に高融点
金属であるタングステンシリサイドW5Si3層８を
エミツタ電極として5000Å形成する。そして矢印
Ａ方向からYAG（Yttrium Aluminum Garnet）
レーザ光を照射し、レーザ・アロイによつてn+
−GaAs層６とGe層７とのオーミツク接合を行な
う。こうしてエミツタ電極８が形成される。そし
てエミツタ電極８をマスクとしてn+−GaAs層６
をエツチング除去する。
第１図ｃにおいて、n+−GaAs層６がエミツタ
電極８の下の部分だけ残されて除去されると、再
びエミツタ電極８をマスクとして、イオン注入法
によりベリリウムイオンBe+を150KeVで１×
1014cm-2注入する。そしてシリコン酸化膜９を
1000Å形成した後で700℃20分間の熱処理を行な
う。このイオン注入および熱処理によつてエミツ
タ電極８の下の部分を除いてｎ−Al0.3Ga0.7As層
５はP+−Al0.3Ga0.7As層１０に変化し、さらにｎ
−GaAs層３の上部がP+−GaAs層４と同導電形
に変化してP+−GaAs層１１を形成する。このよ
うにエミツタ電極８をマスクとすることで自己整
合的に広いベース領域を簡単に形成することがで
きる。
電極８の下の部分だけ残されて除去されると、再
びエミツタ電極８をマスクとして、イオン注入法
によりベリリウムイオンBe+を150KeVで１×
1014cm-2注入する。そしてシリコン酸化膜９を
1000Å形成した後で700℃20分間の熱処理を行な
う。このイオン注入および熱処理によつてエミツ
タ電極８の下の部分を除いてｎ−Al0.3Ga0.7As層
５はP+−Al0.3Ga0.7As層１０に変化し、さらにｎ
−GaAs層３の上部がP+−GaAs層４と同導電形
に変化してP+−GaAs層１１を形成する。このよ
うにエミツタ電極８をマスクとすることで自己整
合的に広いベース領域を簡単に形成することがで
きる。
また同図において、エミツタ領域であるｎ−
Al0.3Ga0.7As層５の側面はベース領域の一部であ
るP+−Al0.3Ga0.7As層１０によつて囲まれてお
り、底面は活性ベースを含むP+−GaAs層１１を
はさんでコレクタ領域であるｎ−GaAs層３と相
対している。エミツタ領域の電子からみれば、
P+−Al0.3Ga0.7As層１０よりもP+−GaAs層１１
の方がエネルギー的に低くなつている。そのため
にトランジスタ動作時にエミツタ領域から横方
向、すなわちP+−Al0.3Ga0.7As層１０への電子の
流入が少なくなり、ほとんどの電子がトランジス
タ動作に寄与することとなる。
Al0.3Ga0.7As層５の側面はベース領域の一部であ
るP+−Al0.3Ga0.7As層１０によつて囲まれてお
り、底面は活性ベースを含むP+−GaAs層１１を
はさんでコレクタ領域であるｎ−GaAs層３と相
対している。エミツタ領域の電子からみれば、
P+−Al0.3Ga0.7As層１０よりもP+−GaAs層１１
の方がエネルギー的に低くなつている。そのため
にトランジスタ動作時にエミツタ領域から横方
向、すなわちP+−Al0.3Ga0.7As層１０への電子の
流入が少なくなり、ほとんどの電子がトランジス
タ動作に寄与することとなる。
最後に第１図ｄにおいて、ベース電極部の穴開
けの後に、亜鉛Zn層１２，１２′を200Å、次に
金Au層１３，１３′をベース電極として2000Å被
着させる。また裏面のn+−GaAs基板１上に金−
ゲルマニウム合金（Au−Ge）層１４を200Å、
その上に金Au層１５をコレクタ電極として2000
Å被着させ、バイポーラトランジスタが完成す
る。
けの後に、亜鉛Zn層１２，１２′を200Å、次に
金Au層１３，１３′をベース電極として2000Å被
着させる。また裏面のn+−GaAs基板１上に金−
ゲルマニウム合金（Au−Ge）層１４を200Å、
その上に金Au層１５をコレクタ電極として2000
Å被着させ、バイポーラトランジスタが完成す
る。
本実施例ではエミツタ・サイズを3μｍ×30μｍ
として、電流増幅率hFE＝1500、遮断周波数fT＝
15GHZを得ることができた。
として、電流増幅率hFE＝1500、遮断周波数fT＝
15GHZを得ることができた。
なお、本実施例ではベース領域形成のためにイ
オン注入法を用いたが、拡散法を用いてもよく、
イオン注入法に限定されるものではない。
オン注入法を用いたが、拡散法を用いてもよく、
イオン注入法に限定されるものではない。
さらにエミツタ領域だけでなくコレクタ領域も
広いエネルギー・バンド・ギヤツプをもつ半導体
で形成されていれば本実施例におけるエミツタ領
域とコレクタ領域との位置を入れ換えることも可
能となる。その場合はコレクタ電極を耐熱性のあ
る金属で形成し、ベース領域形成の際のマスクと
するわけである。したがつて本実施例におけるエ
ミツタ電極だけがマスクとして限定されるもので
はない。
広いエネルギー・バンド・ギヤツプをもつ半導体
で形成されていれば本実施例におけるエミツタ領
域とコレクタ領域との位置を入れ換えることも可
能となる。その場合はコレクタ電極を耐熱性のあ
る金属で形成し、ベース領域形成の際のマスクと
するわけである。したがつて本実施例におけるエ
ミツタ電極だけがマスクとして限定されるもので
はない。
また本実施例においては、半導体基板として
n+−GaAsを用いたが半絶縁性基板を用いてもよ
い。ただしその場合はイオン注入法あるいは拡散
法によつてコレクタ領域を表面まで延長させてコ
レクタ電極を形成する必要がある。
n+−GaAsを用いたが半絶縁性基板を用いてもよ
い。ただしその場合はイオン注入法あるいは拡散
法によつてコレクタ領域を表面まで延長させてコ
レクタ電極を形成する必要がある。
しかしいづれにしても本発明によつて自己整合
的に広いベース領域を得ることができるわけであ
る。
的に広いベース領域を得ることができるわけであ
る。
(6) 発明の効果
以上詳細に説明したように、本発明はエミツタ
電極あるいはコレクタ電極をマスクにすることで
自動的に位置合わせができた広いベース領域を得
ることができるために、ベース抵抗が低く高周波
特性のすぐれたバイポーラトランジスタを容易に
製造できるという効果大なるものである。
電極あるいはコレクタ電極をマスクにすることで
自動的に位置合わせができた広いベース領域を得
ることができるために、ベース抵抗が低く高周波
特性のすぐれたバイポーラトランジスタを容易に
製造できるという効果大なるものである。
第１図ａないし第１図ｄは本発明によるバイポ
ーラトランジスタの製造工程順図である。 １……n+−GaAs基板、２……n+−GaAs層、
３……ｎ−GaAs層、４……P+−GaAs層、５…
…ｎ−Al0.3Ga0.7As層、６……n+−GaAs層、８
……エミツタ電極（W5Si3層）、１０……P+−
Al0.3Ga0.7As層、１１……P+−GaAs層。
ーラトランジスタの製造工程順図である。 １……n+−GaAs基板、２……n+−GaAs層、
３……ｎ−GaAs層、４……P+−GaAs層、５…
…ｎ−Al0.3Ga0.7As層、６……n+−GaAs層、８
……エミツタ電極（W5Si3層）、１０……P+−
Al0.3Ga0.7As層、１１……P+−GaAs層。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 一導電形の第１の半導体層と、その上の反対
導電形の第２の半導体層と、該第２の半導体層よ
りエネルギー・バンド・ギヤツプが大きく、該第
２の半導体層とヘテロ接合をなす一導電形の第３
の半導体層を有する半導体基板の該第３の半導体
層上に、所定パターンを有する第１の電極を形成
する工程と、該第１の電極をマスクにして、該第
３の半導体層のエネルギー・バンド・ギヤツプが
該第２の半導体層のエネルギー・バンド・ギヤツ
プより大きい関係を維持しつつ、該第３の半導体
層を反対導電形にせしめる不純物を導入し、前記
第２の半導体層に達する反対導電形の不純物領域
を形成する工程と、該不純物領域上に第２の電極
を形成する工程とを含む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 前記第１の電極をマスクにした不純物の導入
が、イオン打込み法によることを特徴とする特許
請求の範囲第１項記載のバイポーラトランジスタ
の製造方法。 ３ 前記第１の電極が、高融点金属を含むことを
特徴とする特許請求の範囲第１項又は第２項記載
のバイポーラトランジスタの製造方法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11909783A JPS6010776A (ja) | 1983-06-30 | 1983-06-30 | バイポーラトランジスタの製造方法 |
| EP19840304305 EP0130774B1 (en) | 1983-06-30 | 1984-06-26 | Process for fabricating bipolar transistor |
| DE8484304305T DE3466322D1 (en) | 1983-06-30 | 1984-06-26 | Process for fabricating bipolar transistor |
| US06/781,787 US4617724A (en) | 1983-06-30 | 1985-09-30 | Process for fabricating heterojunction bipolar transistor with low base resistance |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11909783A JPS6010776A (ja) | 1983-06-30 | 1983-06-30 | バイポーラトランジスタの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6010776A JPS6010776A (ja) | 1985-01-19 |
| JPH0326535B2 true JPH0326535B2 (ja) | 1991-04-11 |
Family
ID=14752825
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11909783A Granted JPS6010776A (ja) | 1983-06-30 | 1983-06-30 | バイポーラトランジスタの製造方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0130774B1 (ja) |
| JP (1) | JPS6010776A (ja) |
| DE (1) | DE3466322D1 (ja) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61188966A (ja) * | 1985-02-16 | 1986-08-22 | Fujitsu Ltd | 高速半導体装置の製造方法 |
| JPS61198776A (ja) * | 1985-02-28 | 1986-09-03 | Fujitsu Ltd | ヘテロ接合バイポ−ラトランジスタおよびその製造方法 |
| GB8507624D0 (en) * | 1985-03-23 | 1985-05-01 | Standard Telephones Cables Ltd | Semiconductor devices |
| JP2553510B2 (ja) * | 1985-03-25 | 1996-11-13 | 日本電気株式会社 | 半導体装置およびその製造方法 |
| GB2188479B (en) * | 1986-03-26 | 1990-05-23 | Stc Plc | Semiconductor devices |
| US4872040A (en) * | 1987-04-23 | 1989-10-03 | International Business Machines Corporation | Self-aligned heterojunction transistor |
| JP2971246B2 (ja) * | 1992-04-15 | 1999-11-02 | 株式会社東芝 | ヘテロバイポーラトランジスタの製造方法 |
| EP0654406B1 (en) | 1993-11-22 | 1999-06-23 | Kuraray Chemical Co., Ltd. | Freshness keeping sheet |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS53115181A (en) * | 1977-03-18 | 1978-10-07 | Hitachi Ltd | Production of semiconductor device |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2436502A1 (fr) * | 1978-09-12 | 1980-04-11 | Ankri David | Transistors bipolaires a heterojonction de structure plane et leur procede de fabrication |
-
1983
- 1983-06-30 JP JP11909783A patent/JPS6010776A/ja active Granted
-
1984
- 1984-06-26 EP EP19840304305 patent/EP0130774B1/en not_active Expired
- 1984-06-26 DE DE8484304305T patent/DE3466322D1/de not_active Expired
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS53115181A (en) * | 1977-03-18 | 1978-10-07 | Hitachi Ltd | Production of semiconductor device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0130774A1 (en) | 1985-01-09 |
| JPS6010776A (ja) | 1985-01-19 |
| DE3466322D1 (en) | 1987-10-22 |
| EP0130774B1 (en) | 1987-09-16 |
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