JPH06209077A - Semiconductor device and its manufacture - Google Patents

Semiconductor device and its manufacture

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JPH06209077A
JPH06209077A JP153593A JP153593A JPH06209077A JP H06209077 A JPH06209077 A JP H06209077A JP 153593 A JP153593 A JP 153593A JP 153593 A JP153593 A JP 153593A JP H06209077 A JPH06209077 A JP H06209077A
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JP
Japan
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layer
collector
semiconductor device
substrate
electron supply
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP153593A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Koichi Sakida
康一 崎田
Hiroshi Yamada
浩 山田
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
Priority to JP153593A priority Critical patent/JPH06209077A/en
Publication of JPH06209077A publication Critical patent/JPH06209077A/en
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Abstract

PURPOSE:To provide such a semiconductor device that a bipolar transistor and HEMT can be formed on the same substrate at a high yield and low cost without making any selective growth and its manufacturing method. CONSTITUTION:In this device in which a heterojunction bipolar transistor and heterojunction field-effect transistor are constituted on the same substrate, the bipolar transistor is constituted by successively piling up emitter layers 2 and 3a, a base layer 4a, a non-doped collector layer 5a, and a sub-collector layer having a band gap larger than that of the layer 5a on a substrate 1. The heterojunction field-effect transistor is constituted by successively piling up a channel layer 5b composed of the same material as that of the layer 5a and electron supplying layer 6b composed of the same material as that of the layer 6a on the substrate 1, with the layers 5b and 6a being separated from the layers 5a and 6a.

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、半導体装置及びその製
造方法に係り、詳しくは、ヘテロ接合バイポーラトラン
ジスタ(HBT)とヘテロ接合電界効果トランジスタ
(HEMT)を化合物半導体集積回路等に適用すること
ができ、特に、選択成長を用いずに歩留り良く、かつ低
コストで同一基板上にHBTとHEMTを混成集積して
形成することができる半導体装置及びその製造方法に関
する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor device and a method of manufacturing the same, and more specifically, it can apply a heterojunction bipolar transistor (HBT) and a heterojunction field effect transistor (HEMT) to a compound semiconductor integrated circuit or the like. In particular, the present invention relates to a semiconductor device and a manufacturing method thereof which can be formed by hybridizing and integrating HBT and HEMT on the same substrate at a low cost with good yield without using selective growth.

【0002】近時、化合物半導体を用いたHBTとHE
MTは共に優れた高周波特性及び高速特性を有するた
め、超高速デジタル通信やマイクロ波、ミリ波帯通信等
の応用に期待されている。HBTとHEMTは各々幾つ
かの長所、短所を有し、例えばその一例を挙げると、低
雑音アンプを構成する場合には、HEMTではNFが非
常に小さく、HBTでは非常に大きいので、HEMTを
用いた方が有利であり、また位相雑音においては、HE
MTでは非常に大きく、HBTでは非常に小さいので、
VCO等を構成する場合は、HBTを用いた方が有利で
ある。このため、両者の欠点を互いに補い、長所を活か
すためにHBTとHEMTを混成集積する混成集積回路
の研究開発が盛んに行われている。
Recently, HBT and HE using compound semiconductors
Since both MTs have excellent high-frequency characteristics and high-speed characteristics, they are expected to be applied to ultra-high-speed digital communication, microwave, millimeter wave band communication and the like. HBT and HEMT each have some advantages and disadvantages. For example, when configuring a low noise amplifier, NF is very small in HEMT and very large in HBT. Is more advantageous, and in phase noise, HE
Very large in MT and very small in HBT,
When configuring a VCO or the like, it is advantageous to use HBT. For this reason, research and development of a hybrid integrated circuit in which HBT and HEMT are hybrid-integrated are actively conducted in order to make up for each other's drawbacks and utilize their advantages.

【0003】[0003]

【従来の技術】図4は従来の半導体装置の構造を示す断
面図である。図示例はHBTとHEMTの混成集積回路
に適用する場合である。この図4に示す如く、まず、半
絶縁性GaAs基板31上に選択エピタキシャル成長法に
よりn+ −GaAsコレクタ層32、n- −GaAsベー
ス層33、p+ −GaAsベースキャップ層34、n−Al
GaAsエミッタ層35及びn+ −GaAsエミッタキャ
ップ層36を順次形成し、n+ −GaAsエミッタキャッ
プ層36上にエミッタ電極37を形成し、p+ −GaAsベ
ースキャップ層34上にベース電極38を形成し、n+ −G
aAsコレクタ層32上にコレクタ電極39を形成すること
により、HBTを構成する。なお、この時、HEMT側
の積層される各層はエッチングにより除去する。次に、
GaAs基板31上の他の部分に選択エピタキシャル成長
法により、ノンドープGaAsチャネル層41、n+ −A
lGaAs電子供給層42及びn+ −GaAsキャップ層
43を順次形成し、n+ −GaAsキャップ層43上にオー
ミック電極であるソース/ドレイン電極44を形成し、n
+ −AlGaAs電子供給層42上にショットキー電極で
あるゲート電極45を形成することにより、HEMTを構
成している。なお、この時、形成済みのHBTはマスク
で覆って保護される。
2. Description of the Related Art FIG. 4 is a sectional view showing the structure of a conventional semiconductor device. The illustrated example is applied to a hybrid integrated circuit of HBT and HEMT. As shown in FIG. 4, first, on the semi-insulating GaAs substrate 31, the n + -GaAs collector layer 32, the n -- GaAs base layer 33, the p + -GaAs base cap layer 34, and the n-Al are formed by the selective epitaxial growth method.
A GaAs emitter layer 35 and an n + -GaAs emitter cap layer 36 are sequentially formed, an emitter electrode 37 is formed on the n + -GaAs emitter cap layer 36, and a base electrode 38 is formed on the p + -GaAs base cap layer 34. , N + -G
The HBT is formed by forming the collector electrode 39 on the aAs collector layer 32. At this time, each layer to be stacked on the HEMT side is removed by etching. next,
The non-doped GaAs channel layer 41, n + -A is formed on the other portion of the GaAs substrate 31 by the selective epitaxial growth method.
lGaAs electron supply layer 42 and n + -GaAs cap layer
43 are sequentially formed, and source / drain electrodes 44, which are ohmic electrodes, are formed on the n + -GaAs cap layer 43.
A HEMT is formed by forming a gate electrode 45, which is a Schottky electrode, on the + -AlGaAs electron supply layer 42. At this time, the formed HBT is covered with a mask for protection.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】上記したように、従来
の半導体装置及びその製造方法では、HBTとHEMT
を選択エピタキシャル成長法により別々に形成している
が、この選択成長法では、HEMTを形成する際、形成
済みのHBTをマスクで保護しなければならないが、こ
のマスクがHEMT形成時の成膜、エッチング等にダメ
ージを受け易く、素子側を保護するには不十分であった
り、ダメージ受けないように厚く形成すると、HBTと
HEMT間の距離が極端に大きくなって黴細化に向かな
かったり、素子のばらつきも大きくなり易い等、歩留り
が悪くなるという問題があった。このように、選択成長
法は各種問題を抱えており、未だ確定されて技術ではな
かった。
As described above, according to the conventional semiconductor device and the manufacturing method thereof, the HBT and the HEMT are used.
Are separately formed by the selective epitaxial growth method. In this selective growth method, the formed HBT must be protected by a mask when the HEMT is formed. This mask is used for film formation and etching during the HEMT formation. Is not easily protected against damage to the element side, or if it is formed thick enough to prevent damage, the distance between the HBT and HEMT becomes extremely large, and it is not suitable for mold reduction. There is a problem that the yield is deteriorated because the variation of the element tends to be large. As described above, the selective growth method has various problems, and it has not been established as a technology.

【0005】また、HBTとHEMTを選択成長法で別
々に形成していたため、各層及び各電極を各々独立に形
成しなければならず、工程数が多くなってしまい、製造
コストが嵩んでしまうという問題があった。そこで本発
明は、選択成長を用いずに歩留り良く、かつ低コストで
同一基板上にHBTとHEMTを形成することができる
半導体装置及びその製造方法を提供することを目的とし
ている。
Further, since the HBT and the HEMT were separately formed by the selective growth method, each layer and each electrode had to be formed independently, resulting in an increase in the number of steps and an increase in manufacturing cost. There was a problem. SUMMARY OF THE INVENTION It is therefore an object of the present invention to provide a semiconductor device and a manufacturing method thereof in which the HBT and the HEMT can be formed on the same substrate at a good yield without using selective growth and at a low cost.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明による半導体装置
は上記目的達成のため、ヘテロ接合バイポーラトランジ
スタとヘテロ接合電界効果トランジスタが同一基板上に
構成された半導体装置において、基板上にエミッタ層、
ベース層、ノンドープのコレクタ層及び該コレクタ層よ
りもバンドギャップの大きいサブコレクタ層が順次積層
されてヘテロ接合バイポーラトランジスタが構成され、
該基板上に該コレクタ層と離間して該コレクタ層と同一
材料からなるチャネル層及び該サブコレクタ層と離間し
て該サブコレクタ層と同一材料からなる電子供給層が順
次積層されてヘテロ接合電界効果トランジスタが構成さ
れてなるものである。
To achieve the above object, a semiconductor device according to the present invention is a semiconductor device in which a heterojunction bipolar transistor and a heterojunction field effect transistor are formed on the same substrate.
A base layer, a non-doped collector layer, and a subcollector layer having a bandgap larger than that of the collector layer are sequentially stacked to form a heterojunction bipolar transistor,
A heterojunction electric field is formed by sequentially stacking on the substrate a channel layer made of the same material as the collector layer and spaced apart from the collector layer, and an electron supply layer made of the same material as the subcollector layer spaced apart from the collector layer. The effect transistor is configured.

【0007】本発明による半導体装置の製造方法は、上
記目的達成のため、基板上にエミッタ層、ベース層、チ
ャネル層を兼ねたノンドープのコレクタ層、該コレクタ
層よりもバンドギャップが大きい、かつ電子供給層を兼
ねたサブコレクタ層を及びキャップ層を順次形成する工
程と、次いで、該キャップ層を所定の形状にエッチング
して該サブコレクタ層を露出させる工程と、次いで、該
電子供給層を兼ねたサブコレクタ層及びチャネル層を兼
ねた該コレクタ層を所定の形状でエッチングしてサブコ
レクタ層を形成するとともに、該サブコレクタ層と離間
した電子供給層を形成し、かつコレクタ層を形成すると
ともに、該コレクタ層と離間したチャネル層を形成し、
更に、該ベース層を露出させる工程と、次いで、該ベー
ス層及び該エミッタ層を所定の形状でエッチングする工
程とを含むものである。
In order to achieve the above object, the method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention has a non-doped collector layer which also functions as an emitter layer, a base layer, and a channel layer on a substrate, has a bandgap larger than that of the collector layer, and has an electron A step of sequentially forming a subcollector layer also serving as a supply layer and a cap layer, a step of etching the cap layer into a predetermined shape to expose the subcollector layer, and a step of also serving as the electron supply layer. The collector layer, which also serves as the subcollector layer and the channel layer, is etched into a predetermined shape to form a subcollector layer, an electron supply layer separated from the subcollector layer is formed, and a collector layer is formed. Forming a channel layer separated from the collector layer,
Further, it includes a step of exposing the base layer and a step of etching the base layer and the emitter layer in a predetermined shape.

【0008】本発明においては、前記キャップ層上にコ
レクタ電極及びソース/ドレイン電極を同時に形成する
場合が好ましく、この場合、従来のコレクタ電極とソー
ス/ドレイン電極を別々に形成する場合よりも工程数を
減らすことができるので、製造コストを低減させること
ができる。本発明においては、前記電子供給層上にゲー
ト電極を形成すると同時に、該ベース層上にベース電極
を形成する場合が好ましくは、この場合、従来のゲート
電極とベース電極を別々に形成する場合よりも工程数を
減らすことができるので、製造コストを低減することが
できる。
In the present invention, it is preferable to form the collector electrode and the source / drain electrodes on the cap layer at the same time. In this case, the number of steps is larger than that in the conventional case where the collector electrode and the source / drain electrodes are formed separately. Therefore, the manufacturing cost can be reduced. In the present invention, it is preferable to form a gate electrode on the electron supply layer and at the same time form a base electrode on the base layer. In this case, it is preferable to form a conventional gate electrode and base electrode separately. Also, since the number of steps can be reduced, the manufacturing cost can be reduced.

【0009】[0009]

【作用】本発明では、後述する図1〜3に示す如く、H
BTのコレクタ層5aにノンドープ層を用い、このノン
ドープ層をHEMTのチャネル層5bに用いて共通化
し、HBTのサブコレクタ層6aにコレクタ層5aより
もバンドギャップの大きい材料からなる層を用い、この
コレクタ層5aよりバンドギャップの大きい層をHEM
Tの電子供給層6bに用いて共通化するように構成した
ため、選択成長技術を用いずに同一基板1上にHBTと
HEMTを同時に形成することができる。しかも、選択
成長技術ではなく通常の半導体プロセス技術を用いるこ
とができるため、従来の選択成長技術で別々に形成する
場合よりも工程数を減らして低コストで形成することが
できるとともに、従来の選択成長技術のような難しいマ
スク形成等必要ないので、歩留り良く形成することがで
きる。
In the present invention, as shown in FIGS.
A non-doped layer is used for the collector layer 5a of the BT, the non-doped layer is commonly used for the channel layer 5b of the HEMT, and the sub-collector layer 6a of the HBT is made of a material having a bandgap larger than that of the collector layer 5a. A layer having a band gap larger than that of the collector layer 5a is HEM
Since the T electron supply layer 6b is used in common, the HBT and HEMT can be simultaneously formed on the same substrate 1 without using the selective growth technique. Moreover, since a normal semiconductor process technology can be used instead of the selective growth technology, the number of steps can be reduced and the cost can be reduced as compared with the case where the conventional selective growth technology is separately formed. Since it is not necessary to form a difficult mask unlike the growth technique, it can be formed with high yield.

【0010】[0010]

【実施例】以下、本発明を図面に基づいて説明する。図
1は本発明の一実施例に則した半導体装置の構造を示す
断面図である。図示例はHBTとHEMTの混成集積回
路に適用する場合であり、領域Aにはコレクタアップ型
HBTが形成され、領域BにはHEMTが共に同一基板
上に形成されている。まず、領域AのHBT側を説明す
る。図1において、1は半絶縁性GaAs等の基板であ
り、2は基板1上に形成されたエミッタキャップを兼ね
たn+−GaAs等のキャップ層であり、3aはキャッ
プ層2上に形成されたn−AlGaAs等のエミッタ層
であり、4aはエミッタ層3a上に形成されたp+ −G
aAs等のベース層である。次いで、5aはベース層4
a上に形成されたi−GaAs等のコレクタ層であり、
6aはコレクタ層5a上に形成されたコレクタ層5aよ
りもバンドギャップの大きいn+ −AlGaAs等のサ
ブコレクタ層であり、7aはサブコレクタ層6a上に形
成されたn+ −GaAs等のコレクタキャップ層であ
る。次いで、8はコレクタキャップ層7a上に形成され
たAuGe/Au等のコレクタ電極であり、9はベース
層4a上に形成されたTi/Pt/Au等のベース電極
であり、10はキャップ層2上に形成されたAuGe/A
u等のエミッタ電極であり、以上の各部からHBTが構
成される。次に、領域BのHEMT側を説明する。図1
において、3bはキャップ層2上に形成されたエミッタ
層3aと同一材料からなるn−AlGaAs層であり、
4bはn−AlGaAs層3b上に形成されたベース層
4aと同一材料からなるp+ −GaAs層であり、5b
はp+ −GaAs層4b上に形成されたp+ −GaAs
層4bよりもバンドギャップの大きいコレクタ層5aと
同一材料からなるi−GaAsチャネル層であり、5c
はチャネル層5b上部に形成される2次元電子ガスであ
り、6bはチャネル層5b上に形成されたサブコレクタ
層6aと同一材料からなるn+ −AlGaAs電子供給
層であり、7bは電子供給層6b上に形成されたコレク
タキャップ層7aと同一材料からなるn+ −GaAs等
のキャップ層である。そして、11は電子供給層6b上に
形成されたTi/Pt/Au等のゲート電極であり、12
はキャップ層7b上に形成されたAuGe/Au等のソ
ース/ドレイン電極であり、以上の各部からHEMTが
構成される。なお、13はHBTとHEMTを素子分離す
るためのキャップ層2から基板1にまで形成された素子
分離領域である。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a sectional view showing the structure of a semiconductor device according to an embodiment of the present invention. The illustrated example is applied to a hybrid integrated circuit of HBT and HEMT, in which a collector-up type HBT is formed in a region A, and a HEMT is formed in the region B on the same substrate. First, the HBT side of the area A will be described. In FIG. 1, 1 is a substrate of semi-insulating GaAs or the like, 2 is a cap layer of n + -GaAs or the like formed on the substrate 1 and also serving as an emitter cap, and 3a is formed on the cap layer 2. N-AlGaAs is an emitter layer, and 4a is p + -G formed on the emitter layer 3a.
It is a base layer such as aAs. Next, 5a is the base layer 4
a collector layer such as i-GaAs formed on a,
Reference numeral 6a denotes a sub-collector layer formed on the collector layer 5a, such as n + -AlGaAs having a larger band gap than the collector layer 5a, and 7a denotes a collector cap formed on the sub-collector layer 6a, such as n + -GaAs. It is a layer. Next, 8 is a collector electrode of AuGe / Au or the like formed on the collector cap layer 7a, 9 is a base electrode of Ti / Pt / Au or the like formed on the base layer 4a, and 10 is a cap layer 2 AuGe / A formed on top
It is an emitter electrode of u or the like, and an HBT is composed of the above respective parts. Next, the HEMT side of the region B will be described. Figure 1
3b is an n-AlGaAs layer formed of the same material as the emitter layer 3a formed on the cap layer 2,
4b is ap + -GaAs layer formed of the same material as the base layer 4a formed on the n-AlGaAs layer 3b, and 5b
P + -GaAs is formed on p + -GaAs layer 4b
An i-GaAs channel layer made of the same material as the collector layer 5a having a bandgap larger than that of the layer 4b.
Is a two-dimensional electron gas formed on the channel layer 5b, 6b is an n + -AlGaAs electron supply layer made of the same material as the subcollector layer 6a formed on the channel layer 5b, and 7b is an electron supply layer. This is a cap layer made of the same material as the collector cap layer 7a formed on 6b, such as n + -GaAs. 11 is a gate electrode of Ti / Pt / Au or the like formed on the electron supply layer 6b, and 12
Is a source / drain electrode of AuGe / Au or the like formed on the cap layer 7b, and the HEMT is composed of the above respective parts. Reference numeral 13 is an element isolation region formed from the cap layer 2 for isolating the HBT and the HEMT to the substrate 1.

【0011】次に、図2、3は本発明の一実施例に則し
た半導体装置の製造方法を説明する図である。図2、3
において、図1と同一符号は同一又は相当部分を示し、
3はキャップ層2上のHBT及びHEMTの領域A、B
にかけて成膜されたn−AlGaAs等のエミッタ層で
あり、4はエミッタ層3上に成膜されたベース層であ
り、5はベース層4上に成膜されたi−GaAs等のチ
ャネル層を兼ねたコレクタ層であり、6はチャネル層を
兼ねたコレクタ層5上に成膜されたn+ −AlGaAs
等の電子供給層を兼ねたサブコレクタ層であり、7は電
子供給層を兼ねたサブコレクタ層6上に成膜されたn+
−GaAs等のキャップ層である。
2 and 3 are views for explaining a method of manufacturing a semiconductor device according to an embodiment of the present invention. 2, 3
1, the same reference numerals as those in FIG. 1 indicate the same or corresponding portions,
Reference numeral 3 denotes HBT and HEMT regions A and B on the cap layer 2.
N is an emitter layer of n-AlGaAs or the like formed by the above process, 4 is a base layer formed on the emitter layer 3, and 5 is a channel layer such as i-GaAs formed on the base layer 4. A collector layer 6 also serves as n + -AlGaAs formed on the collector layer 5 also serving as a channel layer.
Is a subcollector layer also serving as an electron supply layer, and 7 is an n + film formed on the subcollector layer 6 also serving as an electron supply layer.
-A cap layer such as GaAs.

【0012】次に、その半導体装置の製造方法について
説明する。まず、図2(a)に示すように、MOCVD
法等により半絶縁性GaAs基板1上にSiドーパント
不純物濃度5×1018cm-3で膜厚5000Å程度のn
+−GaAsエミッタキャップ層2、Siドーパント不
純物濃度5×1017cm-3で膜厚1500Å程度のn−
AlX Ga1-X As(X=0.3)エミッタ層3、カー
ボン(C)ドーパント不純物濃度4×1019cm-3膜厚
で700Å程度のp + −GaAsベース層4、膜厚40
00Å程度のi−GaAsチャネル層を兼ねたコレクタ
層5、Siドーパント不純物濃度2×1018cm-3で膜
厚250Å程度のn+ −AlX Ga1-X As電子供給層
を兼ねたサブコレクタ層6及びSiドーパント不純物濃
度5×1018cm-3で膜厚500Å程度のn+ −GaA
sキャップ層7を順次成膜する。
Next, a method of manufacturing the semiconductor device
explain. First, as shown in FIG. 2A, MOCVD is performed.
Si dopant on the semi-insulating GaAs substrate 1 by the method
Impurity concentration 5 × 1018cm-3With a film thickness of about 5000Å
+-GaAs emitter cap layer 2, no Si dopant
Pure substance concentration 5 × 1017cm-3With film thickness of 1500 Å
AlXGa1-XAs (X = 0.3) emitter layer 3, car
Bon (C) dopant impurity concentration 4 × 1019cm-3Film thickness
And p of about 700Å +-GaAs base layer 4, film thickness 40
A collector that also serves as an i-GaAs channel layer of about 00Å
Layer 5, Si dopant impurity concentration 2 × 1018cm-3With membrane
N with a thickness of 250Å+-AlXGa1-XAs electron supply layer
The sub-collector layer 6 also serving as the Si and the dopant concentration of the Si dopant
5 × 1018cm-3With a film thickness of 500Å+-GaA
The s cap layer 7 is sequentially formed.

【0013】次に、図2(b)に示すように、蒸着法と
RIE法等によりキャップ層7上にAuGe/Au(3
00Å/300Å)コレクタ電極8を形成すると同時
に、キャップ層7上にAuGe/Au(300Å/30
0Å)ソース/ドレイン電極12を形成する。次いで、オ
ーミックコンタクトを取るために450℃程度の熱処理
を行う。
Next, as shown in FIG. 2B, AuGe / Au (3) is formed on the cap layer 7 by the vapor deposition method and the RIE method.
(00Å / 300Å) collector electrode 8 is formed, and at the same time, AuGe / Au (300Å / 30) is formed on the cap layer 7.
0 Å) Source / drain electrodes 12 are formed. Then, heat treatment is performed at about 450 ° C. to obtain ohmic contact.

【0014】次に、図2(c)に示すように、RIE法
等によりコレクタ電極8及びソース/ドレイン電極12を
マスクとしてキャップ層7を所定の形状にエッチングし
てコレクタキャップ層7aを形成するとともに、ソース
/ドレイン用のキャップ層7bを形成する。この時、電
子供給層を兼ねたサブコレクタ層6が露出される。次
に、図2(d)に示すように、蒸着法とRIE法等によ
りソース/ドレイン用のキャップ層7b間の電子供給層
を兼ねたサブコレクタ層6上にTi/Pt/Au(10
00Å/900Å/3000Å)ゲート電極11を形成す
る。
Next, as shown in FIG. 2C, the cap layer 7 is etched into a predetermined shape by the RIE method or the like using the collector electrode 8 and the source / drain electrode 12 as a mask to form a collector cap layer 7a. Together with this, the source / drain cap layer 7b is formed. At this time, the subcollector layer 6 which also serves as the electron supply layer is exposed. Next, as shown in FIG. 2D, Ti / Pt / Au (10) is formed on the sub-collector layer 6 which also serves as the electron supply layer between the source / drain cap layers 7b by the vapor deposition method and the RIE method.
00Å / 900Å / 3000Å) The gate electrode 11 is formed.

【0015】次に、図3(a)に示すように、RIE法
等により電子供給層を兼ねたサブコレクタ層6及びチャ
ネル層を兼ねたコレクタ層5を所定の形状にエッチング
してサブコレクタ層6aを形成するとともに、サブコレ
クタ層6aと離間した電子供給層6bを形成し、かつコ
レクタ層5aを形成するとともに、コレクタ層5aと離
間したチャネル層5bを形成する。この時、ベース層4
が露出される。
Next, as shown in FIG. 3A, the subcollector layer 6 also serving as the electron supply layer and the collector layer 5 also serving as the channel layer are etched into a predetermined shape by RIE or the like to form a subcollector layer. 6a is formed, an electron supply layer 6b is formed apart from the sub-collector layer 6a, a collector layer 5a is formed, and a channel layer 5b is formed apart from the collector layer 5a. At this time, the base layer 4
Is exposed.

【0016】次に、図3(b)に示すように、蒸着法と
RIE法等によりベース層4上にノンナロイオーミック
コンタクトとなるTi/Pt/Au(1000Å/90
0Å/3000Å)ベース電極9を形成する。次に、図
3(c)に示すように、RIE法等によりベース層4及
びエミッタ層3をエッチングしてベース層4aを形成す
るとともに、ベース層4aと離間したp+ −GaAs層
4bを形成し、かつエミッタ層3aを形成するととも
に、エミッタ層3aと離間したn−AlGaAs層3b
を形成する。この時、キャップ層2が露出される。そし
て、蒸着法とRIE法等によりキャップ層2上にAuG
e/Au(300Å/3000Å)エミッタ電極10を形
成した後、良好なコンタクト抵抗を取るために450℃
程度の熱処理を行い、その後、HBTとHEMTを素子
分離するためにキャップ層2から基板1までに素子分離
領域13を形成することにより、図1に示すような半導体
装置を得ることができる。
Next, as shown in FIG. 3 (b), Ti / Pt / Au (1000Å / 90, which becomes a non-naloy ohmic contact on the base layer 4 by the vapor deposition method and the RIE method or the like.
0Å / 3000Å) The base electrode 9 is formed. Next, as shown in FIG. 3C, the base layer 4 and the emitter layer 3 are etched by the RIE method or the like to form a base layer 4a and a p + -GaAs layer 4b separated from the base layer 4a is formed. The emitter layer 3a and the n-AlGaAs layer 3b separated from the emitter layer 3a.
To form. At this time, the cap layer 2 is exposed. Then, AuG is formed on the cap layer 2 by the vapor deposition method and the RIE method.
After forming the e / Au (300Å / 3000Å) emitter electrode 10, 450 ℃ to obtain good contact resistance
A heat treatment is performed to some extent, and thereafter, an element isolation region 13 is formed from the cap layer 2 to the substrate 1 for element isolation between the HBT and the HEMT, whereby a semiconductor device as shown in FIG. 1 can be obtained.

【0017】このように、本実施例では、HBTのコレ
クタ層5aにノンドープ層を用い、このノンドープ層を
HEMTのチャネル層5bに用いて共通化し、HBTの
サブコレクタ層6aにコレクタ層5aよりもバンドギャ
ップの大きい材料からなる層を用い、このコレクタ層5
aよりバンドギャップの大きい層をHEMTの電子供給
層6bに用いて共通化するように構成したため、選択成
長技術を用いずに同一基板1上にHBTとHEMTを同
時に形成することができる。しかも、選択成長技術では
なく通常の半導体プロセス技術を用いることができるた
め、従来の選択成長技術で別々に形成する場合よりも工
程数を減らして低コストで形成することができるととも
に、従来の選択成長技術のような難しいマスク形成等必
要ないので、歩留り良く、形成することができる。
As described above, in this embodiment, a non-doped layer is used for the collector layer 5a of the HBT, the non-doped layer is used for the channel layer 5b of the HEMT, and the sub-collector layer 6a of the HBT is more common than the collector layer 5a. This collector layer 5 is formed by using a layer made of a material having a large band gap.
Since a layer having a bandgap larger than that of a is used in common for the electron supply layer 6b of the HEMT, the HBT and the HEMT can be simultaneously formed on the same substrate 1 without using the selective growth technique. Moreover, since a normal semiconductor process technology can be used instead of the selective growth technology, the number of steps can be reduced and the cost can be reduced as compared with the case where the conventional selective growth technology is separately formed. Since it is not necessary to form a difficult mask unlike the growth technique, the mask can be formed with high yield.

【0018】また、キャップ層7上にコレクタ電極8及
びソース/ドレイン電極12を同時に形成したため、従来
のコレクタ電極とソース/ドレイン電極を別々に形成す
る場合よりも工程数を減らすことができるので、製造コ
ストを低減することができる。なお、上記実施例では、
ゲート電極11とベース電極9別々に形成する場合につい
て説明したが、本発明はこれのみに限定されるものでは
なく、電子供給層6b上にゲート電極11を形成すると同
時に、ベース層4a上にベース電極9を形成するように
してもよく、この場合、従来のゲート電極とベース電極
を別々に形成する場合よりも工程数を減らすことができ
るので、製造コストを低減することができる。
Further, since the collector electrode 8 and the source / drain electrode 12 are simultaneously formed on the cap layer 7, the number of steps can be reduced as compared with the conventional case where the collector electrode and the source / drain electrode are separately formed. The manufacturing cost can be reduced. In the above embodiment,
Although the case where the gate electrode 11 and the base electrode 9 are separately formed has been described, the present invention is not limited to this. The gate electrode 11 is formed on the electron supply layer 6b, and at the same time, the base electrode 4a is formed on the base layer 4a. The electrode 9 may be formed. In this case, the number of steps can be reduced as compared with the conventional case where the gate electrode and the base electrode are separately formed, so that the manufacturing cost can be reduced.

【0019】[0019]

【発明の効果】本発明によれば、選択成長を用いずに歩
留り良く、かつ低コストで同一基板上にHBTとHEM
Tを形成することができるという効果がある。
According to the present invention, HBT and HEM can be produced on the same substrate with good yield without using selective growth and at low cost.
There is an effect that T can be formed.

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

【図1】本発明の一実施例に則した半導体装置の構造を
示す断面図である。
FIG. 1 is a sectional view showing the structure of a semiconductor device according to an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の一実施例に則した半導体装置の製造方
法を説明する図である。
FIG. 2 is a diagram illustrating a method for manufacturing a semiconductor device according to an embodiment of the present invention.

【図3】本発明の一実施例に則した半導体装置の製造方
法を説明する図である。
FIG. 3 is a diagram illustrating a method for manufacturing a semiconductor device according to an embodiment of the present invention.

【図4】従来例の半導体装置の構造を示す断面図であ
る。
FIG. 4 is a cross-sectional view showing the structure of a conventional semiconductor device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 基板 2 キャップ層 3、3a エミッタ層 3b n−AlGaAs層 4、4a ベース層 4b p+ −GaAs層 5、5a コレクタ層 5b チャネル層 5c 2次元電子ガス 6、6a サブコレクタ層 6b 電子供給層 7a コレクタキャップ層 7、7b キャップ層 8 コレクタ電極 9 ベース電極 10 エミッタ電極 11 ゲート電極 12 ソース/ドレイン電極 13 素子分離領域1 substrate 2 cap layer 3, 3a emitter layer 3b n-AlGaAs layer 4, 4a base layer 4b p + -GaAs layer 5, 5a collector layer 5b channel layer 5c two-dimensional electron gas 6, 6a subcollector layer 6b electron supply layer 7a Collector cap layer 7, 7b Cap layer 8 Collector electrode 9 Base electrode 10 Emitter electrode 11 Gate electrode 12 Source / drain electrode 13 Element isolation region

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01L 29/73 21/338 29/812 27/095 8427−4M H01L 29/72 7376−4M 29/80 H 7376−4M E ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 5 Identification code Internal reference number FI Technical indication location H01L 29/73 21/338 29/812 27/095 8427-4M H01L 29/72 7376-4M 29 / 80 H 7376-4ME

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ヘテロ接合バイポーラトランジスタとヘ
テロ接合電界効果トランジスタが同一基板上に構成され
た半導体装置において、基板(1)上にエミッタ層
(2、3a)、ベース層(4a)、ノンドープのコレク
タ層(5a)及び該コレクタ層(5a)よりもバンドギ
ャップの大きいサブコレクタ層(6a)が順次積層され
てヘテロ接合バイポーラトランジスタが構成され、該基
板(1)上に該コレクタ層(5a)と離間して該コレク
タ層(5a)と同一材料からなるチャネル層(5b)及
び該サブコレクタ層(6a)と離間して該サブコレクタ
層(6a)と同一材料からなる電子供給層(6b)が順
次積層されてヘテロ接合電界効果トランジスタが構成さ
れてなることを特徴とする半導体装置。
1. In a semiconductor device in which a heterojunction bipolar transistor and a heterojunction field effect transistor are formed on the same substrate, an emitter layer (2, 3a), a base layer (4a) and a non-doped collector are provided on a substrate (1). A heterojunction bipolar transistor is formed by sequentially stacking a layer (5a) and a subcollector layer (6a) having a bandgap larger than that of the collector layer (5a), and forming a heterojunction bipolar transistor on the substrate (1) with the collector layer (5a). A channel layer (5b) made of the same material as the collector layer (5a) and an electron supply layer (6b) made of the same material as the subcollector layer (6a) are formed apart from the channel layer (5b) and the subcollector layer (6a). A semiconductor device comprising heterojunction field effect transistors which are sequentially stacked.
【請求項2】 基板(1)上にエミッタ層(2、3)、
ベース層(4)、チャネル層を兼ねたノンドープのコレ
クタ層(5)、該コレクタ層(5)よりもバンドギャッ
プが大きく、かつ電子供給層を兼ねたサブコレクタ層
(6)及びキャップ層(7)を順次形成する工程と、 次いで、該キャップ層(7)を所定の形状にエッチング
して該サブコレクタ層(6)を露出させる工程と、 次いで、該電子供給層を兼ねたサブコレクタ層(6)及
びチャネル層を兼ねた該コレクタ層(5)を所定の形状
でエッチングしてサブコレクタ層(6a)を形成すると
ともに、該サブコレクタ層(6a)と離間した電子供給
層(6b)を形成し、かつコレクタ層(5a)を形成す
るとともに、該コレクタ層(5a)と離間したチャネル
層(5b)を形成し、更に、該ベース層(4)を露出さ
せる工程と、 次いで、該ベース層(4)及び該エミッタ層(3)を所
定の形状でエッチングする工程とを含むことを特徴とす
る半導体装置の製造方法。
2. An emitter layer (2, 3) on a substrate (1),
A base layer (4), a non-doped collector layer (5) also serving as a channel layer, a sub-collector layer (6) having a band gap larger than that of the collector layer (5) and also serving as an electron supply layer, and a cap layer (7). ) Are sequentially formed, then the cap layer (7) is etched into a predetermined shape to expose the sub-collector layer (6), and then the sub-collector layer (also serving as the electron supply layer) is formed. 6) and the collector layer (5) also serving as a channel layer are etched in a predetermined shape to form a subcollector layer (6a), and an electron supply layer (6b) separated from the subcollector layer (6a) is formed. Forming and forming a collector layer (5a), forming a channel layer (5b) separated from the collector layer (5a), and further exposing the base layer (4); The method of manufacturing a semiconductor device which comprises a step of etching over scan layer (4) and said emitter layer (3) in a predetermined shape.
【請求項3】前記キャップ層(7)上にコレクタ電極
(8)及びソース/ドレイン電極(12)を同時に形成す
ることを特徴とする請求項2記載の半導体装置の製造方
法。
3. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 2, wherein a collector electrode (8) and a source / drain electrode (12) are simultaneously formed on the cap layer (7).
【請求項4】前記電子供給層(6b)上にゲート電極
(11)を形成すると同時に、該ベース層(4)上にベー
ス電極(9)を形成することを特徴とする請求項2乃至
3記載の半導体装置の製造方法。
4. The gate electrode (11) is formed on the electron supply layer (6b), and at the same time, the base electrode (9) is formed on the base layer (4). A method for manufacturing a semiconductor device as described above.
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