JPH0577172B2 - - Google Patents
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- JPH0577172B2 JPH0577172B2 JP14552485A JP14552485A JPH0577172B2 JP H0577172 B2 JPH0577172 B2 JP H0577172B2 JP 14552485 A JP14552485 A JP 14552485A JP 14552485 A JP14552485 A JP 14552485A JP H0577172 B2 JPH0577172 B2 JP H0577172B2
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Landscapes
- Bipolar Transistors (AREA)
Description
産業上の利用分野
本発明は高周波特性に優れたヘテロ接合バイポ
ーラトランジスタに関するものである。 従来の技術 従来のバイポーラトランジスタの代表的構造を
第４図に示す。図において、１はｎ型シリコン基
板、２はエピタキシヤル成長によつてその上に設
けられたｎ＋型コレクタ、３は拡散によつて設け
られたｐ型ベース、４は拡散または合金によつて
設けられたｎ型エミツタ、５はコレクタ電極、６
はベース電極、７はエミツタ電極である。これは
npnトランジスタであるが、pnpトランジスタで
も同様に構成することができる。この例は同一の
半導体材料すなわちシリコンを用いて、エミツ
タ、ベース、コレクタを形成している。 ところで、エミツタをベースよりも禁制帯エネ
ルギーの大きい半導体を用いて形成すると、非常
に高い電流利得の得られることが知られている。
これは材料を適当に選ぶことにより、エミツター
ベース接合部のバンド構造を、電子に対してはあ
まり障壁にならず、ホールに対して大きな障壁と
なるように構成できることによる。その代表的な
例は、エミツタにAlxGa1-xAsを、ベースとコレ
クタにGaAsを用いたものである。 さらにこのような構造とすることにより、高周
波特性がいちじるしく改善されることが知られて
いる。バイポーラトランジスタの最大遮断周波数
Fcは Fc∝√１（8）(1) Rb；ベース抵抗 Cc；コレクタ容量 であらわされる。エミツタをベースよりも禁制帯
エネルギーの大きい半導体を用いて形成すると、
前述の如く、材料を適当に選ぶことにより、エミ
ツタ−ベース接合部のバンド構造を、電子に対し
てはあまり障壁にならず、ホールに対して大きな
障壁となるように構成できる。そのため、ベース
のキヤリア濃度（ホール濃度）を非常に高くする
ことができる。したがつて、ベース抵抗を極端に
小さくすることができ、その結果として最大遮断
周波数Fcの非常に大きな値が得られるものであ
る。 しかしながらこの構造を得るのは、プロセス的
には非常に難しい。とくに高周波特性を上げるた
めベース長をみじかくしようとすると、そのベー
ス電極の取り出しがむつかしくなる。 第５図は、このベース電極の取り出しを改良し
た従来例（特公昭55−9830）である。図におい
て、８はｎ型GaAs基板、９はコレクタを形成す
るｎ型GaAs、１０はベースを形成するｐ型
GaAs、１１はエミツタを形成するｎ型AlxGa1-x
As、１２はベース電極取り出しのためのｐ型Alx
Ga1-xAs、１３はコレクタ電極、１４はベース電
極、１５はエミツタ電極である。まず８のGaAs
基板上に、液相エピタキシヤル法により、９，１
０，１１の各層を形成する。つぎにメサエツチン
グにより、９のコレクタ層の一部を露出させ、そ
の部分に再び液相エピタキシヤルによつて１２の
ベース電極取り出しのためのｐ型AlxGa1-xAs層
を形成しそれぞれに電極を形成したものである。 発明が解決しようとする問題点 このような従来の構成では、まだコレクタ容量
およびエミツタ容量が大きく、そのため高周波特
性に充分優れたものが得られない。本発明はかか
る点に鑑みなされたもので、ベース電極の取り出
しの容易さを保つたまま、コレクタ容量およびエ
ミツタ容量の小さい構造を提供することを目的と
している。 問題点を解決するための手段 本発明は上記問題点を解決するため、コレクタ
領域とベース電極取り出し用層の間に、半絶縁性
半導体層を形成することによつて、ベース電極の
取り出しの容易さを保つたまま、コレクタ容量の
小さい構造とし、更にエミツタ−ベース接合およ
びベース−コレクタ接合部の面積を、ベース層の
面積よりも小さくすることによつて、エミツタ容
量の小さい構造を提供するものである。 作 用 本発明は上記した構造により、コレクタ容量お
よびエミツタ容量が低減するので高周波特性が改
善される。 実施例 第１図は本発明の構造の一実施例を示したもの
である。第１図において、１６は半絶縁性GaAs
基板、１７はｎ＋型GaAsコレクタ電極取り出し
用半導体層、１８はｎ型GaAsコレクタ層、１９
はｐ型GaAsベース層、２０はｎ型AlxGa1-xAsエ
ミツタ層（ｘ＝0.3）、２１はｎ＋型GaAsエミツ
タ電極取り出し用半導体層、２２は、１７のｎ＋
型GaAsコレクタ層の上に形成された半絶縁性
AlyGa1-yAs層（ｙ＝0.3）、２３は２２の上に、
１９のｐ型GaAsベース層に隣接して形成された
ｐ型GaAs層、２４はコレクタ電極、２５はベー
ス電極、２６はエミツタ電極である。２０のエミ
ツタ層とベース層の接合面積および１８のコレク
タ層とベース層の接合面積は、１９のｐ型GaAs
ベース層の面積よりも小さくなつている。 各層の厚みは、１６の半絶縁性GaAs基板が
400μｍ、１７のｎ＋型GaAs層が4000Å、１８の
ｎ型GaAsコレクタ層が2000Å、19のｐ型GaAs
ベース層が1000Å、２０のｎ型AlxGa1-xAsエミ
ツタ層は1500Å、２１のGaAs電極取り出し用ｎ
＋型GaAs層は1500Å、２２の半絶縁性AlyGa1-y
As層は1500Å、２３のｐ型GaAs層は2000Åであ
る。１７〜２３の各層は、分子線エピタキシー
（MBE）によつて形成された。 次に本実施例の構造の素子の製造方法について
述べる。まず１６の半絶縁性GaAs基板の上に分
子線エピタキシーにより、１７〜２１の各層を所
定の厚みに形成した。次に化学気相成長（CVD）
法により、その上に3000ÅのSiO2膜を形成した。
次に通常のホトリソグラフイー法によりレジスト
マスクを形成し、このレジストマスクによつて、
第２図に示すように、メサ状にエツチングを行い
１７のコレクタ電極取り出し用GaAs層を露出さ
せた。第２図において、２７はSiO2膜、２８は
レジストである。SiO2のエツチングは、HF（フ
ツ酸）を用いて、GaAs、AlxGa1-xAsのエツチン
グは、H2SO4−H2O2−H2O混合液を用いて行な
つた。 次にKI−I2−H2O系エツチング液により、メサ
部の断面からAlxGa1-xAsエミツタおよびコレク
タ部のみを選択的にエツチングし、第５図に示す
ようにエミツタ部を凹状にくぼませた。くぼみの
深さはエツチングの時間を変えることにより任意
に制御することができた。 次にレジストをアセトンで除去し、分子線エピ
タキシーにより、1500Åの半絶縁性AlyGa1-yAs
膜および2000Åのｐ型GaAs膜を形成した。１７
のｎ＋GaAs上に形成された膜はエピタキシヤル
成長しており、完全な単結晶膜であつたがSiO2
膜上に形成された膜は多結晶膜であつた。
H2SO4−H2O2−H2O混合液を用いてエツチング
すると、単結晶膜と多結晶膜とでエツチング速度
に大きな差があり、新に成長させた単結晶膜がは
とんどエツチングされない間に多結晶膜を取り去
ることができた。 次にホトリソグラフイー法によつて、エミツタ
およびベースを形成する部分にレジストマスクを
形成し、このレジストマスクを用いて、１８〜２
３の各層をH2SO4−H2O2−H2O混合液を用いて
エツチングし、コレクタ電極取り出し用GaAs層
を露出させた。 次に、レジスト部をアセトンで、SiO2膜をHF
によつて除去し、通常のホトリソグラフイーおよ
び真空蒸着および熱処理技術により２４，２５，
２６の各オーミツク電極を形成した。 本実施例の製造のコレクタ容量Ccは１８と１
９のpn接合部の接合容量と、２２と２３の接合
部の接合容量の和となる。 一般にpn接合の容量Cpnは
ーラトランジスタに関するものである。 従来の技術 従来のバイポーラトランジスタの代表的構造を
第４図に示す。図において、１はｎ型シリコン基
板、２はエピタキシヤル成長によつてその上に設
けられたｎ＋型コレクタ、３は拡散によつて設け
られたｐ型ベース、４は拡散または合金によつて
設けられたｎ型エミツタ、５はコレクタ電極、６
はベース電極、７はエミツタ電極である。これは
npnトランジスタであるが、pnpトランジスタで
も同様に構成することができる。この例は同一の
半導体材料すなわちシリコンを用いて、エミツ
タ、ベース、コレクタを形成している。 ところで、エミツタをベースよりも禁制帯エネ
ルギーの大きい半導体を用いて形成すると、非常
に高い電流利得の得られることが知られている。
これは材料を適当に選ぶことにより、エミツター
ベース接合部のバンド構造を、電子に対してはあ
まり障壁にならず、ホールに対して大きな障壁と
なるように構成できることによる。その代表的な
例は、エミツタにAlxGa1-xAsを、ベースとコレ
クタにGaAsを用いたものである。 さらにこのような構造とすることにより、高周
波特性がいちじるしく改善されることが知られて
いる。バイポーラトランジスタの最大遮断周波数
Fcは Fc∝√１（8）(1) Rb；ベース抵抗 Cc；コレクタ容量 であらわされる。エミツタをベースよりも禁制帯
エネルギーの大きい半導体を用いて形成すると、
前述の如く、材料を適当に選ぶことにより、エミ
ツタ−ベース接合部のバンド構造を、電子に対し
てはあまり障壁にならず、ホールに対して大きな
障壁となるように構成できる。そのため、ベース
のキヤリア濃度（ホール濃度）を非常に高くする
ことができる。したがつて、ベース抵抗を極端に
小さくすることができ、その結果として最大遮断
周波数Fcの非常に大きな値が得られるものであ
る。 しかしながらこの構造を得るのは、プロセス的
には非常に難しい。とくに高周波特性を上げるた
めベース長をみじかくしようとすると、そのベー
ス電極の取り出しがむつかしくなる。 第５図は、このベース電極の取り出しを改良し
た従来例（特公昭55−9830）である。図におい
て、８はｎ型GaAs基板、９はコレクタを形成す
るｎ型GaAs、１０はベースを形成するｐ型
GaAs、１１はエミツタを形成するｎ型AlxGa1-x
As、１２はベース電極取り出しのためのｐ型Alx
Ga1-xAs、１３はコレクタ電極、１４はベース電
極、１５はエミツタ電極である。まず８のGaAs
基板上に、液相エピタキシヤル法により、９，１
０，１１の各層を形成する。つぎにメサエツチン
グにより、９のコレクタ層の一部を露出させ、そ
の部分に再び液相エピタキシヤルによつて１２の
ベース電極取り出しのためのｐ型AlxGa1-xAs層
を形成しそれぞれに電極を形成したものである。 発明が解決しようとする問題点 このような従来の構成では、まだコレクタ容量
およびエミツタ容量が大きく、そのため高周波特
性に充分優れたものが得られない。本発明はかか
る点に鑑みなされたもので、ベース電極の取り出
しの容易さを保つたまま、コレクタ容量およびエ
ミツタ容量の小さい構造を提供することを目的と
している。 問題点を解決するための手段 本発明は上記問題点を解決するため、コレクタ
領域とベース電極取り出し用層の間に、半絶縁性
半導体層を形成することによつて、ベース電極の
取り出しの容易さを保つたまま、コレクタ容量の
小さい構造とし、更にエミツタ−ベース接合およ
びベース−コレクタ接合部の面積を、ベース層の
面積よりも小さくすることによつて、エミツタ容
量の小さい構造を提供するものである。 作 用 本発明は上記した構造により、コレクタ容量お
よびエミツタ容量が低減するので高周波特性が改
善される。 実施例 第１図は本発明の構造の一実施例を示したもの
である。第１図において、１６は半絶縁性GaAs
基板、１７はｎ＋型GaAsコレクタ電極取り出し
用半導体層、１８はｎ型GaAsコレクタ層、１９
はｐ型GaAsベース層、２０はｎ型AlxGa1-xAsエ
ミツタ層（ｘ＝0.3）、２１はｎ＋型GaAsエミツ
タ電極取り出し用半導体層、２２は、１７のｎ＋
型GaAsコレクタ層の上に形成された半絶縁性
AlyGa1-yAs層（ｙ＝0.3）、２３は２２の上に、
１９のｐ型GaAsベース層に隣接して形成された
ｐ型GaAs層、２４はコレクタ電極、２５はベー
ス電極、２６はエミツタ電極である。２０のエミ
ツタ層とベース層の接合面積および１８のコレク
タ層とベース層の接合面積は、１９のｐ型GaAs
ベース層の面積よりも小さくなつている。 各層の厚みは、１６の半絶縁性GaAs基板が
400μｍ、１７のｎ＋型GaAs層が4000Å、１８の
ｎ型GaAsコレクタ層が2000Å、19のｐ型GaAs
ベース層が1000Å、２０のｎ型AlxGa1-xAsエミ
ツタ層は1500Å、２１のGaAs電極取り出し用ｎ
＋型GaAs層は1500Å、２２の半絶縁性AlyGa1-y
As層は1500Å、２３のｐ型GaAs層は2000Åであ
る。１７〜２３の各層は、分子線エピタキシー
（MBE）によつて形成された。 次に本実施例の構造の素子の製造方法について
述べる。まず１６の半絶縁性GaAs基板の上に分
子線エピタキシーにより、１７〜２１の各層を所
定の厚みに形成した。次に化学気相成長（CVD）
法により、その上に3000ÅのSiO2膜を形成した。
次に通常のホトリソグラフイー法によりレジスト
マスクを形成し、このレジストマスクによつて、
第２図に示すように、メサ状にエツチングを行い
１７のコレクタ電極取り出し用GaAs層を露出さ
せた。第２図において、２７はSiO2膜、２８は
レジストである。SiO2のエツチングは、HF（フ
ツ酸）を用いて、GaAs、AlxGa1-xAsのエツチン
グは、H2SO4−H2O2−H2O混合液を用いて行な
つた。 次にKI−I2−H2O系エツチング液により、メサ
部の断面からAlxGa1-xAsエミツタおよびコレク
タ部のみを選択的にエツチングし、第５図に示す
ようにエミツタ部を凹状にくぼませた。くぼみの
深さはエツチングの時間を変えることにより任意
に制御することができた。 次にレジストをアセトンで除去し、分子線エピ
タキシーにより、1500Åの半絶縁性AlyGa1-yAs
膜および2000Åのｐ型GaAs膜を形成した。１７
のｎ＋GaAs上に形成された膜はエピタキシヤル
成長しており、完全な単結晶膜であつたがSiO2
膜上に形成された膜は多結晶膜であつた。
H2SO4−H2O2−H2O混合液を用いてエツチング
すると、単結晶膜と多結晶膜とでエツチング速度
に大きな差があり、新に成長させた単結晶膜がは
とんどエツチングされない間に多結晶膜を取り去
ることができた。 次にホトリソグラフイー法によつて、エミツタ
およびベースを形成する部分にレジストマスクを
形成し、このレジストマスクを用いて、１８〜２
３の各層をH2SO4−H2O2−H2O混合液を用いて
エツチングし、コレクタ電極取り出し用GaAs層
を露出させた。 次に、レジスト部をアセトンで、SiO2膜をHF
によつて除去し、通常のホトリソグラフイーおよ
び真空蒸着および熱処理技術により２４，２５，
２６の各オーミツク電極を形成した。 本実施例の製造のコレクタ容量Ccは１８と１
９のpn接合部の接合容量と、２２と２３の接合
部の接合容量の和となる。 一般にpn接合の容量Cpnは
【化】
ａ；接合部面積
ｑ；電荷
NA1；ｐ型半導体のアクセプタ濃度
ND2；ｎ型半導体のドナー濃度
ε1；ｐ型半導体の誘電率
ε2；ｎ型半導体の誘電率
Vb；バイアス電圧
で与えられる。
これより、アクセプタ濃度とドナー濃度の差が
大きい場合には、近似的にその大きさの小さい方
で決ることがわかる。本実施例のｐ型GaAsベー
ス層のアクセプタ濃度は１・1019／cm3、ｎ型
GaAsコレクタ層のドター濃度は５・1017／cm3で
ある。したがつてコレクタ容量は近似的に Cpn∝√2 (3) となる。一方、ｎ＋型GaAs層と、半絶縁性Aly
Ga1-yAs層との接合容量は、半絶縁性AlyGa1-y
As層のアクセプタ濃度が１・1014／cm3以下であ
るため、接合容量は、このアクセプタ濃度の平方
根に比例し、その値は、(3)式の値よりもはるかに
小さいものとなる。もし半絶縁性層がない場合に
は、２２と２３の接合容量は、ｎ＋GaAs層のキ
ヤリア濃度が、１・1018／cm3と大きいため、この
部分のコレクタ容量が大きなものとなる。ｐ型
GaAsに代えてｐ型AlxGa1-xAsを用いても、接合
容量はほとんどわからない。以上の理由から、本
実施例のように、ｐ型ベース電極取り出し用
GaAs層とｎ型GaAsコレクタ層との間に、半絶
縁性層を形成することにより、同一面積の構成で
あればコレクタ容量をはるかに小さくできる。 本実施例では、半絶縁性層としてAlyGa1-yAs
（0.3）を用いたが、ｙ＝０すなわちGaAsを用い
ても、コレクタ容量を低減させるということで
は、同じ効果を有することは明らかである。 本実施例では、ｙ＝0.3を用いたが、ｙ＞0.3の
AlyGa1-yAsを用いれば、コレクタよりも禁制帯
エネルギーが大きいため、これよりｐ型ベース電
極取り出し用GaAs層とｎ型コレクタ層との間の
もれ電流を、更にすくなくすることができる。も
れ電流はトランジスタの電流増幅率を低下させる
ため、もれ電流を低減させることにより電流増幅
率を向上させることができる。 本実施例では、更にエツチングにより、コレク
タ−ベース接合の面積を、エミツタ取り出し用
GaAs部の面積よりも大幅に小さくしているた
め、更にコレクタ容量は小さなものとなる。 コレクタ−ベース接合の面積は、エツチングの
時間を変えることにより任意に制御することがで
きる。 更に、トランジスタの電流増幅率が１となる最
大周波数Ftは Ft＝（１／2π）・（Ａ・Ce＋Ｂ）-1 (4) Ce；エミツタ容量 Ａ、Ｂ；定数 で与えられる。（S.M.Sze；Pysics of
Semiconductor Devices、John Wiley＆Sons.、
Inc.pp.283、1969.）したがつて、エミツタ容量
Ceをへらすことにより、高周波特性を改善する
ことができる。 このことは従来から知られているが、ホトリソ
グラフイー技術の限界にあり、ある一定以下のマ
スクの寸法は得られず、そのため従来の方法（ベ
ース−エミツタ部の面積がエミツタ電極取り出し
用半導体層の面積と同じになる方法）では、その
限界以下のエミツタ−ベース接合面積の素子は得
られなかつた。 本実施例では、エミツタ−ベース接合部の面積
がエツチングにより非常に小さくしてあり、Ce
（Ceはエミツタ−ベース接合部の面積に比例す
る）が小さく、そのため高周波特性が改善され
る。 本実施例で得られたヘテロ接合バイポーラトラ
ンジスタは予想されたように以下の特徴を示し
た。まず1000Åという非常に薄いベースに良好な
オーミツク電極を形成することができた。またコ
レクタ容量およびエミツタ容量が非常に小さくな
つたことから、同一寸法の場合、従来のものに比
べて高周波特性が非常に向上した。 なお本実施例では、半絶縁性半導体層はコレク
タ電極取り出し用ｎ＋型GaAs層の上に形成され
ているが、ｎ型GaAsコレクタ層の上に形成され
ても同様な効果が得られることは明らかである。 また本実施例では、所定の構造を得るために分
子線エピタキシーを用いたが、そのほかに、例え
ば、有機金属化学気相成長（MO−CVD）法を
用いても作成することができる。 また本実施例では、半導体としてGaAs−Alx
Ga1-xAsを用いたが、他の半導体材料、例えば
InP−InGaAsP等を用いても作成することができ
る。またAl濃度として、ｘ＝0.3、ｙ＝0.3を用い
たが、これは０〜１の範囲で任意に選ぶことがで
きる。ｘの値の大きい場合には、エミツタ層の選
択エツチング液としてHFを用いることができ
る。 また本実施例では、SiO2膜を利用したがSi3N4
など他の材料からなる膜を用いても良い。 本実施例では、エミツタ、コレクタをｎ型に、
ベースをｐ型にしたが、エミツタ、コレクタをｐ
型に、ベースをｎ型にした場合には、ベース取り
出し層ｎ型とすれば良い。 また本実施例では基板側をコレクタにしたが、
基板側をエミツタにしても、対称な構造であるこ
とから、同様の特性の得られることは明らかであ
る。 発明の効果 以上述べた如く、本発明は、ベース電極の取り
出しの容易さを保つたまま、コレクタおよびエミ
ツタ容量を著しく低減することにより、高周波特
性に優れたヘテロ接合バイポーラトランジスタを
提供するものである。
大きい場合には、近似的にその大きさの小さい方
で決ることがわかる。本実施例のｐ型GaAsベー
ス層のアクセプタ濃度は１・1019／cm3、ｎ型
GaAsコレクタ層のドター濃度は５・1017／cm3で
ある。したがつてコレクタ容量は近似的に Cpn∝√2 (3) となる。一方、ｎ＋型GaAs層と、半絶縁性Aly
Ga1-yAs層との接合容量は、半絶縁性AlyGa1-y
As層のアクセプタ濃度が１・1014／cm3以下であ
るため、接合容量は、このアクセプタ濃度の平方
根に比例し、その値は、(3)式の値よりもはるかに
小さいものとなる。もし半絶縁性層がない場合に
は、２２と２３の接合容量は、ｎ＋GaAs層のキ
ヤリア濃度が、１・1018／cm3と大きいため、この
部分のコレクタ容量が大きなものとなる。ｐ型
GaAsに代えてｐ型AlxGa1-xAsを用いても、接合
容量はほとんどわからない。以上の理由から、本
実施例のように、ｐ型ベース電極取り出し用
GaAs層とｎ型GaAsコレクタ層との間に、半絶
縁性層を形成することにより、同一面積の構成で
あればコレクタ容量をはるかに小さくできる。 本実施例では、半絶縁性層としてAlyGa1-yAs
（0.3）を用いたが、ｙ＝０すなわちGaAsを用い
ても、コレクタ容量を低減させるということで
は、同じ効果を有することは明らかである。 本実施例では、ｙ＝0.3を用いたが、ｙ＞0.3の
AlyGa1-yAsを用いれば、コレクタよりも禁制帯
エネルギーが大きいため、これよりｐ型ベース電
極取り出し用GaAs層とｎ型コレクタ層との間の
もれ電流を、更にすくなくすることができる。も
れ電流はトランジスタの電流増幅率を低下させる
ため、もれ電流を低減させることにより電流増幅
率を向上させることができる。 本実施例では、更にエツチングにより、コレク
タ−ベース接合の面積を、エミツタ取り出し用
GaAs部の面積よりも大幅に小さくしているた
め、更にコレクタ容量は小さなものとなる。 コレクタ−ベース接合の面積は、エツチングの
時間を変えることにより任意に制御することがで
きる。 更に、トランジスタの電流増幅率が１となる最
大周波数Ftは Ft＝（１／2π）・（Ａ・Ce＋Ｂ）-1 (4) Ce；エミツタ容量 Ａ、Ｂ；定数 で与えられる。（S.M.Sze；Pysics of
Semiconductor Devices、John Wiley＆Sons.、
Inc.pp.283、1969.）したがつて、エミツタ容量
Ceをへらすことにより、高周波特性を改善する
ことができる。 このことは従来から知られているが、ホトリソ
グラフイー技術の限界にあり、ある一定以下のマ
スクの寸法は得られず、そのため従来の方法（ベ
ース−エミツタ部の面積がエミツタ電極取り出し
用半導体層の面積と同じになる方法）では、その
限界以下のエミツタ−ベース接合面積の素子は得
られなかつた。 本実施例では、エミツタ−ベース接合部の面積
がエツチングにより非常に小さくしてあり、Ce
（Ceはエミツタ−ベース接合部の面積に比例す
る）が小さく、そのため高周波特性が改善され
る。 本実施例で得られたヘテロ接合バイポーラトラ
ンジスタは予想されたように以下の特徴を示し
た。まず1000Åという非常に薄いベースに良好な
オーミツク電極を形成することができた。またコ
レクタ容量およびエミツタ容量が非常に小さくな
つたことから、同一寸法の場合、従来のものに比
べて高周波特性が非常に向上した。 なお本実施例では、半絶縁性半導体層はコレク
タ電極取り出し用ｎ＋型GaAs層の上に形成され
ているが、ｎ型GaAsコレクタ層の上に形成され
ても同様な効果が得られることは明らかである。 また本実施例では、所定の構造を得るために分
子線エピタキシーを用いたが、そのほかに、例え
ば、有機金属化学気相成長（MO−CVD）法を
用いても作成することができる。 また本実施例では、半導体としてGaAs−Alx
Ga1-xAsを用いたが、他の半導体材料、例えば
InP−InGaAsP等を用いても作成することができ
る。またAl濃度として、ｘ＝0.3、ｙ＝0.3を用い
たが、これは０〜１の範囲で任意に選ぶことがで
きる。ｘの値の大きい場合には、エミツタ層の選
択エツチング液としてHFを用いることができ
る。 また本実施例では、SiO2膜を利用したがSi3N4
など他の材料からなる膜を用いても良い。 本実施例では、エミツタ、コレクタをｎ型に、
ベースをｐ型にしたが、エミツタ、コレクタをｐ
型に、ベースをｎ型にした場合には、ベース取り
出し層ｎ型とすれば良い。 また本実施例では基板側をコレクタにしたが、
基板側をエミツタにしても、対称な構造であるこ
とから、同様の特性の得られることは明らかであ
る。 発明の効果 以上述べた如く、本発明は、ベース電極の取り
出しの容易さを保つたまま、コレクタおよびエミ
ツタ容量を著しく低減することにより、高周波特
性に優れたヘテロ接合バイポーラトランジスタを
提供するものである。
第１図は本発明の一実施例を示す図、第２図お
よび第３図は本発明の構造を実現するための製造
途中の構造図、第４図は従来のバイポーラトラン
ジスタの構造図、第５図は従来のヘテロ接合トラ
ンジスタの構造図である。 １６……半絶縁性GaAs基板、１７……ｎ＋型
GaAsコレクタ電極取り出し用半導体層、１８…
…ｎ型GaAsコレクタ層、１９……ｐ型GaAsベ
ース層、２０……ｎ型AlxGa1-xAsエミツタ層、
２１……ｎ＋型GaAsエミツタ電極取り出し用半
導体層、２２……半絶縁性AlxGa1-xAs層、２３
……ｐ型GaAs層、２４……コレクタ電極、２５
……ベース電極、２６……エミツタ電極、２７…
…SiO2膜、２８……レジスト。
よび第３図は本発明の構造を実現するための製造
途中の構造図、第４図は従来のバイポーラトラン
ジスタの構造図、第５図は従来のヘテロ接合トラ
ンジスタの構造図である。 １６……半絶縁性GaAs基板、１７……ｎ＋型
GaAsコレクタ電極取り出し用半導体層、１８…
…ｎ型GaAsコレクタ層、１９……ｐ型GaAsベ
ース層、２０……ｎ型AlxGa1-xAsエミツタ層、
２１……ｎ＋型GaAsエミツタ電極取り出し用半
導体層、２２……半絶縁性AlxGa1-xAs層、２３
……ｐ型GaAs層、２４……コレクタ電極、２５
……ベース電極、２６……エミツタ電極、２７…
…SiO2膜、２８……レジスト。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 少なくともエミツタ（コレクタ）層と、これ
に隣接して設けられたエミツタ（コレクタ）電極
取り出し用半導体層と、ベース層と、コレクタ
（エミツタ）層とこれに隣接して設けられたコレ
クタ（エミツタ）電極取り出し用半導体層を有
し、前記エミツタ層および前記コレクタ層が前記
ベース層を形成する半導体より禁制帯エネルギー
の大きい半導体からなり、更に前記エミツタ層、
前記ベース層接合面積および前記ベース層、前記
コレクタ層接合面積が前記ベース層の面積よりも
小さく、前記コレクタ層（エミツタ層）または前
記コレクタ（エミツタ）電極取り出し用半導体層
の一部の上に、半絶縁性層を有し、その上に少な
くとも前記ベース層に接触して設けられた半導体
層を介して、前記ベース層への電気的接触をとつ
たことを特徴とするヘテロ接合バイポーラトラン
ジスタ。 ２ 半絶縁性層として、ベース層を形成する半導
体よりも禁制帯エネルギーの大きい半導体を用い
たことを特徴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。 ３ 半導体基板の上に、ベース層を形成するのと
同じ半導体を用いてコレクタ（エミツタ）取り出
し用半導体層を形成し、次に前記ベース層を形成
する半導体より禁制帯エネルギーの大きい半導体
を用いて、コレクタ（エミツタ）層を形成し、そ
の上に前記ベース層を形成し、その上に、前記ベ
ース層を形成する半導体より禁制帯エネルギーの
大きい半導体を用いて、エミツタ（コレクタ）層
を形成し、その上にエミツタ（コレクタ）電極取
り出し用半導体層を形成し、更に、絶縁膜マスク
を用いて、エツチングにより、前記エミツタ層、
前記ベース層、前記コレクタ層の一部をメサ（台
地）状に残して、前記コレクタ（エミツタ）取り
出し用半導体層を露出させ、更に選択エツチング
液によつて、前記エミツタ層および前記コレクタ
層のみ凹状にエツチングし、そのあとで露出され
た前記コレクタ（エミツタ）電極取り出し用半導
体層および前記絶縁膜マスク上に半絶縁性層を形
成し、更に、その上に、少なくとも前記ベース層
に接触して半導体層を形成し、エツチングによつ
て前記絶縁膜マスクを除去し、更に前記半導体層
と前記半絶縁性層の一部を、エツチングによつて
除去して前記コレクタ（エミツタ）電極取り出し
用半導体層の一部を露出させ、前記エミツタ（コ
レクタ）電極取り出し用半導体層、前記半導体
層、前記コレクタ（エミツタ）電極取り出し用半
導体層に、それぞれエミツタ電極、ベース電極、
コレクタ電極を形成した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。 ４ 半絶縁性層として、ベース層を形成する半導
体より禁制帯エネルギーの大きい半導体を用いた
ことを特徴とする特許請求の範囲第３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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14552485A JPS625658A (ja) | 1985-07-02 | 1985-07-02 | ヘテロ接合バイポ−ラトランジスタおよびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14552485A JPS625658A (ja) | 1985-07-02 | 1985-07-02 | ヘテロ接合バイポ−ラトランジスタおよびその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS625658A JPS625658A (ja) | 1987-01-12 |
| JPH0577172B2 true JPH0577172B2 (ja) | 1993-10-26 |
Family
ID=15387213
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14552485A Granted JPS625658A (ja) | 1985-07-02 | 1985-07-02 | ヘテロ接合バイポ−ラトランジスタおよびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS625658A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01238161A (ja) * | 1988-03-18 | 1989-09-22 | Fujitsu Ltd | 半導体装置及びその製造方法 |
| US5485025A (en) * | 1994-12-02 | 1996-01-16 | Texas Instruments Incorporated | Depleted extrinsic emitter of collector-up heterojunction bipolar transistor |
| JP6386486B2 (ja) * | 2016-02-25 | 2018-09-05 | 日本電信電話株式会社 | ヘテロ接合バイポーラトランジスタおよびその製造方法 |
-
1985
- 1985-07-02 JP JP14552485A patent/JPS625658A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS625658A (ja) | 1987-01-12 |
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