JPH05243258A - 自己整合InP系HBT - Google Patents

自己整合InP系HBT

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JPH05243258A
JPH05243258A JP4454092A JP4454092A JPH05243258A JP H05243258 A JPH05243258 A JP H05243258A JP 4454092 A JP4454092 A JP 4454092A JP 4454092 A JP4454092 A JP 4454092A JP H05243258 A JPH05243258 A JP H05243258A
Authority
JP
Japan
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layer
inp
emitter
conductivity type
base
Prior art date
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Pending
Application number
JP4454092A
Other languages
English (en)
Inventor
Hiroyuki Okada
裕之 岡田
Naoki Nishiyama
直樹 西山
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.)
Sumitomo Electric Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Electric Industries Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Electric Industries Ltd filed Critical Sumitomo Electric Industries Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 InP系ヘテロバイポーラトランジスタの性
能を向上させる。 【構成】 InP基板上に第一導電型のInPサブコレ
クタ層、任意の導電型を有するInPコレクタ層、第二
導電型のGaInAsベース層、ならびに第一導電型の
InPエミツタ層、第一導電型を有するGaInAsエ
ミツタキャツプ層を順次積層して作成されたInP系ヘ
テロ接合バイポーラトランジスタにおいて、矩形状のエ
ミツタの―辺の方向が<001>方向、またはそれに垂
直な方向を有し、かつエミツタキヤツプ上およびベース
上のオーミツク電極を同一時に形成することを特徴とし
た自己整合InP系ヘテロ接合バイポーラトランジス
タ。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はInP系ヘテロ接合バイ
ポーラトランジスタ(HBT)に関するものである。
【0002】
【従来の技術】現在、ヘテロ接合バイポーラトランジス
タは、研究段階ながら既存の超高速デバイスを凌ぐ性能
を示しており、次世代の素子として有望視されている。
【0003】材料系としては、GaAs系を中心に研究
開発が進んでいるが、InP系、特にInP/GaIn
As系HBTは、ヘテロ材料の禁制帯幅差が大きい、
オーミック電極形成部の禁制帯幅が小さく、低コンタ
クト抵抗が実現できる、GaInAsの電子移動度、
及びInPの飽和速度がGaAsに比べ大きい、選択
エッチングが可能である、InP、GaInAsとも
GaAsに比べ、絶縁膜に対し良好な界面が形成でき
る、などの特徴がある。これよりInP/GaInAs
系HBTは超高速、低消費電力で、かつ歩留まりの高い
ICを作製できる潜在能力を有している。
【0004】以上の特徴を有するInP/GaInAs
系HBTではあるが、HBTの真性素子性能を発揮する
ためには、そのベース抵抗の低減が必要で自己整合と呼
ばれる技術の確立が必須の課題となる。
【0005】上記の課題を解決する方法としては、従来
GaAs系HBTのプロセス技術を転用することである
程度の解決が可能である。例えばGaAs系HBTの従
来例としては、サイドウォールを用いたHBTがアイ・
イー・イー・イーのl987年5月発行の第246頁に
『サブミクロン完全自已整合AlGaAs/GaAsヘ
テロ接合バイポーラトランジスタ』と題して、論文(IE
EE Electron Device Letters, vol.EDL-8, pp.246-248
(1987))に示されている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、InP
系HBTに本プロセスをそのまま転用するには、プロセ
ス技術が複雑であること、及び結晶材料のエッチング技
術の差により容易に転用が効かないことから、簡易な技
術によるInP/GaInAs系HBTの自己整合化が
望まれていた。そこで本発明では、結晶の面方位による
InPとGaInAsのエッチング特性の差を利用する
ことで、前記要求を満たし、かつ容易に作製することが
可能な、自己整合InP/GaInAs系HBTを提供
する。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明に係るヘテロ接合
バイポーラトランジスタは、InP基板上に第1導電型
のサブコレクタ層、任意の導電型を有するコレクタ層、
第2導電型のベース層、並びに第1導電型のInPエミ
ッタ層、第1導電型のGaInAsエミッタキャップ層
を順次積層して作製されたInP系ヘテロ接合バイポー
ラトランジスタに於て、矩形状のエミッタの一辺の方向
が<001>方向、またはそれに垂直な方向を有するよ
うにパターニングし、かつエミッタキャップ上、および
ベース上のオーミック電極を同一時に形成することによ
り、容易に自已整合化が可能なInP/GaInAs系
HBTの作製法を提供する。
【0008】本HBT方法と同様の手法によって、In
P基板上に第1導電型のサブエミッタ層、第1導電型を
有するInPエミッタ層、第2導電型のベース層、並び
に任意の導電型を有するInPコレクタ層、第1導電型
のGaInAsコレクタキャップ層を順次積層して作製
されたInP系ダブルヘテロ接合バイポーラトランジス
タで、矩形状のコレクタの一辺の方向が<001>方
向、またはそれに垂直な方向を有し、かつコレクタキャ
ップ上、及びベース上のオーミック電極を同一時に形成
することを特徴としたコレクタアップInP系ダブルヘ
テロ接合バイポーラトランジスタも同様に提供する。
【0009】
【作用】本発明では、InP/GaInAs系HBTを
作成する際、エミッタ(またはコレクタ)の一辺の方向
を<001>またはこれに垂直な方向に選ぶことにより
エミツ夕(またはコレクタ)の各側面を垂直にアンダー
カットすることが可能になる。この結果、エミッタキャ
ップおよびべース(またはコレクタキャプおよびベー
ス)上のオーミック電極を一つのパターンで、同時に自
己整合的に形成することが可能となる。これにより、ベ
ース抵杭の低減を計ることが出来る。またプロセス工程
を減らし、アラインメントによるバラツキの問題を無く
すことが可能となる。以上の作用により、寄生部の影響
の小さい高性能InP/GaInAs系HBTが実現で
きる。
【0010】
【実施例】図1に本発明によって実現される自己整合I
nP/GaInAs系HBTの断面構造を示す。図2に
図1のHBTの上部観察図を示す。断面構造は図1に示
す通りであるが、矩形状のエミッタの一辺の方向が<0
01>方向、またはそれに垂直な方向を有するように形
成することでエミッタメサ形状をエミッタキャップに対
しサイドエッチングの入った垂直な断面形状とすること
が可能となる。
【0011】ここで、図中1はInP基板、2はInP
サブコレクタ層、3はInPコレクタ層、4はInGa
Asベース層、5はInPエミッタ層、6はGaInA
sエミッタキャップ層である。71はエミッタキャップ
層およびベース層上の各オーミック電極、72はサブコ
レクタ層上のオーミック電極である。2のサブコレクタ
層と3のコレクタ層は、InGaAsであってもよい。
4のベース層はGaAsInP等であってもよい。
【0012】プロセスとして、メサエッチングは、例え
ばフォトレジスト、またはドライエッチングなどでパタ
ーン転写した絶縁膜などをマスクとして行う。本方法で
6のGaInAs層をパターニング後、選択的に、リン
酸、過酸化水素水、水の混合液を用い除去する。または
塩酸、酢酸、過酸化水素水の混合液等で、多少InP層
まで除去するようにエッチングするなどの方法で除去す
る。次に5のInP層を、選択的に塩酸、または塩酸と
水との混合液により除去する。
【0013】図2には、完成後のヘテロ接合バイポーラ
トランジスタのエミッタキャップとエミッタの上部観察
図を示してあるが、ここでの5のInPエミッタ層のエ
ッチング時間によって図2でのエミッタキャップに対す
るエミッタ層のサイドエッチ量xが制御できる。実際に
は、サイドエッチ量として0.2μm程度を選択する。
この際に、エミッタパターンの矩形の形成方向を<00
1>またはそれと垂直方向に設定するが、断面形状は垂
直に近い形状となる。その後、ベース、コレクタ部のエ
ッチング、サブコレクタ部のエッチングを行うことでメ
サ形状が作製できる。
【0014】次に電極形成を行うが、エミッタキャップ
上、及びベース上の電極は一つの開ロパターンを設け、
蒸着、リフトオフすることで同時に自己整合的に形成で
きる。例えば電極材料としてはTi/Pt/Au、Ti
/Au、Cr/Au、高融点金属(W、Ta、Moな
ど)やシリサイドなどを用いる。
【0015】ドーピングとしては、コンタクト抵抗低減
のためエミッタキャップ、ベース層とも1×1019cm
-3以上の高ドーピング状態が望ましい。図1ではサブコ
レクタ上のオーミック電極として、エミッタキャップ、
ベース上のオーミック電極とは異なる他材料を想定して
いるが、10-6Ωcm-2以下の充分低いコンタクト抵抗
が得られるならば同一材料を選択した方がプロセスが簡
便となる。
【0016】これ以降のプロセスとしては、通常のIn
P/GaInAs系HBTと同様の絶縁膜形成、配線形
成を行うことで、自己整合InP/GaInAs系HB
Tの作製が可能となる。
【0017】ここで注意しなければならない点は、エミ
ッターベース、ベース−コレクタ接合の設計である。こ
こで電流利得を向上させるために傾斜接合を採用すると
よいが、傾斜層の部分では、エッチング後の側面の形状
が垂直と異なるものとなり電極の自己整合的形成が困難
となる点に注意する必要がでてくる。しかしながら、エ
ッチャントを工夫する、または傾斜層の厚さを十分薄く
とればプロセス上も解決可能である。
【0018】ベース、及びコレクタのエッチングの順序
として、例えばエミッタメサエッチング後にエミッタキ
ャップ、ベース上の電極を形成し、この後にこのベー
ス、コレクタのエッチングを行うことでプロセスを進め
ることも可能である。このときベース、及びコレクタエ
ッチングのパターン形成をエッミタキャップをすべて覆
うように、かつベース電極より小さく行うならば、ベー
ス電極をマスク端として、ベース、及びコレクタ層のエ
ッチングを行うことも可能となる。もし、このようなプ
ロセスを採用するならば、ベース電極下の結晶層が除去
されることとなり、寄生容量であるべース−コレクタ間
容量の低減ができ、単体性能がよリー層向上できる。
【0019】さて、以上の工程は特許請求の範囲の第1
項に基づいて内容を記載したが、上記と同様の手法を用
いることで、上部にコレクタを持つ自己整合コレクタア
ップダブルヘテロ接合バイポーラトランジスタ(DHB
T)への適用が可能となる。コレクタアップ構造の場合
には、同様の断面形状で、図1、2中1はInP基板、
2はInPサブエミッタ層、3はInPエミッタ層、4
はGaAsInベース層、5はInPコレクタ層、6は
GaInAsコレクタキャップ層となる。71はコレク
タキャップ、及びベース層上のオーミック電極、72は
サブエッミタ上のオーミック電極となる。
【0020】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によりエミ
ッタ(またはコレクタ)の側面の方向を<001>方向
又はこれに垂直な方向とすることで、それぞれエミツ夕
(またはコレクタ)層に対し各側面が垂直になるように
アンダーカツト可能となる。この結果エミツ夕(または
コレク夕)とベースの電極構造を自己整合的に形成する
ことが出来るようになり、より一層の高性能を有するI
nP/GaInAs系自己整合HBTの製作が可能にな
る。
【0021】すなわち、エミッタ(またはコレクタ)と
ベースの電極間距離が接近し、かつエミッタ(またはコ
レクタ)部が微細化する結果、ベース抵抗が低減し、よ
り高速、低消費電力のHBTが実現できる。またエミッ
夕(またはコレクタ)とベースの各電極の同時形成によ
り、製作が容易となり、品質が均一化し、かつ歩留りが
向上できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る自己整合InP/GaInAs系
HBTの一実施例を示す断面構造図である。
【図2】図1のHBTの上部観察図である。
【符号の説明】
1:InP基板 2:サブコレク夕層 3:コレク夕層 4:GaInAsベース層 5:InPエミッ夕層 6:GaInAsエミツタキャツプ層 71、72:オーミック電極

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 InP基板上に第1の導電型のサブコレ
    クタ層、任意の導電型を有するコレクタ層、第2導電型
    のべース層、ならびに第1導電型のInPエミッタ層、
    第1の導電型を有するGaInAsエミッタキャップ層
    を順次積層して作成されたInP系ヘテロ接合バイポー
    ラトランジスタにおいて、矩形状のエミッタの一辺の方
    向が<001>方向、またはそれに垂直な方向を有し、
    かつエミッタキャプ上およびべース上のオーミック電極
    を同一時に形成することを特徴とした自己整合InP系
    ヘテロ接合バイポーラトランジスタ。
  2. 【請求項2】 InP基板上に第1導電型のサブエミッ
    タ層、第1の導電型を有するInPエミッタ層、第2導
    電型のベース層、ならびに任意の導電型を有するInP
    コレクタ層、第1の導電型を有するGaInAコレクタ
    キャップ層を順次積層して作成されたInP系ヘテロ接
    合バイポーラトランジス夕において、矩形状のコレクタ
    の一辺の方向が<001>方向、またはそれに垂直な方
    向を有し、かつコレクタキャップ上およびベース上のオ
    ーミック電極を同一時に形成することを特徴とした自己
    整合InP系ダブルヘテロ接合バイポーラトランジス
    タ。
JP4454092A 1992-03-02 1992-03-02 自己整合InP系HBT Pending JPH05243258A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5614423A (en) * 1994-11-07 1997-03-25 Nippon Telegraph And Telephone Corporation Method for fabricating a heterojunction bipolar transistor

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5614423A (en) * 1994-11-07 1997-03-25 Nippon Telegraph And Telephone Corporation Method for fabricating a heterojunction bipolar transistor
US5717228A (en) * 1994-11-07 1998-02-10 Nippon Telegraph And Telephone Corporation Heterojunction bipolar transistor with crystal orientation

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