JPH05226641A - High-speed semiconductor device and its manufacture - Google Patents

High-speed semiconductor device and its manufacture

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JPH05226641A
JPH05226641A JP2775392A JP2775392A JPH05226641A JP H05226641 A JPH05226641 A JP H05226641A JP 2775392 A JP2775392 A JP 2775392A JP 2775392 A JP2775392 A JP 2775392A JP H05226641 A JPH05226641 A JP H05226641A
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JP
Japan
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layer
collector
mesa
emitter
base
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP2775392A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kenichi Imamura
健一 今村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Fujitsu Ltd filed Critical Fujitsu Ltd
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Publication of JPH05226641A publication Critical patent/JPH05226641A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To provide a high-speed semiconductor device and manufacturing method thereof which makes it possible to improve high-speed operation property and maintain base resistance small by reducing the capacity between a base and a collector in a vertical high-speed semiconductor device such as HET, maintains the base resistance small, and elevates the reliability of strength. CONSTITUTION:An i-InP spacer layer 11, which is different in composition from an i-In (AlGa) As collector-barrier layer 3 and an n<+>-InGaAs collector- contact layer 2 and besides can be etched selectively and is nearly the same in area as an n<+>-InGaAs emitter layer 6 being made into a mesa shape, is interposed between these i-In (AlGa) As collector-barrier layer 3 and n<+>-InGaAs collector-contact layer existing below n<+>-InGaAs emitter layer 6 in mesa shape.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、ホット・エレクトロン
・トランジスタ(hot electrontrans
istor:HET)、共鳴トンネリング・ホット・エ
レクトロン・トランジスタ(resonant tun
neling hot electron trans
istor:RHET)、ヘテロ接合バイポーラ・トラ
ンジスタ(heterojunction bipol
ar transistor:HBT)など縦型の高速
半導体装置及びそれを製造する方法の改良に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to hot electron transistors.
istor: HET), resonant tunneling hot electron transistor (resonant tun)
nelling hot electron trans
istor: RHET, heterojunction bipolar transistor (heterojunction bipol)
The present invention relates to improvement of a vertical high-speed semiconductor device such as an ar transistor (HBT) and a method of manufacturing the same.

【0002】現在、この種の高速半導体装置は、かなり
の高性能を発揮するものが実現されているのであるが、
その高速性について、未だ改良しなければならない点が
存在している。
At present, a high-speed semiconductor device of this kind has been realized which exhibits considerably high performance.
There are still points to be improved in terms of its high speed.

【0003】[0003]

【従来の技術】図2は従来例を解説する為のHETを表
す要部切断側面図である。図に於いて、1は半絶縁性I
nP基板、2はn+ −InGaAsコレクタ・コンタク
ト層、3はi−In(AlGa)Asコレクタ・バリヤ
層、4はn−InGaAsベース層、5はi−InAl
Asエミッタ・バリヤ層、6はn+ −InGaAsエミ
ッタ層、7はエミッタ電極、8はベース電極、9はコレ
クタ電極をそれぞれ示している。
2. Description of the Related Art FIG. 2 is a cutaway side view of an essential part of a HET for explaining a conventional example. In the figure, 1 is semi-insulating property I
nP substrate, 2 n + -InGaAs collector / contact layer, 3 i-In (AlGa) As collector / barrier layer, 4 n-InGaAs base layer, 5 i-InAl
As emitter / barrier layer, 6 is an n + -InGaAs emitter layer, 7 is an emitter electrode, 8 is a base electrode, and 9 is a collector electrode.

【0004】図示した各部分に関する主要なデータを例
示すると次の通りである。 (1) コレクタ・コンタクト層2について 厚さ:300〔nm〕 不純物濃度:5×1018〔cm-3〕 (2) コレクタ・バリヤ層3について 厚さ:200〔nm〕
The following is an example of the main data relating to the illustrated parts. (1) About collector contact layer 2 Thickness: 300 [nm] Impurity concentration: 5 × 10 18 [cm −3 ] (2) About collector barrier layer 3 Thickness: 200 [nm]

【0005】(3) ベース層4について 厚さ:30〔nm〕 不純物濃度:1×1018〔cm-3〕 (4) エミッタ・バリヤ層5について 厚さ:10〔nm〕(3) Base layer 4 thickness: 30 [nm] Impurity concentration: 1 × 10 18 [cm −3 ] (4) Emitter / barrier layer 5 thickness: 10 [nm]

【0006】(5) エミッタ層6について 厚さ:200〔nm〕 不純物濃度:1×1018〔cm-3〕 (6) エミッタ電極7について 材料:Cr/Au 厚さ:20〔nm〕/300〔nm〕(5) About the emitter layer 6 Thickness: 200 [nm] Impurity concentration: 1 × 10 18 [cm −3 ] (6) About the emitter electrode 7 Material: Cr / Au Thickness: 20 [nm] / 300 [Nm]

【0007】(7) ベース電極8について 材料:Cu/Au、或いは、AuGe/Ti/Pt/A
u 厚さ:20〔nm〕/300〔nm〕(Cu/Au) 20〔nm〕/100〔nm〕/20〔nm〕/200
〔nm〕(AuGe/Ti/Pt/Au) (8) コレクタ電極9について 材料:Cu/Au 厚さ:20〔nm〕/300〔nm〕
(7) Base electrode 8 Material: Cu / Au or AuGe / Ti / Pt / A
u Thickness: 20 [nm] / 300 [nm] (Cu / Au) 20 [nm] / 100 [nm] / 20 [nm] / 200
[Nm] (AuGe / Ti / Pt / Au) (8) About collector electrode 9 Material: Cu / Au Thickness: 20 [nm] / 300 [nm]

【0008】図2に見られるHETでは、ベース層4の
下にi−In(AlGa)Asからなるコレクタ・バリ
ヤ層3が在り、更に、その下にコレクタ・コンタクト層
2が在る構成になっていて、ベース・コレクタ間の容量
が影響が大きく、高速動作を妨げている。このようなベ
ース・コレクタ間の容量を低減する試みを施したHET
も提案されている。
In the HET shown in FIG. 2, the collector barrier layer 3 made of i-In (AlGa) As is present under the base layer 4, and further the collector contact layer 2 is present under the collector barrier layer 3. However, the capacitance between the base and collector has a great influence, which hinders high-speed operation. HET that has tried to reduce the capacitance between the base and collector
Is also proposed.

【0009】図3は改良された従来例を解説する為のH
ETを表す要部切断側面図であり、図2に於いて用いた
記号と同記号は同部分を表すか或いは同じ意味を持つも
のとする。
FIG. 3 shows H for explaining an improved conventional example.
FIG. 3 is a cutaway side view of an essential part showing ET, and the same symbols as those used in FIG. 2 represent the same parts or have the same meanings.

【0010】この従来例に於いては、コレクタ・バリヤ
層3を構成する材料としてi−In(AlGa)Asの
代わりにi−InPを用い、そして、InPはHClを
エッチャントにすればInGaAsに対して選択的にエ
ッチング可能であることを利用し、図に見られるよう
に、コレクタ・バリヤ層3がエミッタ層6の直下にのみ
残るようサイド・エッチングすることでコレクタ・コン
タクト層2との接触面積を小さくし、それに依ってベー
ス・コレクタ間容量の低減を図っている。
In this conventional example, i-InP is used instead of i-In (AlGa) As as a material for forming the collector / barrier layer 3, and InP is compared with InGaAs when HCl is used as an etchant. By utilizing the fact that the collector barrier layer 3 can be selectively etched, side etching is performed so that the collector barrier layer 3 remains only directly under the emitter layer 6, as shown in the figure. To reduce the capacitance between the base and the collector.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】図3に見られるHET
に於いては、確かにベース・コレクタ間容量は低減され
ているが、ベース層4に於ける空乏層が増加し、今度は
ベース抵抗が大きくなってしまう旨の欠点が現れてく
る。
Problem to be Solved by the Invention HET seen in FIG.
In this case, the capacitance between the base and the collector is surely reduced, but the depletion layer in the base layer 4 is increased, and this causes a drawback that the base resistance is increased.

【0012】即ち、図2に見られるHETに於いても、
図3に見られるHETに於いても、ベース電極8がコン
タクトしている近傍のベース層4の表面には空乏層が生
成されているのであるが、図3に見られるHETでは、
ベース電極8の下方に於けるベース層4の裏面にも空乏
層が生成されてしまうので、ベース抵抗が大きくなるの
である。
That is, even in the HET shown in FIG.
Also in the HET shown in FIG. 3, a depletion layer is formed on the surface of the base layer 4 in the vicinity of the contact with the base electrode 8, but in the HET shown in FIG.
Since the depletion layer is also formed on the back surface of the base layer 4 below the base electrode 8, the base resistance increases.

【0013】しかも、このベース抵抗の問題とは別に、
ベース層4は、先に説明してあるように、厚さが30
〔nm〕程度と極めて薄いものであるから剛性が小さ
く、その下側に大きな空所が存在していると、衝撃に依
って簡単に折れた状態となってしまい、先端が落ちてコ
レクタ層2と短絡する旨の事故が起こる。
Moreover, apart from the problem of the base resistance,
The base layer 4 has a thickness of 30 as described above.
Since it is extremely thin at about [nm], it has low rigidity, and if there is a large void below it, it will be easily broken due to impact, and the tip will fall and the collector layer 2 And an accident that short circuit occurs.

【0014】本発明は、HETなど縦型の高速半導体装
置に於けるベース・コレクタ間容量を低減して高速動作
性を向上し、且つ、ベース抵抗を小さく維持することが
可能であると共に強度的な信頼性も充分に高め得るよう
にしようとする。
The present invention can improve the high-speed operability by reducing the base-collector capacitance in a vertical type high-speed semiconductor device such as HET, and can keep the base resistance small, and at the same time, the strength can be improved. I try to be able to improve the reliability.

【0015】[0015]

【課題を解決するための手段】本発明に依る高速半導体
装置及びその製造方法に於いては、 (1)メサ化されたエミッタ層(例えばn+ −InGa
Asエミッタ層6)の下方に於けるコレクタ・バリヤ層
(例えばi−In(AlGa)Asコレクタ・バリヤ層
3)とコレクタ・コンタクト層(例えばn+ −InGa
Asコレクタ・コンタクト層2)との間にコレクタ・バ
リヤ層並びにコレクタ・コンタクト層と組成を異にし且
つ選択的にエッチング可能な材料で構成されると共にメ
サ化されたエミッタ層と略同面積であるスペーサ層(例
えばi−InPスペーサ層11)が介挿されてなること
を特徴とするか、
In a high-speed semiconductor device and a method of manufacturing the same according to the present invention, (1) a mesa-emitter emitter layer (for example, n + -InGa) is used.
A collector barrier layer (eg, i-In (AlGa) As collector barrier layer 3) and a collector contact layer (eg, n + -InGa) below the As emitter layer 6).
It is composed of a material having a composition different from that of the collector-barrier layer and the collector-contact layer between the As collector-contact layer 2) and selectively etchable, and has substantially the same area as the mesa-emitter layer. A spacer layer (for example, i-InP spacer layer 11) is interposed, or

【0016】(2)メサ化されたエミッタ層の下方に於
けるコレクタ層(例えばn−InGaAs或いはn−I
nAlAsで構成される)とコレクタ・コンタクト層
(例えばn−InGaAsで構成される)との間にコレ
クタ層並びにコレクタ・コンタクト層と組成を異にし且
つ選択的にエッチング可能な材料で構成されると共にメ
サ化されたエミッタ層と略同面積であるスペーサ層(例
えばi−InPで構成される)が介挿されてなることを
特徴とするか、
(2) A collector layer (eg, n-InGaAs or n-I) below the mesa-emitter layer.
nAlAs) and a collector contact layer (for example, n-InGaAs) between the collector layer and the collector contact layer having a different composition and selectively etchable material. Or a spacer layer (for example, made of i-InP) having substantially the same area as the mesa-shaped emitter layer is interposed.

【0017】(3)コレクタ・コンタクト層(例えばn
+ −InGaAsコレクタ・コンタクト層2)とコレク
タ・バリヤ層(例えばi−In(AlGa)Asコレク
タ・バリヤ層3)との間に介挿されコレクタ・コンタク
ト層並びにコレクタ・バリヤ層と組成を異にし且つ選択
的にエッチング可能な材料で構成されたスペーサ層(例
えばi−InPスペーサ層11)を含む所要の半導体層
(例えばn+ −InGaAsコレクタ・コンタクト層
2、i−InPスペーサ層11、i−In(AlGa)
Asコレクタ・バリヤ層3、n−InGaAsベース層
4、i−InAlAsエミッタ・バリヤ層5、n+ −I
nGaAsエミッタ層6など)を積層形成する工程と、
表面側に在るエミッタ層(n+ −InGaAsエミッタ
層6)からコレクタ・コンタクト層(n+ −InGaA
sコレクタ・コンタクト層2)に達する階段状メサ・エ
ッチングを行ってベース電極コンタクト領域(n−In
GaAsベース層4の一部)並びにコレクタ電極コンタ
クト領域(n+ −InGaAsコレクタ・コンタクト層
2の一部)をそれぞれ表出させてからスペーサ層(i−
InPスペーサ層11)のみ選択的にサイド・エッチン
グしてメサ化されたエミッタ層(n+ −InGaAsエ
ミッタ層6)と略同面積にする工程とが含まれてなるこ
とを特徴とするか、或いは、
(3) Collector / contact layer (for example, n
+ −InGaAs collector / contact layer 2) and a collector / barrier layer (for example, i-In (AlGa) As collector / barrier layer 3), which are different in composition from the collector / contact layer and the collector / barrier layer. In addition, a required semiconductor layer (for example, n + -InGaAs collector / contact layer 2, i-InP spacer layer 11, i-) including a spacer layer (for example, i-InP spacer layer 11) composed of a material that can be selectively etched. In (AlGa)
As collector / barrier layer 3, n-InGaAs base layer 4, i-InAlAs emitter / barrier layer 5, n + -I
nGaAs emitter layer 6) and the like,
From the emitter layer (n + -InGaAs emitter layer 6) on the front surface side to the collector contact layer (n + -InGaA)
s collector / contact layer 2) to reach the base electrode contact region (n-In).
A part of the GaAs base layer 4) and a collector electrode contact region (a part of the n + -InGaAs collector / contact layer 2) are exposed, and then the spacer layer (i-
Or a step of selectively side-etching only the InP spacer layer 11) so as to have substantially the same area as the mesa-shaped emitter layer (n + -InGaAs emitter layer 6), or ,

【0018】(4)コレクタ・コンタクト層(例えばn
−InGaAsで構成される)とコレクタ層(例えばn
−InGaAs或いはn−InAlAsで構成される)
との間に介挿されコレクタ・コンタクト層並びにコレク
タ層と組成を異にし且つ選択的にエッチング可能な材料
で構成されたスペーサ層(例えばi−InPで構成され
る)を含む所要の半導体層を積層形成する工程と、表面
側に在るエミッタ層からコレクタ・コンタクト層に達す
る階段状メサ・エッチングを行ってベース電極コンタク
ト領域並びにコレクタ電極コンタクト領域をそれぞれ表
出させてからスペーサ層のみ選択的にサイド・エッチン
グしてメサ化されたエミッタ層と略同面積にする工程と
が含まれてなることを特徴とする。
(4) Collector / contact layer (for example, n
-InGaAs) and collector layer (eg n)
-InGaAs or n-InAlAs)
A desired semiconductor layer including a collector contact layer and a spacer layer (for example, made of i-InP) which is interposed between the collector contact layer and the collector layer and has a composition different from that of the collector layer and is made of a material which can be selectively etched. The step of forming a stack and stepwise mesa etching from the emitter layer on the surface side to the collector contact layer are performed to expose the base electrode contact region and collector electrode contact region respectively, and then only the spacer layer is selectively formed. And a step of side etching to make the area approximately the same as the mesa-shaped emitter layer.

【0019】[0019]

【作用】前記手段を採ることに依り、ベース電極直下に
存在するベース・コレクタ間容量は充分に低減され、し
かも、ベース層の表裏両面から空乏層が延び出てベース
抵抗を大きくするなどの虞は皆無であるから、HETな
どを更に高速化することができ、そして、薄いベース層
のみが単独で宙に浮いた状態の構成はなくなり、下地が
空所になっている部分の剛性は高くなっているから、衝
撃や振動でベース層が折れるなどの問題は解消され、信
頼性が高い高速半導体装置を歩留り良く製造することが
できる。
By adopting the above means, the base-collector capacitance existing directly under the base electrode can be sufficiently reduced, and further, the depletion layer extends from both the front and back surfaces of the base layer to increase the base resistance. Since there is nothing, it is possible to further speed up HET and the like, and there is no structure in which only the thin base layer floats in the air alone, and the rigidity of the part where the base is empty becomes high. Therefore, the problem that the base layer is broken due to impact or vibration is solved, and a highly reliable high-speed semiconductor device can be manufactured with high yield.

【0020】[0020]

【実施例】図1は本発明の実施例を解説する為の高速半
導体装置の一種であるHETを表す要部切断側面図であ
り、図2及び図3に於いて用いた記号と同記号は同部分
を表すか或いは同じ意味を持つものとする。図に於い
て、11は厚さが例えば10〔nm〕程度の薄いi−I
nPスペーサ層を示している。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 is a sectional side view of an essential part showing a HET which is a kind of high speed semiconductor device for explaining an embodiment of the present invention. The same symbols as those used in FIGS. They represent the same part or have the same meaning. In the figure, 11 is a thin i-I having a thickness of, for example, about 10 nm.
The nP spacer layer is shown.

【0021】このように、コレクタ・コンタクト層2と
コレクタ・バリヤ層3の間にスペーサ層を介挿しても、
HETとしての動作には変わりない。即ち、InGaA
sとIn(AlGa)Asとの間の伝導帯のエネルギ・
バンド不連続値は約0.25〔eV〕であり、InGa
AsとInPとの不連続値で0.22〔eV〕〜0.2
5〔eV〕と略等しく、HETとしての動作上からは全
く問題にならない。
As described above, even if the spacer layer is interposed between the collector contact layer 2 and the collector barrier layer 3,
The operation as HET is the same. That is, InGaA
energy of the conduction band between s and In (AlGa) As
The band discontinuity value is about 0.25 [eV], and InGa
0.22 [eV] to 0.2 as a discontinuous value between As and InP
It is almost equal to 5 [eV], and does not pose any problem in terms of operation as a HET.

【0022】本実施例のHETは、従来のHETを製造
する場合と殆ど変わりない工程で製造することができる
ので、以下、簡単に説明する。 (1) ガス・ソース分子線エピタキシャル成長(ga
s source molecular beam e
pitaxy:GS−MBE)法を適用することに依
り、半絶縁性InP基板1上に n+ −InGaAsコレクタ・コンタクト層2 i−InPスペーサ層11 In(AlGa)Asコレクタ・バリヤ層3 n−InGaAsベース層4 i−InAlAsエミッタ・バリヤ層5 n+ −InGaAsエミッタ層6 を成長させる。尚、i−InPスペーサ層11の厚さは
10〔nm〕であり、他の各半導体層に関するデータ
は、図2及び図3について説明した従来例と変わりな
い。また、GS−MBE法は有機金属化学気相堆積(m
etalorganic chemical vapo
ur deposition:MOCVD)法に代替し
ても良い。
The HET of this embodiment can be manufactured by the steps which are almost the same as those of the conventional HET, and therefore will be briefly described below. (1) Gas-source molecular beam epitaxial growth (ga
s source molecular beam e
Pitaxy: GS-MBE) method is applied to form n + -InGaAs collector / contact layer 2 i-InP spacer layer 11 In (AlGa) As collector / barrier layer 3 n-InGaAs on the semi-insulating InP substrate 1. A base layer 4 i-InAlAs emitter / barrier layer 5 n + -InGaAs emitter layer 6 is grown. The thickness of the i-InP spacer layer 11 is 10 [nm], and the data regarding each of the other semiconductor layers is the same as the conventional example described with reference to FIGS. 2 and 3. In addition, the GS-MBE method uses metal organic chemical vapor deposition (m
etalorganic chemical vapor
ur deposition (MOCVD) method may be substituted.

【0023】(2) エミッタ層6が表出されているウ
エハに、通常の技法を適用することに依り、階段状のメ
サ・エッチングを行ってベース層4の電極コンタクト領
域、並びに、コレクタ・コンタクト層2の電極コンタク
ト領域を表出させる。
(2) The wafer in which the emitter layer 6 is exposed is subjected to a stepwise mesa etching by applying a usual technique to the electrode contact region of the base layer 4 and the collector contact. The electrode contact area of layer 2 is exposed.

【0024】(3) エッチャントをHCl水溶液とす
るウエット・エッチング法を適用することに依り、i−
InPスペーサ層11のサイド・エッチングを行い、メ
サ化されているエミッタ層6に対向する領域を残して他
は除去する。
(3) By applying a wet etching method using an HCl aqueous solution as an etchant, i-
The InP spacer layer 11 is side-etched to remove the remaining mesa-shaped region facing the emitter layer 6 and the rest.

【0025】(4) 通常のリソグラフィ技術に於ける
レジスト・プロセス、及び、真空蒸着法、及び、リフト
・オフ法を適用することにより、エミッタ電極7、ベー
ス電極8、コレクタ電極9を形成する。
(4) The emitter electrode 7, the base electrode 8 and the collector electrode 9 are formed by applying a resist process, a vacuum evaporation method, and a lift-off method in a general lithography technique.

【0026】このように、本発明に依る高速半導体装置
は容易に製造することができ、前記工程(3)に於ける
i−InPスペーサ層11のサイド・エッチングは、時
間制御で行うのであるが、HCl水溶液はInPをエッ
チングするがInGaAsやInAlAsはエッチング
しないので、図1に見られる構成を得ることは簡単であ
る。
As described above, the high-speed semiconductor device according to the present invention can be easily manufactured, and the side etching of the i-InP spacer layer 11 in the step (3) is performed by controlling the time. , HCl aqueous solution etches InP but not InGaAs or InAlAs, so that it is easy to obtain the configuration shown in FIG.

【0027】前記したところから明らかなように、ベー
ス電極8の下方に於けるコレクタ・バリヤ層3とコレク
タ・コンタクト層2とは分離されてベース・コレクタ容
量は低減されるのであるが、この他に、イオン注入やア
ロイ化する場合にも、コレクタ・バリヤ層3とコレクタ
・コンタクト層2とが分離されていることから、コレク
タ・ベース耐圧が低下するなどの虞も少ないことは当然
である。
As is apparent from the above description, the collector-barrier layer 3 and the collector-contact layer 2 below the base electrode 8 are separated, and the base-collector capacitance is reduced. In the case of ion implantation or alloying, the collector-base layer 3 and the collector contact layer 2 are separated from each other, so that the collector-base breakdown voltage is not likely to decrease.

【0028】前記実施例では、HETを対象にして説明
したが、RHETやHBTにも同様に実施することがで
きる。例えば、HBTに於いては、n−InGaAsコ
レクタ・コンタクト層上にn−InGaAsコレクタ層
或いはn−InAlAsコレクタ層、p+ −InGaA
sベース層、n−InAlAsエミッタ層、n+ −In
GaAsエミッタ・コンタクト層を積層形成した構成に
なっていて、ベース・コレクタ間容量についてはHET
やRHETと全く同じ問題を抱えているのであるが、前
記説明したHETに関する実施例と同様、例えばi−I
nPからなるスペーサ層をn−InGaAsコレクタ・
コンタクト層とn−InGaAs或いはn−InAlA
sコレクタ層との間に介挿し、且つ、そのスペーサ層の
面積をメサ化されたエミッタ層と同程度にすることで全
く同じ効果が得られる。
In the above-mentioned embodiment, the description has been made for the HET, but the same can be applied to the RHET and the HBT. For example, in HBT, an n-InGaAs collector layer or an n-InAlAs collector layer, ap + -InGaA layer on the n-InGaAs collector contact layer.
s base layer, n-InAlAs emitter layer, n + -In
It has a structure in which a GaAs emitter contact layer is laminated, and the capacitance between the base and collector is HET.
Although it has the same problem as RHET and RHET, i-I
A spacer layer made of nP is used as an n-InGaAs collector.
Contact layer and n-InGaAs or n-InAlA
The same effect can be obtained by interposing it with the s collector layer and by making the area of the spacer layer about the same as that of the mesa-emitter layer.

【0029】[0029]

【発明の効果】本発明に依る高速半導体装置及びその製
造方法に於いては、HETやRHETであれば、メサ状
エミッタ層の下方に於けるコレクタ・バリヤ層とコレク
タ・コンタクト層との間にそれ等と組成を異にし且つ選
択的にエッチング可能な材料で構成されると共にメサ状
エミッタ層と略同面積であるスペーサ層が介挿されてな
り、また、HBTであれば、メサ状エミッタ層の下方に
於けるコレクタ層とコレクタ・コレクタ層との間にそれ
等と組成を異にし且つ選択的にエッチング可能な材料で
構成されると共にメサ状エミッタ層と略同面積であるス
ペーサ層が介挿されている。
In the high-speed semiconductor device and the method of manufacturing the same according to the present invention, in the case of HET or RHET, it is between the collector-barrier layer and the collector-contact layer below the mesa-shaped emitter layer. A spacer layer having a composition different from those of the above and selectively etchable material and having substantially the same area as the mesa-shaped emitter layer is interposed, and in the case of HBT, the mesa-shaped emitter layer is formed. A spacer layer having a composition different from that of the collector layer and a collector-collector layer below and made of a material capable of being selectively etched and having substantially the same area as the mesa-shaped emitter layer is interposed between the collector layer and the collector-collector layer. Has been inserted.

【0030】前記構成を採ることに依り、ベース電極直
下に存在するベース・コレクタ間容量は充分に低減さ
れ、しかも、ベース層の表裏両面から空乏層が延び出て
ベース抵抗を大きくするなどの虞は皆無であるから、H
ETなどを更に高速化することができ、そして、薄いベ
ース層のみが単独で宙に浮いた状態の構成はなくなり、
下地が空所になっている部分の剛性は高くなっているか
ら、衝撃や振動でベース層が折れるなどの問題は解消さ
れ、信頼性が高い高速半導体装置を歩留り良く製造する
ことができる。
By adopting the above-mentioned structure, the base-collector capacitance existing immediately below the base electrode can be sufficiently reduced, and further, the depletion layer extends from both the front and back surfaces of the base layer to increase the base resistance. H is because there is no
ET etc. can be further speeded up, and there is no structure in which only the thin base layer is suspended in the air.
Since the rigidity of the portion where the base is vacant is high, the problem that the base layer is broken due to impact or vibration is solved, and a highly reliable high-speed semiconductor device can be manufactured with high yield.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の実施例を解説する為の高速半導体装置
の一種であるHETを表す要部切断側面図である。
FIG. 1 is a side sectional view showing an essential part of a HET, which is a kind of high-speed semiconductor device, for explaining an embodiment of the present invention.

【図2】従来例を解説する為のHETを表す要部切断側
面図である。
FIG. 2 is a cutaway side view of a main part showing a HET for explaining a conventional example.

【図3】改良された従来例を解説する為のHETを表す
要部切断側面図である。
FIG. 3 is a side sectional view showing a main part of a HET for explaining an improved conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 半絶縁性InP基板 2 n+ −InGaAsコレクタ・コンタクト層 3 i−In(AlGa)Asコレクタ・バリヤ層 4 n−InGaAsベース層 5 i−InAlAsエミッタ・バリヤ層 6 n+ −InGaAsエミッタ層 7 エミッタ電極 8 ベース電極 9 コレクタ電極 11 i−InPスペーサ層1 Semi-insulating InP substrate 2 n + -InGaAs collector / contact layer 3 i-In (AlGa) As collector / barrier layer 4 n-InGaAs base layer 5 i-InAlAs emitter / barrier layer 6 n + -InGaAs emitter layer 7 Emitter Electrode 8 Base electrode 9 Collector electrode 11 i-InP spacer layer

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】メサ化されたエミッタ層の下方に於けるコ
レクタ・バリヤ層とコレクタ・コンタクト層との間にコ
レクタ・バリヤ層並びにコレクタ・コンタクト層と組成
を異にし且つ選択的にエッチング可能な材料で構成され
ると共にメサ化されたエミッタ層と略同面積であるスペ
ーサ層が介挿されてなることを特徴とし、ホット・エレ
クトロン・トランジスタ或いは共鳴トンネリング・ホッ
ト・エレクトロン・トランジスタとして動作する高速半
導体装置。
1. A collector barrier layer and a collector contact layer below the mesa-emitter layer and between the collector barrier layer and the collector contact layer are different in composition from the collector barrier layer and can be selectively etched. A high-speed semiconductor that operates as a hot electron transistor or a resonant tunneling hot electron transistor, characterized in that a spacer layer that is made of a material and has substantially the same area as the mesa-emitter layer is interposed. apparatus.
【請求項2】メサ化されたエミッタ層の下方に於けるコ
レクタ層とコレクタ・コンタクト層との間にコレクタ層
並びにコレクタ・コンタクト層と組成を異にし且つ選択
的にエッチング可能な材料で構成されると共にメサ化さ
れたエミッタ層と略同面積であるスペーサ層が介挿され
てなることを特徴とし、ヘテロ接合バイポーラ・トラン
ジスタとして動作する高速半導体装置。
2. A collector layer between the collector layer and the collector contact layer below the mesa-emitter layer and a collector contact layer and a material different in composition from the collector contact layer and selectively etchable. A high-speed semiconductor device that operates as a heterojunction bipolar transistor, characterized in that a spacer layer having substantially the same area as the mesa-shaped emitter layer is interposed.
【請求項3】コレクタ・コンタクト層とコレクタ・バリ
ヤ層との間に介挿されコレクタ・コンタクト層並びにコ
レクタ・バリヤ層と組成を異にし且つ選択的にエッチン
グ可能な材料で構成されたスペーサ層を含む所要の半導
体層を積層形成する工程と、 表面側に在るエミッタ層からコレクタ・コンタクト層に
達する階段状メサ・エッチングを行ってベース電極コン
タクト領域並びにコレクタ電極コンタクト領域をそれぞ
れ表出させてからスペーサ層のみ選択的にサイド・エッ
チングしてメサ化されたエミッタ層と略同面積にする工
程とが含まれてなることを特徴とする高速半導体装置の
製造方法。
3. A spacer layer interposed between the collector contact layer and the collector barrier layer, the spacer layer having a composition different from that of the collector contact layer and the collector barrier layer and made of a material which can be selectively etched. Including the step of forming required semiconductor layers, and exposing the base electrode contact region and collector electrode contact region by performing stepwise mesa etching from the emitter layer on the surface side to the collector contact layer. And a step of selectively side-etching only the spacer layer so as to have approximately the same area as that of the mesa-emittered emitter layer.
【請求項4】コレクタ・コンタクト層とコレクタ層との
間に介挿されコレクタ・コンタクト層並びにコレクタ層
と組成を異にし且つ選択的にエッチング可能な材料で構
成されたスペーサ層を含む所要の半導体層を積層形成す
る工程と、 表面側に在るエミッタ層からコレクタ・コンタクト層に
達する階段状メサ・エッチングを行ってベース電極コン
タクト領域並びにコレクタ電極コンタクト領域をそれぞ
れ表出させてからスペーサ層のみ選択的にサイド・エッ
チングしてメサ化されたエミッタ層と略同面積にする工
程とが含まれてなることを特徴とする高速半導体装置の
製造方法。
4. A required semiconductor including a collector contact layer interposed between collector contact layers and a spacer layer composed of a material having a composition different from that of the collector layer and selectively etchable. Layer formation process and stepwise mesa etching from the emitter layer on the surface side to the collector contact layer to expose the base electrode contact region and collector electrode contact region respectively, and then select only the spacer layer Side etching is performed so as to have substantially the same area as that of the mesa-emittered emitter layer, and a method for manufacturing a high-speed semiconductor device.
JP2775392A 1992-02-14 1992-02-14 High-speed semiconductor device and its manufacture Withdrawn JPH05226641A (en)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016219726A (en) * 2015-05-26 2016-12-22 日本電信電話株式会社 Field effect transistor

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