JPH04286126A - Heterojunction bipolar transistor - Google Patents
Heterojunction bipolar transistorInfo
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Abstract
Description
【0001】0001
【産業上の利用分野】本発明は、AlGaAs/GaA
sヘテロ接合バイポーラトランジスタに関する。[Industrial Application Field] The present invention relates to AlGaAs/GaA
s-heterojunction bipolar transistor.
【0002】0002
【従来の技術】ヘテロ接合バイポーラトランジスタは、
エミッタにワイドバンドギャプの半導体を用いたバイポ
ーラトランジスタである。このトランジスタの特徴は、
ワイドバンドギャプのエミッタを利用しているため高電
流利得で駆動能力が高く、超高速動作が可能な点である
。[Prior art] Heterojunction bipolar transistors are
It is a bipolar transistor that uses a wide bandgap semiconductor for the emitter. The characteristics of this transistor are
Because it uses a wide bandgap emitter, it has high current gain and high drive capability, allowing for ultra-high speed operation.
【0003】ヘテロ接合バイポーラトランジスタの高性
能化のために素子の微細化が図られ、永田氏らによって
昭和60年春季信学会全大,S3−3で、また、羽山氏
らによって信学技報,ED86−145で、エミッタ−
ベース間を0.2μmまで微細化できる図3に示す構造
のヘテロ接合バイポーラトランジスタが報告されている
。ここで、1は高抵抗GaAs基板、2はコレクタ層、
3はベース層、5はAlGaAsエミッタ層、6はn+
GaAsコンタクト層、7はSiO2層、8はエミッタ
電極、9はベース電極、10はコレクタ電極、12は表
面再結合中心である。[0003] In order to improve the performance of heterojunction bipolar transistors, efforts were made to miniaturize the elements. , ED86-145, emitter
A heterojunction bipolar transistor having the structure shown in FIG. 3 has been reported, which allows the distance between the bases to be miniaturized to 0.2 μm. Here, 1 is a high resistance GaAs substrate, 2 is a collector layer,
3 is the base layer, 5 is the AlGaAs emitter layer, 6 is n+
A GaAs contact layer, 7 a SiO2 layer, 8 an emitter electrode, 9 a base electrode, 10 a collector electrode, and 12 a surface recombination center.
【0004】一方、素子の微細化は、いわゆるエミッタ
サイズ効果による電流利得の低下をもたらし回路設計上
の困難が生じる。これはエミッタ,ベース接合面積の縮
小にともないエミッタ,ベース電極間の外部ベース領域
表面に存在する表面再結合中心12による再結合電流の
影響が相対的に大きくなるためである。On the other hand, miniaturization of elements brings about a reduction in current gain due to the so-called emitter size effect, causing difficulties in circuit design. This is because as the emitter/base junction area is reduced, the influence of the recombination current due to the surface recombination center 12 existing on the surface of the external base region between the emitter and base electrodes becomes relatively large.
【0005】これを解決する手段の一つとして図4に示
すトランジスタ構造がある。これはAlGaAsエミッ
タ層5の一部を外部ベース保護層として利用し大幅な素
子特性の向上がはかれることが、羽山氏らによって信学
技報,ED89−147で報告されている。One of the means for solving this problem is the transistor structure shown in FIG. Mr. Hayama et al. reported in IEICE Technical Report, ED 89-147 that a part of the AlGaAs emitter layer 5 is used as an external base protection layer to significantly improve the device characteristics.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図4に
おける外部ベース保護層の厚さdは、その層が完全に空
乏化される厚さまで薄くする必要があり報告例では50
nmであった。外部ベース保護層の形成に関しては、エ
ッチング深さをエッチング時間で制御していては、Al
GaAsエミッタ層およびその上層のn+GaAs層の
厚さの合計は400nmにもおよび50nmだけエッチ
ングされない層を残すことは、困難である。従って、自
動的に外部ベース保護層の厚さdだけ残してエッチング
が停止する選択エッチング方法がない限り、再現性,均
一性良く超高速トランジスタを作製することが困難であ
る。However, the thickness d of the external base protective layer in FIG. 4 needs to be reduced to a thickness at which the layer is completely depleted;
It was nm. Regarding the formation of the external base protective layer, if the etching depth is controlled by the etching time, the Al
The total thickness of the GaAs emitter layer and the n+GaAs layer above it is as much as 400 nm, and it is difficult to leave 50 nm of the layer unetched. Therefore, unless there is a selective etching method that automatically stops etching leaving only the thickness d of the external base protective layer, it is difficult to fabricate ultra-high speed transistors with good reproducibility and uniformity.
【0007】本発明の目的は、自動的に外部ベース保護
層厚さdを残してエッチングが停止する選択エッチング
方法が可能なAlGaAs/GaAsヘテロ接合バイポ
ーラトランジスタを提供することにある。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an AlGaAs/GaAs heterojunction bipolar transistor capable of a selective etching method in which etching is automatically stopped leaving a thickness d of the external base protective layer.
【0008】[0008]
【課題を解決するための手段】本発明は、AlGaAs
/GaAsヘテロ接合バイポーラトランジスタにおいて
、AlGaAsエミッタ層中にInを含む半導体層を有
することを特徴とする。[Means for Solving the Problems] The present invention provides AlGaAs
/GaAs heterojunction bipolar transistor is characterized by having a semiconductor layer containing In in the AlGaAs emitter layer.
【0009】[0009]
【作用】従来のドライエッチングにはAlGaAsとG
aAsの等速度エッチング、GaAsのAlGaAsに
対する選択エッチング方法はあったが、AlGaAsの
GaAsに対する選択エッチング方法はなかった。この
ため、AlGaAsエミッタ層中層で外部ベース保護層
の厚さdを残してエッチングを停止することは、困難で
あった。[Operation] Conventional dry etching uses AlGaAs and G.
There have been methods for uniform rate etching of aAs and selective etching of GaAs for AlGaAs, but no selective etching method for AlGaAs and GaAs. Therefore, it is difficult to stop etching while leaving the thickness d of the external base protective layer in the middle layer of the AlGaAs emitter layer.
【0010】本発明のトランジスタでは、Inを含む半
導体層4をエミッタ層中に挿入することにより、Cl2
ガスによるドライエッチングで、AlGaAs,GaA
sが等速度でエッチングされるのに対してInを含む半
導体層4はエッチング速度が非常に小さいことからIn
を含む半導体層4で自動的にエッチングが停止する。そ
のため本発明のトランジスタでは、再現性,均一性良く
、電流増幅率の大きい,低雑音の超高速トランジスタを
作製することが可能となった。In the transistor of the present invention, by inserting the semiconductor layer 4 containing In into the emitter layer, Cl2
AlGaAs, GaA by dry etching with gas
s is etched at a constant rate, whereas the semiconductor layer 4 containing In has a very low etching rate.
Etching automatically stops at the semiconductor layer 4 containing the . Therefore, with the transistor of the present invention, it has become possible to manufacture a low-noise, ultra-high-speed transistor with good reproducibility and uniformity, a large current amplification factor, and low noise.
【0011】[0011]
【実施例】図面を用いて本発明の一実施例を説明する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
【0012】本実施例のヘテロ接合バイポーラトランジ
スタの構造を、その製造方法を説明しながら明らかにす
る。図1は本実施例のヘテロ接合バイポーラトランジス
タの構造を、図2はその製造工程を示す図である。The structure of the heterojunction bipolar transistor of this embodiment will be explained while explaining its manufacturing method. FIG. 1 shows the structure of the heterojunction bipolar transistor of this embodiment, and FIG. 2 shows the manufacturing process thereof.
【0013】まず、図2(a)に示すように、分子線エ
ピタキシ(MBE)法で、高抵抗GaAs基板1上にコ
レクタ層2に対応するGaAs層(Si 1×101
7cm−31000nm)、ベース層3に対応するGa
As層(Be 2×1019cm−3150nm)を
成長した後、Inを含む半導体層4、ここではIn0.
15Ga0.85As(Be 2×1019cm−3
2nm)を成長した。さらに引き続き、エミッタ層
5に対応するAlGaAs層(Si 3×1017c
m−3 50nm)を外部ベース保護層厚さd(ここ
では50nm)に対応するだけ成長した後、Inを含む
半導体層4、ここではIn0.15Al0.85As(
Si 3×1017cm−3 2nm)を成長した
。さらに引き続き、エミッタ層5に対応するAlGaA
s層(Si 3×1017cm−3 100nm)
、n+GaAsコンタクト層6に対応するGaAs層(
Si 7×1018cm−3 150nm)を成長
した。次に、エミッタ領域上にマスク11を形成する。
ここではSiN(500nm)を用いた。First, as shown in FIG. 2(a), a GaAs layer (Si 1×101
7cm-31000nm), Ga corresponding to base layer 3
After growing the As layer (Be 2×10 19 cm - 3150 nm), a semiconductor layer 4 containing In, here In0.
15Ga0.85As(Be2×1019cm-3
2 nm) was grown. Furthermore, an AlGaAs layer (Si 3×1017c) corresponding to the emitter layer 5 is formed.
m-3 50 nm) corresponding to the external base protective layer thickness d (50 nm here), a semiconductor layer 4 containing In, here In0.15Al0.85As (
Si (3×10 17 cm −3 2 nm) was grown. Furthermore, AlGaA corresponding to the emitter layer 5
s layer (Si 3×1017cm-3 100nm)
, a GaAs layer corresponding to the n+GaAs contact layer 6 (
Si 7×10 18 cm −3 150 nm) was grown. Next, a mask 11 is formed over the emitter region. Here, SiN (500 nm) was used.
【0014】次に、図2(b)に示すように、マスク1
1をマスクに、n+GaAsコンタクト層6とAlGa
Asエミッタ層5をCl2ガスによるドライエッチング
で除去した。このときInを含む半導体層4、ここでは
In0.15Al0.85As(Si3×1017cm
−3 2nm)は、Cl2のドライエッチングではエ
ッチングされないためエッチング停止層として働き、外
部ベース保護層厚さd(50nm)だけエミッタ層を残
してエッチングが停止した。このあと、図2(c)に示
すように、側壁にSiO2層7を形成した。次に図2(
d)に示すように、In0.15Al0.85As(S
i 3×1017cm−3 2nm)をウエットエ
ッチングにより除去し、再びCl2ガスによるドライエ
ッチングでベース層までエッチングした。このときIn
を含む半導体層4ここではIn0.15Ga0.85A
s(Be 2×1019cm−3 2nm)は,C
l2のドライエッチングではエッチングされないためエ
ッチング停止層として働き、従来のGaAs層だけの構
造のようにベース層にまでエッチングが及ばなかった。
このあと、従来のプロセスを進めてトランジスタを製作
した。以上の工程は、羽山氏らによって信学技報,ED
86−145で報告された製作工程と同じである。Next, as shown in FIG. 2(b), the mask 1
1 as a mask, n+GaAs contact layer 6 and AlGa
The As emitter layer 5 was removed by dry etching using Cl2 gas. At this time, the semiconductor layer 4 containing In, here In0.15Al0.85As (Si3×1017 cm
-3 2 nm) was not etched by Cl2 dry etching, so it acted as an etching stop layer, and the etching was stopped leaving the emitter layer with the external base protective layer thickness d (50 nm). Thereafter, as shown in FIG. 2(c), a SiO2 layer 7 was formed on the sidewall. Next, Figure 2 (
As shown in d), In0.15Al0.85As(S
i 3×10 17 cm −3 2 nm) was removed by wet etching, and the base layer was etched again by dry etching using Cl 2 gas. At this time, In
Semiconductor layer 4 containing In0.15Ga0.85A here
s(Be 2×1019cm-3 2nm) is C
Since it is not etched by the dry etching of 12, it acts as an etching stop layer, and the etching does not reach the base layer as in the conventional structure of only a GaAs layer. The transistors were then fabricated using conventional processes. The above process was described by Mr. Hayama et al. in IEICE Technical Report, ED.
The manufacturing process is the same as that reported in 86-145.
【0015】このようにして図1に示すヘテロ接合バイ
ポーラトランジスタを製作した。このヘテロ接合バイポ
ーラトランジスタは、外部ベース保護厚さd13が均一
で、試料面内での分布が発生せず、試料間のエッチング
ばらつきも小さかった。このため、エミッタサイズ効果
による電流増幅率の低下の少ないヘテロ接合バイポーラ
トランジスタが均一性良くできた。In this manner, the heterojunction bipolar transistor shown in FIG. 1 was manufactured. In this heterojunction bipolar transistor, the external base protection thickness d13 was uniform, no distribution occurred within the sample plane, and etching variation between samples was small. For this reason, a heterojunction bipolar transistor with good uniformity and less reduction in current amplification factor due to emitter size effects was made.
【0016】[0016]
【発明の効果】以上説明したようにAlGaAsエミッ
タ層中にInを含む半導体層を挿入するトランジスタ構
造を持つことにより、AlGaAsエミッタ層中で外部
ベース保護層厚さdだけ残してエッチングを停止するこ
とが可能となり、エミッタサイズ効果による電流増幅率
の低下の少ないヘテロ接合バイポーラトランジスタが、
均一性,再現性良く作製できるようになった。[Effects of the Invention] As explained above, by having a transistor structure in which a semiconductor layer containing In is inserted into the AlGaAs emitter layer, etching can be stopped leaving only the thickness d of the external base protective layer in the AlGaAs emitter layer. Heterojunction bipolar transistors with less reduction in current amplification due to emitter size effects have become possible.
It has become possible to manufacture products with good uniformity and reproducibility.
【図1】本発明のヘテロ接合バイポーラトランジスタの
構造図である。FIG. 1 is a structural diagram of a heterojunction bipolar transistor of the present invention.
【図2】図1のヘテロ接合バイポーラトランジスタの製
造工程図である。FIG. 2 is a manufacturing process diagram of the heterojunction bipolar transistor shown in FIG. 1;
【図3】従来のヘテロ接合バイポーラトランジスタの構
造図である。FIG. 3 is a structural diagram of a conventional heterojunction bipolar transistor.
【図4】従来のヘテロ接合バイポーラトランジスタの構
造図である。FIG. 4 is a structural diagram of a conventional heterojunction bipolar transistor.
1 高抵抗GaAs基板 2 コレクタ層 3 ベース層 4 Inを含む半導体層 5 AlGaAsエミッタ層 6 n+GaAsコンタクト層 7 SiO2層 8 エミッタ電極 9 ベース電極 10 コレクタ電極 11 マスク 12 表面再結合中心 d 外部ベース保護層厚さ 1 High resistance GaAs substrate 2 Collector layer 3 Base layer 4 Semiconductor layer containing In 5 AlGaAs emitter layer 6 n+GaAs contact layer 7 SiO2 layer 8 Emitter electrode 9 Base electrode 10 Collector electrode 11 Mask 12 Surface recombination center d External base protective layer thickness
Claims (1)
ーラトランジスタにおいて、AlGaAsエミッタ層中
にInを含む半導体層を有することを特徴とするAlG
aAs/GaAsヘテロ接合バイポーラトランジスタ。1. An AlGaAs/GaAs heterojunction bipolar transistor, comprising a semiconductor layer containing In in an AlGaAs emitter layer.
aAs/GaAs heterojunction bipolar transistor.
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Cited By (3)
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US5719415A (en) * | 1995-03-14 | 1998-02-17 | Sharp Kabushiki Kaisha | Hetero-junction bipolar transistor |
US6225241B1 (en) | 1997-01-20 | 2001-05-01 | Nec Corporation | Catalytic deposition method for a semiconductor surface passivation film |
US6410945B1 (en) * | 1999-06-25 | 2002-06-25 | Sharp Kabushiki Kaisha | Heterojunction bipolar transistor and its manufacturing process |
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JP3341740B2 (en) | 1999-11-15 | 2002-11-05 | 日本電気株式会社 | Hetero bipolar transistor and method of manufacturing the same |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0298937A (en) * | 1988-10-05 | 1990-04-11 | Sony Corp | Heterojunction bipolar transistor |
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1991
- 1991-03-14 JP JP3073705A patent/JP2770587B2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0298937A (en) * | 1988-10-05 | 1990-04-11 | Sony Corp | Heterojunction bipolar transistor |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5719415A (en) * | 1995-03-14 | 1998-02-17 | Sharp Kabushiki Kaisha | Hetero-junction bipolar transistor |
US6225241B1 (en) | 1997-01-20 | 2001-05-01 | Nec Corporation | Catalytic deposition method for a semiconductor surface passivation film |
US6410945B1 (en) * | 1999-06-25 | 2002-06-25 | Sharp Kabushiki Kaisha | Heterojunction bipolar transistor and its manufacturing process |
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