JPH0878434A - Heterojunction bipolar transistor and its manufacture - Google Patents

Heterojunction bipolar transistor and its manufacture

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JPH0878434A
JPH0878434A JP21155394A JP21155394A JPH0878434A JP H0878434 A JPH0878434 A JP H0878434A JP 21155394 A JP21155394 A JP 21155394A JP 21155394 A JP21155394 A JP 21155394A JP H0878434 A JPH0878434 A JP H0878434A
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Japan
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compound semiconductor
semiconductor layer
layer
conductivity type
forming
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JP21155394A
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Shinji Yamaura
新司 山浦
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Fujitsu Ltd
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Abstract

PURPOSE: To reduce the base resistance while preventing external contamination and damage to a semiconductor layer in the course of film formation. CONSTITUTION: The title transistor is provided with the following; first compound semiconductor layers 15/16 of a first conductivity type whose sections are trapezoidal, second compound semiconductor layers 17a, 17b, 17c of the opposite conductivity type wherein the film on the slant parts 16a, 16b of the trapezoid is thinner than the film on the plane part 16a, third compound semiconductor layers 18d/19a, 18e/19b of a conductivity type formed on the second compound semiconductor layers 17b, 17c on the slant parts 16b, 16c of the trapezoid, and an electrode 21a connected with the second compound semiconductor layer 17a on the plane part.

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明はヘテロ接合バイポーラト
ランジスタ(HBT)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 heterojunction bipolar transistor (HBT) and its manufacturing method.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、化合物半導体等のヘテロ接合を利
用したバイポーラトランジスタ(以下、HBTと称す
る。)は、エミッタ注入効率を高くすることができるた
め、高利得かつ高速化に有利であり、通信用半導体素子
として或いは超高速コンピュータ用素子として注目され
ている。
2. Description of the Related Art In recent years, a bipolar transistor (hereinafter referred to as an HBT) using a heterojunction such as a compound semiconductor can increase the emitter injection efficiency and is therefore advantageous for high gain and high speed. Attention has been paid to the semiconductor device or the device for ultra-high speed computer.

【0003】このデバイス特性を十分に引き出して更な
る高利得化かつ高速化を図るため、最大発振周波数f
max (=√(fT /8πRB BC))をより一層高める
ことが必要である。特に、AlGaAs/GaAs系化
合物半導体材料を用いたHBTは、半導体レーザ等で蓄
積された結晶成長技術やプロセス技術を用いて盛んに研
究・開発が行われ、最大発振周波数の向上を図るべく、
ベース抵抗RB を低減し、かつベース/コレクタ容量C
BCを下げるための様々な工夫がなされている(特開平1
−124257号公報、特開昭63−248167号公
報、特開昭63−226962号公報等)。
In order to obtain the device characteristics sufficiently to achieve higher gain and higher speed, the maximum oscillation frequency f
It is necessary to further increase max (= √ (f T / 8πR B C BC )). In particular, HBTs using AlGaAs / GaAs compound semiconductor materials have been actively researched and developed using crystal growth technology and process technology accumulated in semiconductor lasers, etc., in order to improve the maximum oscillation frequency,
Base resistance R B is reduced and base / collector capacitance C
Various measures have been taken to reduce BC (Japanese Patent Laid-Open No. Hei 1)
-124257, JP-A-63-248167, JP-A-63-226962).

【0004】図11は、従来例のHBTについて示す断
面図である。半絶縁性基板1上に高濃度のサブコレクタ
層2が形成され、サブコレクタ層2上の狭い領域にコレ
クタ層3と真性ベース層4aとエミッタ層5とが順次積
層されている。これにより、コレクタ層3と真性ベース
層4aの接合面積を小さくし、CBCを下げている。
FIG. 11 is a sectional view showing a conventional HBT. A high-concentration subcollector layer 2 is formed on a semi-insulating substrate 1, and a collector layer 3, an intrinsic base layer 4a, and an emitter layer 5 are sequentially stacked in a narrow region on the subcollector layer 2. This reduces the junction area between the collector layer 3 and the intrinsic base layer 4a and lowers C BC .

【0005】また、真性ベース層4aの両方の側部のコ
レクタ層3上には真性ベース層4aと接続して真性ベー
ス層4aよりも高濃度で、かつ層厚が厚い外部ベース層
4b,4cが形成されている。これにより、ベース抵抗
B を低減している。上記のHBTの主要部は、例えば
次のようにして作成される。サブコレクタ層2上にコレ
クタ層3と真性ベース層5aとなる化合物半導体層を選
択成長した後、真性ベース層5aとなる中央部を残して
エッチングする。次いで、エッチング後に周辺部に残存
する薄いコレクタ層3の表面をウエット処理して表面層
を除去した後、周辺部に残存する薄いコレクタ層3上に
外部ベース層4b,4cを選択的に再成長する。これに
より、HBTの主要部が形成される。
On the collector layers 3 on both sides of the intrinsic base layer 4a, the external base layers 4b and 4c are connected to the intrinsic base layer 4a and have a higher concentration than the intrinsic base layer 4a and a large layer thickness. Are formed. As a result, the base resistance R B is reduced. The main part of the above HBT is created as follows, for example. After the collector layer 3 and the compound semiconductor layer to be the intrinsic base layer 5a are selectively grown on the sub-collector layer 2, etching is performed while leaving the central portion to be the intrinsic base layer 5a. Then, after etching, the surface of the thin collector layer 3 remaining in the peripheral portion is wet-treated to remove the surface layer, and then the external base layers 4b and 4c are selectively regrown on the thin collector layer 3 remaining in the peripheral portion. To do. As a result, the main part of the HBT is formed.

【0006】また、ベース抵抗RB を低減する別の方法
では、コレクタ層上にベース層を形成した後、外部ベー
ス層となる周辺部のベース層に選択的にイオン注入を行
って低抵抗とする方法がある。
In another method for reducing the base resistance R B , after forming the base layer on the collector layer, ions are selectively implanted into the peripheral base layer which will be the external base layer to reduce the resistance. There is a way to do it.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記の外部ベ
ース層4b,4cを再成長する方法では、被成長面の清
浄化処理を行っているとはいえ、連続形成した場合と比
較して、外部ベース層4b,4cと真性ベース層4a界
面で自然酸化膜が生成したり、或いは汚染物質による汚
染等が発生したりする危険性がある。
However, in the method of regrowth of the external base layers 4b and 4c, although the surface to be grown is cleaned, as compared with the case of continuous formation, There is a risk that a natural oxide film may be formed at the interface between the external base layers 4b and 4c and the intrinsic base layer 4a, or that contamination with a contaminant may occur.

【0008】このため、かえって抵抗が大きくなった
り、リーク電流が増大するなど製造歩留りが低下すると
いう問題がある。また、外部ベース層となるベース層に
イオン注入する方法では残存する半導体層にダメージが
導入されるという問題がある。本発明は、係る従来例の
問題点に鑑みて創作されたものであり、成膜途中での外
部汚染や半導体層へのダメージの導入を防止しつつ、ベ
ース抵抗を低減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するものである。
For this reason, there is a problem that the manufacturing yield is lowered due to an increase in resistance and an increase in leak current. In addition, the method of implanting ions into the base layer to be the external base layer has a problem that damage is introduced into the remaining semiconductor layer. The present invention was created in view of the problems of the conventional example, and a semiconductor device capable of reducing the base resistance while preventing external contamination during the film formation and introduction of damage to the semiconductor layer. And a method for manufacturing the same.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】上記課題は、第1に、断
面が台形状の一導電型の第1の化合物半導体層と、前記
第1の化合物半導体層上に形成され、前記台形の斜面部
で平面部でよりも膜厚が薄くなっている反対導電型の第
2の化合物半導体層と、前記台形の斜面部の第2の化合
物半導体層上に形成された一導電型の第3の化合物半導
体層と、前記平面部の前記第2の化合物半導体層と接続
された電極とを有するヘテロ接合バイポーラトランジス
タによって達成され、第2に、前記第2の化合物半導体
層は、前記台形の平面部で斜面部でよりもキャリア濃度
が高くなっていることを特徴とする第1の発明に記載の
ヘテロ接合バイポーラトランジスタによって達成され、
第3に、前記第2の化合物半導体層は前記台形の平面部
で左右に分離されていることを特徴とする第1又は第2
の発明に記載のヘテロ接合バイポーラトランジスタによ
って達成され、第4に、断面が台形状の一導電型の第1
の化合物半導体層と、前記第1の化合物半導体層上に形
成され、前記台形の平面部で斜面部でよりも膜厚が薄く
なっている反対導電型の第2の化合物半導体層と、前記
台形の平面部の第2の化合物半導体層上に形成された一
導電型の第3の化合物半導体層と、前記斜面部の前記第
2の化合物半導体層と接続された電極とを有するヘテロ
接合バイポーラトランジスタによって達成され、第5
に、前記第2の化合物半導体層は、前記台形の斜面部で
平面部でよりもキャリア濃度が高くなっていることを特
徴とする第4の発明に記載のヘテロ接合バイポーラトラ
ンジスタによって達成され、第6に、前記第2及び前記
第3の化合物半導体層は前記台形の平面部で左右に分離
されていることを特徴とする第4又は第5の発明に記載
のヘテロ接合バイポーラトランジスタによって達成さ
れ、第7に、前記第1の化合物半導体層はコレクタ層又
はエミッタ層であり、前記第2の化合物半導体層はベー
ス層であり、前記第3の化合物半導体層はエミッタ層又
はコレクタ層であること特徴とするヘテロ接合バイポー
ラトランジスタによって達成され、第8に、一導電型の
基板上に選択成長マスクを形成する工程と、前記選択成
長マスクにより結晶面方位に基づく成長の異方性を利用
して断面が台形状の一導電型の第1の化合物半導体層を
前記基板上に形成する工程と、前記第1の化合物半導体
層上に結晶面方位に基づく成長の異方性を利用して、前
記台形の斜面部の膜厚は平面部の膜厚よりも薄くなって
いる反対導電型の第2の化合物半導体層を形成する工程
と、前記第2の化合物半導体層上に反対導電型の第3の
化合物半導体層を形成する工程と、前記平面部の第3の
化合物半導体層を選択的にエッチングし、前記第2の化
合物半導体層を表出する工程と、表出した前記第2の化
合物半導体層上及び前記斜面部に残る第3の化合物半導
体層上にそれぞれ電極を形成する工程とを有することを
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
法によって達成され、第9に、頂部を有する前記第3の
化合物半導体層を形成し、前記頂部が突出するように耐
エッチング性膜を形成し、突出する前記頂部から前記第
3の化合物半導体層を選択的にエッチングして、前記第
2の化合物半導体層を表出することを特徴とする第8の
発明に記載のヘテロ接合バイポーラトランジスタの製造
方法によって達成され、第10に、前記第3の化合物半
導体層を選択的にエッチングして、前記第2の化合物半
導体層を表出し、前記第2の化合物半導体層上に電極を
形成する代わりに、前記第3の化合物半導体層を選択的
にエッチングして、前記第2の化合物半導体層上に薄く
残し、残った前記第3の化合物半導体層上に前記電極を
形成した後、加熱により前記電極を貫通させて前記第2
の化合物半導体層と接続することを特徴とする第8又は
第9の発明に記載のヘテロ接合バイポーラトランジスタ
の製造方法によって達成され、第11に、前記基板の結
晶面方位は、<100>方向或いは前記<100>方向
と等価な方向を有し、前記台形の斜面部の結晶面方位
は、<111>B方向或いは前記<111>B方向と等
価な方向を有することを特徴とする第8乃至第10の発
明のいずれかに記載のヘテロ接合バイポーラトランジス
タによって達成され、第12に、前記基板の結晶面方位
は<100>方向或いは前記<100>方向と等価な方
向を有し、前記斜面部の結晶面方位は<311>A方向
を有し、前記第2の化合物半導体層に前記他の導電型を
付与する不純物はベリリウムであることを特徴とする第
8乃至第10の発明のいずれかに記載の記載のヘテロ接
合バイポーラトランジスタによって達成され、第13
に、一導電型の基板上に選択成長マスクを形成する工程
と、前記選択成長マスクにより結晶面方位に基づく成長
の異方性を利用して断面が台形状の一導電型の第1の化
合物半導体層を前記基板上に形成する工程と、前記第1
の化合物半導体層上に結晶面方位に基づく成長の異方性
を利用して前記台形の斜面部の膜厚は平面部の膜厚より
も薄くなっている反対導電型の第2の化合物半導体層を
形成する工程と、前記第2の化合物半導体層上に反対導
電型の第3の化合物半導体層を形成する工程と、前記平
面部の第3の化合物半導体層上に電極を形成する工程
と、前記斜面部の第3の化合物半導体層を選択的に除去
し、前記第2の化合物半導体層を表出する工程と、表出
した前記第2の化合物半導体層上に電極を形成する工程
とを有するヘテロ接合バイポーラトランジスタの製造方
法によって達成され、第14に、前記平面部の第3の化
合物半導体層上に電極を形成する工程は、前記第3の化
合物半導体層の平面部が露出するように耐エッチング性
膜を形成し、露出した前記第3の化合物半導体層の平面
部上に電極を形成し、前記耐エッチング性膜を除去する
工程からなることを特徴とする第13の発明に記載のヘ
テロ接合バイポーラトランジスタの製造方法によって達
成され、第15に、前記基板の結晶面方位は、<100
>方向或いは前記<100>方向と等価な方向を有し、
前記台形の斜面部の結晶面は、<111>A方向或いは
前記<111>A方向と等価な方向を有することを特徴
とする第10,第13及び第14の発明のいずれかに記
載のヘテロ接合バイポーラトランジスタの製造方法によ
って達成される。
The first object is to provide a first compound semiconductor layer having a trapezoidal cross section with one conductivity type and a trapezoidal slope formed on the first compound semiconductor layer. Part of the second compound semiconductor layer of opposite conductivity type having a smaller film thickness than that of the flat surface part, and the third compound of one conductivity type formed on the second compound semiconductor layer of the trapezoidal slope part. A second aspect of the present invention is achieved by a heterojunction bipolar transistor having a compound semiconductor layer and an electrode connected to the second compound semiconductor layer of the planar portion, and secondly, the second compound semiconductor layer is the trapezoidal planar portion. In the heterojunction bipolar transistor according to the first aspect of the present invention, the carrier concentration is higher than that in the slope portion.
Thirdly, the second compound semiconductor layer is laterally separated by the trapezoidal plane portion.
And a fourth one conductivity type trapezoidal cross section.
And a second compound semiconductor layer of the opposite conductivity type formed on the first compound semiconductor layer, the second compound semiconductor layer having an opposite conductivity type, the film thickness being thinner in the flat portion of the trapezoid than in the slope portion, Heterojunction bipolar transistor having a third compound semiconductor layer of one conductivity type formed on the second compound semiconductor layer in the plane part of the above and an electrode connected to the second compound semiconductor layer in the sloped part Achieved by the fifth
In the heterojunction bipolar transistor according to the fourth aspect of the invention, the second compound semiconductor layer has a higher carrier concentration in the inclined surface of the trapezoid than in the flat surface. According to a sixth aspect of the present invention, there is provided the heterojunction bipolar transistor according to the fourth or fifth aspect of the invention, wherein the second and third compound semiconductor layers are laterally separated by the trapezoidal planar portion. Seventh, the first compound semiconductor layer is a collector layer or an emitter layer, the second compound semiconductor layer is a base layer, and the third compound semiconductor layer is an emitter layer or a collector layer. And a step of forming a selective growth mask on a substrate of one conductivity type, and a crystal by the selective growth mask. Forming a first compound semiconductor layer of one conductivity type having a trapezoidal cross section on the substrate by utilizing anisotropy of growth based on the orientation, and a crystal plane orientation on the first compound semiconductor layer. Forming a second compound semiconductor layer of the opposite conductivity type in which the film thickness of the trapezoidal slope portion is smaller than the film thickness of the flat portion by utilizing the anisotropy of growth based on the above; Forming a third compound semiconductor layer having an opposite conductivity type on the compound semiconductor layer, and selectively etching the third compound semiconductor layer in the plane portion to expose the second compound semiconductor layer. And a step of forming electrodes on the exposed second compound semiconductor layer and on the third compound semiconductor layer remaining on the slope portion, respectively. Achieved, ninth, top The third compound semiconductor layer is formed, an etching resistant film is formed so that the top portion projects, and the third compound semiconductor layer is selectively etched from the projecting top portion to form the second compound semiconductor layer. Which is achieved by the method for producing a heterojunction bipolar transistor according to the eighth aspect of the present invention, and tenthly, by selectively etching the third compound semiconductor layer, On the second compound semiconductor layer, instead of exposing the second compound semiconductor layer and forming an electrode on the second compound semiconductor layer, the third compound semiconductor layer is selectively etched. And forming the electrode on the remaining third compound semiconductor layer, and then heating the electrode to penetrate the electrode to form the second compound semiconductor layer.
It is achieved by the method for manufacturing a heterojunction bipolar transistor according to the eighth or ninth invention, which is characterized in that the crystal plane orientation of the substrate is <100> direction or An eighth to a sixth aspect, which has a direction equivalent to the <100> direction and a crystal plane orientation of the trapezoidal slope portion is a <111> B direction or a direction equivalent to the <111> B direction. The present invention is achieved by the heterojunction bipolar transistor according to any one of the tenth invention, and twelfth, the crystal plane orientation of the substrate has a <100> direction or a direction equivalent to the <100> direction, and the slope portion The crystal plane orientation of the <311> A direction is <311> A, and the impurity imparting the other conductivity type to the second compound semiconductor layer is beryllium. It is achieved by the heterojunction bipolar transistor according according to any one, 13
A step of forming a selective growth mask on a substrate of one conductivity type, and a first compound of one conductivity type having a trapezoidal cross section by utilizing the anisotropy of growth based on the crystal plane orientation by the selective growth mask. Forming a semiconductor layer on the substrate;
On the compound semiconductor layer, the film thickness of the trapezoidal slope portion is thinner than the film thickness of the flat surface portion by utilizing the anisotropy of growth based on the crystal plane orientation. A step of forming a third compound semiconductor layer of opposite conductivity type on the second compound semiconductor layer, and a step of forming an electrode on the third compound semiconductor layer of the planar portion. A step of selectively removing the third compound semiconductor layer on the slope portion to expose the second compound semiconductor layer; and a step of forming an electrode on the exposed second compound semiconductor layer. 14th step of forming an electrode on the third compound semiconductor layer of the plane portion is performed by exposing the plane portion of the third compound semiconductor layer. Form an etching resistant film and expose A method for manufacturing a heterojunction bipolar transistor according to the thirteenth invention, which comprises the step of forming an electrode on the flat surface of the third compound semiconductor layer and removing the etching resistant film. Fifteenth, the crystal plane orientation of the substrate is <100
> Direction or a direction equivalent to the <100> direction,
15. The heterostructure according to any one of the tenth, thirteenth and fourteenth inventions, wherein the crystal plane of the trapezoidal slope has a <111> A direction or a direction equivalent to the <111> A direction. This is achieved by a method for manufacturing a junction bipolar transistor.

【0010】[0010]

【作用】本発明の半導体装置においては、断面が台形状
の一導電型の第1の化合物半導体層上に台形の斜面部で
平面部でよりも膜厚の薄くなっている反対導電型の第2
の化合物半導体層を有し、斜面部の第2の化合物半導体
層上に一導電型の第3の化合物半導体層を有する。
In the semiconductor device of the present invention, the first compound semiconductor layer of one conductivity type having a trapezoidal cross section has the trapezoidal slope surface portion of which the film thickness is smaller than that of the flat surface portion of the opposite conductivity type. Two
And the third compound semiconductor layer of one conductivity type is provided on the second compound semiconductor layer of the slope portion.

【0011】このような多層の化合物半導体層を形成す
るため、本発明の半導体装置の製造方法においては、成
長の結晶面異方性を利用して、<111>B面方位と<
100>面方位を有する第1の化合物半導体層上に第2
の化合物半導体層を形成している。このとき、形成され
た第2の化合物半導体層は、<100>方向に膜厚の厚
い部分を有し、<111>B方向に膜厚の薄い部分を有
する。
In order to form such a multi-layered compound semiconductor layer, in the method of manufacturing a semiconductor device of the present invention, the <111> B plane orientation and
Second on the first compound semiconductor layer having a 100> plane orientation
The compound semiconductor layer of is formed. At this time, the formed second compound semiconductor layer has a thick portion in the <100> direction and a thin portion in the <111> B direction.

【0012】この場合、例えば、第1の化合物半導体層
をコレクタ層又はエミッタ層とし、第2の化合物半導体
層をベース層とし、第3の化合物半導体層をエミッタ層
又はコレクタ層とすると、斜面部の第2の化合物半導体
層が真性ベース層となり、平面部の第2の化合物半導体
層が外部ベース層となる。従って、斜面部はコレクタ電
流が流れるトランジスタの主要部となる。
In this case, for example, when the first compound semiconductor layer is the collector layer or the emitter layer, the second compound semiconductor layer is the base layer, and the third compound semiconductor layer is the emitter layer or the collector layer, the sloped portion is formed. Of the second compound semiconductor layer becomes an intrinsic base layer, and the second compound semiconductor layer of the plane portion becomes an external base layer. Therefore, the slope portion becomes the main portion of the transistor through which the collector current flows.

【0013】上記によれば、外部ベース層は膜厚が厚い
ので、外部ベース層の抵抗を低減することができ、従っ
て、全体のベース抵抗を低減することができる。更に、
キャリア濃度の結晶面異方性を利用して、<100>面
方位を有する第2の化合物半導体層で<111>B面方
位を有する第2の化合物半導体層でよりもキャリア濃度
を選択的に高くすることができる。これにより、キャリ
ア濃度の低い真性ベース層とキャリア濃度の高い外部ベ
ース層とを同時に形成することができ、また、これによ
りベース抵抗を一層低減することができる。
According to the above, since the thickness of the external base layer is large, the resistance of the external base layer can be reduced, and therefore the overall base resistance can be reduced. Furthermore,
By utilizing the crystal plane anisotropy of the carrier concentration, the carrier concentration is more selectively selected in the second compound semiconductor layer having the <100> plane orientation than in the second compound semiconductor layer having the <111> B plane orientation. Can be higher. As a result, an intrinsic base layer having a low carrier concentration and an external base layer having a high carrier concentration can be formed at the same time, and the base resistance can be further reduced.

【0014】また、斜面部に<111>A面方位を有
し、平面部に<100>面方位を有する台形状の第1の
化合物半導体層上に成長の結晶面異方性を利用して第2
の化合物半導体層を形成したときには、斜面部及び平面
部での膜厚は上記の場合と逆になり、斜面部で平面部で
よりも膜厚の厚い第2の化合物半導体層を同時に形成す
ることができる。この場合は、上記と逆に斜面部の第2
の化合物半導体層が外部ベース層となり、平面部の第2
の化合物半導体層が真性ベース層となり、上記と同様
に、全体のベース抵抗を低減することができる。
Further, by utilizing the crystal plane anisotropy of growth on the trapezoidal first compound semiconductor layer having the <111> A plane orientation in the slope portion and the <100> plane orientation in the plane portion. Second
When the compound semiconductor layer is formed, the film thickness at the slope and the plane is opposite to the above case, and the second compound semiconductor layer having a larger thickness at the slope than at the plane is formed at the same time. You can In this case, on the contrary to the above,
Of the compound semiconductor layer as the external base layer,
The compound semiconductor layer of (1) serves as an intrinsic base layer, and the overall base resistance can be reduced in the same manner as above.

【0015】更に、本発明の半導体装置の製造方法によ
れば、トランジスタを構成する第1〜第3の化合物半導
体層を表面処理やイオン注入等の他の工程を挟まないで
連続して形成することができる。従って、成膜途中での
外部汚染や半導体層へのダメージの導入を防止すること
ができる。更に、最上層の第3の化合物半導体層に頂部
を形成し、この頂部が突出するようにレジスト膜を形成
しているので、レジスト膜のパターニングが不要とな
る。
Further, according to the method of manufacturing a semiconductor device of the present invention, the first to third compound semiconductor layers forming the transistor are continuously formed without interposing other steps such as surface treatment and ion implantation. be able to. Therefore, it is possible to prevent external contamination and introduction of damage to the semiconductor layer during film formation. Further, since the top is formed on the uppermost third compound semiconductor layer and the resist film is formed so that the top projects, the patterning of the resist film is not necessary.

【0016】また、斜面部で<311>A方向の面方位
を有する台形状の第1の化合物半導体層結晶上に成長の
結晶面異方性を利用して第2の化合物半導体層を形成す
ると、斜面部の第2の化合物半導体層は<311>A方
向の面方位を有する。このような第2の化合物半導体層
にBeがドープされている場合、トランジスタの動作時
に印加される電界及び電流によりBeが第1及び第3の
化合物半導体層の方へマイグレーションするのを抑制す
ることができ、これにより、第2の化合物半導体層の濃
度低下によるトランジスタ特性の変動を防止することが
できる。
Further, when the second compound semiconductor layer is formed by utilizing the crystal plane anisotropy of the growth on the trapezoidal first compound semiconductor layer crystal having the plane orientation of <311> A direction in the slope portion. The second compound semiconductor layer on the slope has a plane orientation of <311> A direction. When Be is doped in such a second compound semiconductor layer, it is possible to prevent Be from migrating toward the first and third compound semiconductor layers due to an electric field and a current applied during the operation of the transistor. This makes it possible to prevent the transistor characteristics from varying due to the decrease in the concentration of the second compound semiconductor layer.

【0017】更に、第3の化合物半導体層を分離し、第
2の化合物半導体層上に電極を形成するため、第2の化
合物半導体層上の第3の化合物半導体層を除去する際、
全部除去せずに、薄く残している。従って、第2の化合
物半導体層の全体が第3の化合物半導体層により被覆さ
れる。従って、第2の化合物半導体層をベース層とする
場合、この薄い第3の化合物半導体層が外部ベース層を
被覆するガードリングの機能を果たし、HBTの特性及
び信頼性の向上を図ることができる。
Further, since the third compound semiconductor layer is separated and an electrode is formed on the second compound semiconductor layer, when removing the third compound semiconductor layer on the second compound semiconductor layer,
I did not remove everything, but left it thin. Therefore, the entire second compound semiconductor layer is covered with the third compound semiconductor layer. Therefore, when the second compound semiconductor layer is used as the base layer, the thin third compound semiconductor layer functions as a guard ring that covers the external base layer, and the characteristics and reliability of the HBT can be improved. .

【0018】また、平面部に外部ベース層を形成し、コ
レクタ層を上層に、エミッタ層を基板側に形成した場
合、平面部の外部ベース層を分離すると、ベース及びコ
レクタが分離され、エミッタを共通とする2つのトラン
ジスタが並列に接続された差動増幅器を作成することが
できる。この場合、両方のトランジスタを互いにすぐ近
くに形成することができるので、2つのトランジスタの
製造ばらつきを小さくすることができ、特性の揃ったも
のを作成することができる。
Further, when the external base layer is formed on the flat surface portion, the collector layer is formed on the upper layer, and the emitter layer is formed on the substrate side, when the external base layer on the flat surface portion is separated, the base and the collector are separated to separate the emitter. It is possible to create a differential amplifier in which two common transistors are connected in parallel. In this case, both transistors can be formed in the immediate vicinity of each other, so that the manufacturing variation of the two transistors can be reduced and a transistor having uniform characteristics can be manufactured.

【0019】更に、上記と逆に斜面部に外部ベース層を
形成した場合、平面部のコレクタ層及び真性ベース層を
分離することにより、上記と同様に特性の揃った2つの
トランジスタからなる差動増幅器を作成することができ
る。
Further, in the case where the external base layer is formed on the sloped portion, contrary to the above, by separating the collector layer and the intrinsic base layer in the planar portion, a differential transistor composed of two transistors having the same characteristics as the above is formed. An amplifier can be created.

【0020】[0020]

【実施例】以下、図面を参照しながら、本発明の実施例
について説明する。 (1)本発明の第1の実施例に係るHBTの製造方法に
ついての説明 図1(a)〜(c),図2,図3(a),(b),図4
(a)〜(c),図5(a)〜(c)は、本発明の第1
の実施例に係るHBTの製造方法について示す断面図で
ある。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. (1) Description of the manufacturing method of HBT which concerns on the 1st Example of this invention FIG.1 (a)-(c), FIG.2, FIG.3 (a), (b), FIG.
(A)-(c) and FIG. 5 (a)-(c) are the 1st of this invention.
FIG. 6 is a cross-sectional view showing the method of manufacturing the HBT according to the example of FIG.

【0021】まず、図1(a)に示すように、MBE法
(分子線エピタキシ法),GSMBE法(ガスソース分
子線エピタキシ法),MOMBE法(有機金属分子線エ
ピタキシ法),CBE法又はMOCVD法(有機金属気
相成長法)等により、半絶縁性のGaAs基板11の
(001)面上に濃度約5×1018cm-3のSiをドー
プした例えば膜厚約400nmのn+ −GaAs層(第
1のサブコレクタ層)12を形成する。
First, as shown in FIG. 1A, the MBE method (molecular beam epitaxy method), the GSMBE method (gas source molecular beam epitaxy method), the MONBE method (organic metal molecular beam epitaxy method), the CBE method or the MOCVD method. N + -GaAs having a film thickness of about 400 nm, which is obtained by doping the (001) plane of the semi-insulating GaAs substrate 11 with Si at a concentration of about 5 × 10 18 cm −3 by a method such as metal organic chemical vapor deposition. The layer (first subcollector layer) 12 is formed.

【0022】次いで、図1(b)に示すように、膜厚約
100nmのSiON膜(選択成長マスク)12を形成
した後、パターニングし、10μm×10μmの開口1
4を有する選択成長マスク12形成する。このとき、図
2に示すように、長手方向が<110>方向となるよう
にパターン配置してある。次に、MOMBE法,CBE
法又はMOCVD法等選択成長が可能なエピタキシャル
成長法を用いて、開口14の底部のGaAs基板11上
にコレクタ層、ベース層及びエミッタ層を順次形成す
る。以下、図1(c),図2,図3(a),(b)を参
照しながら各層の形成方法について説明する。成膜にお
いて成長の結晶面方位を利用する。
Next, as shown in FIG. 1B, after forming a SiON film (selective growth mask) 12 having a film thickness of about 100 nm, patterning is performed and an opening 1 of 10 μm × 10 μm is formed.
The selective growth mask 12 having No. 4 is formed. At this time, as shown in FIG. 2, the patterns are arranged such that the longitudinal direction is the <110> direction. Next, MONBE method, CBE
A collector layer, a base layer and an emitter layer are sequentially formed on the GaAs substrate 11 at the bottom of the opening 14 by using an epitaxial growth method such as a MOCVD method or a MOCVD method. Hereinafter, a method of forming each layer will be described with reference to FIGS. 1C, 2, and 3A and 3B. The crystal plane orientation of growth is used in film formation.

【0023】即ち、図1(c)に示すように、Gaの分
子線、Asの分子線及びn型のドーパントとしてのSi
の分子線を用いて、膜厚2μm,Si濃度5×1018
-3を有するn+ −GaAs層(第2のサブコレクタ
層)15を形成する。このとき、<111>B方向の成
長速度が<001>方向の成長速度よりも小さくなるよ
うな条件を用いて形成する。例えば、GSMBE法で
は、TEGa,AsH3 ,Si2 6 を用いて、成長温
度(Ts)580℃,V/III 比約5の条件で成長させ
る。これにより、n+ −GaAs層(第2のサブコレク
タ層)15は図2に示すような台形状になる。台形の上
部平面部15aの面方位は<001>方向になり、長手方
向に沿う斜面部15b,15cの面方位は<111>B方向
となる。なお、長手方向に面する斜面部15d,15eの面
方位は<111>A方向となる。
That is, as shown in FIG. 1C, a Ga molecular beam, an As molecular beam and Si as an n-type dopant are used.
2μm, Si concentration 5 × 10 18 c
An n + -GaAs layer (second subcollector layer) 15 having m −3 is formed. At this time, it is formed under the condition that the growth rate in the <111> B direction is lower than the growth rate in the <001> direction. For example, in the GSMBE method, TEGa, AsH 3 , and Si 2 H 6 are used and grown at a growth temperature (Ts) of 580 ° C. and a V / III ratio of about 5. As a result, the n + -GaAs layer (second subcollector layer) 15 has a trapezoidal shape as shown in FIG. The plane orientation of the trapezoidal upper flat portion 15a is in the <001> direction, and the plane orientations of the inclined surfaces 15b and 15c along the longitudinal direction are in the <111> B direction. The plane orientations of the slope portions 15d and 15e facing in the longitudinal direction are the <111> A direction.

【0024】次いで、図2に示すように、Gaの分子
線、Asの分子線及びn型のドーパントとしてのSiの
分子線を用いて、Si濃度3×1016cm-3を有するn
−GaAs層(コレクタ層)16を形成する。このと
き、<111>B方向の成長速度が<001>方向の成
長速度とほぼ同じか、多少小さくなるような条件を用い
て形成する。例えば、TEGa,As4 ガスを用い、T
s=580℃の条件を用いる。これにより、<111>
B面方位を有する斜面部15b,15cでの膜厚は約400
nmとなり、<001>面方位を有する平面部15aでの
膜厚は約600nmとなる。n+ −GaAs層(第2の
サブコレクタ層)15とn−GaAs層(コレクタ層)
16が第1の化合物半導体層を構成する。
Next, as shown in FIG. 2, n having a Si concentration of 3 × 10 16 cm -3 is used by using a Ga molecular beam, an As molecular beam and a Si molecular beam as an n-type dopant.
-A GaAs layer (collector layer) 16 is formed. At this time, it is formed under the condition that the growth rate in the <111> B direction is almost the same as or slightly smaller than the growth rate in the <001> direction. For example, using TEGa, As 4 gas, T
The condition of s = 580 ° C. is used. This gives <111>
The film thickness on the slopes 15b and 15c having the B-plane orientation is about 400.
nm, and the film thickness on the plane portion 15a having the <001> plane orientation is about 600 nm. n + -GaAs layer (second subcollector layer) 15 and n-GaAs layer (collector layer)
16 constitutes the first compound semiconductor layer.

【0025】次に、図3(a),(b)に示すように、
Gaの分子線、Asの分子線及びp型のドーパントとし
てのBeの分子線を用いて、Be濃度4×1019cm-3
を有するp−GaAs層(ベース層;第2の化合物半導
体層)17を形成する。このとき、<111>B方向の
成長速度が<001>方向の成長速度よりも小さくなる
ような条件を用いて形成する。例えば、TMGa,As
4 ガスを用い、Ts=580℃及びV/III 比<1の条
件を用いる。これにより、n−GaAs層16の斜面部
16b,16c<111>B方向で膜厚約70nmの真性ベ
ース層17b,17cが、n−GaAs層16の平面部16a
<001>方向で膜厚約150nmの外部ベース層17a
が形成される。
Next, as shown in FIGS. 3 (a) and 3 (b),
Using a Ga molecular beam, an As molecular beam and a Be molecular beam as a p-type dopant, the Be concentration is 4 × 10 19 cm −3.
Forming a p-GaAs layer (base layer; second compound semiconductor layer) 17 having At this time, it is formed under the condition that the growth rate in the <111> B direction is lower than the growth rate in the <001> direction. For example, TMGa, As
Using 4 gases, the conditions of Ts = 580 ° C. and V / III ratio <1 are used. Thereby, the slope portion of the n-GaAs layer 16
16b, 16c The intrinsic base layers 17b, 17c having a film thickness of about 70 nm in the <111> B direction are the plane portions 16a of the n-GaAs layer 16.
External base layer 17a having a film thickness of about 150 nm in the <001> direction
Is formed.

【0026】なお、成長条件を適当に選ぶことにより、
<001>方向に成長するベース層中の不純物濃度を<
111>B方向に成長するベース層中の不純物濃度より
も高くすることができる。従って、斜面部のベース層17
b,17cのキャリア濃度約4×1019cm-3に対して平
面部のベース層17aのキャリア濃度を1×1020〜10
21cm-3程度に高くすることができ、一層ベース抵抗を
下げることができる。
By appropriately selecting the growth conditions,
The impurity concentration in the base layer grown in the <001> direction is set to <
It can be made higher than the impurity concentration in the base layer grown in the 111> B direction. Therefore, the base layer 17 of the slope portion
For the carrier concentration of about 4 × 10 19 cm −3 for b and 17c, the carrier concentration of the base layer 17a in the flat portion is 1 × 10 20 to
It can be increased to about 21 cm −3 , and the base resistance can be further reduced.

【0027】次いで、Alの分子線、Gaの分子線、A
sの分子線及びn型のドーパントとしてのSiの分子線
を用いて、3層の化合物半導体層18a,18b,18cから
なる層18を形成する。このとき、<111>B方向の
成長速度が<001>方向の成長速度とほぼ同じか、多
少小さくなるような条件を用いて形成する。例えば、T
MAAl(トリメチルアミンアラン),TEGa,As
3 ,Si2 6 のガスを用い、Ts=580℃及びV
/III 比=20の条件を用いる。これにより、第1層目
にSi濃度3×1017cm-3,斜面部15b,15c<11
1>B方向での膜厚約30nmを有するAl組成比0.
3のn−AlGaAs層18aが、第2層目にSi濃度3
×1017cm-3,斜面部15b,15c<111>B方向で
の膜厚約30nmを有し、Al組成比が0.3から0ま
で漸減するn−AlGaAs層とこの層に続くSi濃度
3×1017cm-3,斜面部15b,15c<111>B方向
での膜厚約100nmを有するn−GaAs層とからな
るn−AlGaAs層/n−GaAs層18bが、第3層
目にSi濃度5×1018cm-3,斜面部15b,15c<1
11>B方向での膜厚約100nmを有するn+ −Ga
As層18cがそれぞれ形成される。
Then, Al molecular beam, Ga molecular beam, A
Using the molecular beam of s and the molecular beam of Si as an n-type dopant, the layer 18 including the three compound semiconductor layers 18a, 18b, and 18c is formed. At this time, it is formed under the condition that the growth rate in the <111> B direction is almost the same as or slightly smaller than the growth rate in the <001> direction. For example, T
MAAl (trimethylamine alane), TEGa, As
Using H 3 and Si 2 H 6 gases, Ts = 580 ° C. and V
The condition of / III ratio = 20 is used. As a result, the first layer has a Si concentration of 3 × 10 17 cm −3 and slopes 15b and 15c <11.
Al composition ratio having a film thickness of about 30 nm in the 1> B direction of 0.
The n-AlGaAs layer 18a of No. 3 has a Si concentration of 3 in the second layer.
An n-AlGaAs layer having a thickness of about 10 nm at 10 17 cm -3 , slopes 15b and 15c in the <111> B direction, and an Al composition ratio gradually decreasing from 0.3 to 0, and a Si concentration following this layer. An n-AlGaAs layer / n-GaAs layer 18b composed of an n-GaAs layer having a thickness of 3 × 10 17 cm −3 and a thickness of about 100 nm in the inclined surface portions 15b and 15c <111> B is formed as the third layer. Si concentration 5 × 10 18 cm -3 , slopes 15b, 15c <1
N + -Ga having a film thickness of about 100 nm in the 11> B direction
As layers 18c are respectively formed.

【0028】次に、Inの分子線、Gaの分子線、As
の分子線及びn型のドーパントとしてのSiの分子線を
用いて、Si濃度5×1019cm-3,膜厚約100nm
を有するn+ −GaAs層(エミッタコンタクト層)1
9を形成する。このとき、n + −GaAs層19の上部
先端に頂部が形成される。全体の断面形状は三角形状に
なる。
Next, the In molecular beam, Ga molecular beam, As
And the molecular beam of Si as an n-type dopant
Use, Si concentration 5 × 1019cm-3, Film thickness about 100nm
N with+-GaAs layer (emitter contact layer) 1
9 is formed. At this time, n +-Above the GaAs layer 19
A tip is formed at the tip. The overall cross-sectional shape is triangular
Become.

【0029】次いで、図4(a)に示すように、レジス
ト膜或いはポリイミド膜(耐エッチング成膜)20を回
転塗布法により形成する。このとき、n+ −GaAs層
19の頂部が突出するようにレジスト膜或いはポリイミ
ド膜20を形成する。次に、図4(b)に示すように、
3 PO4 +H2 2 +H2 Oの混合液を用い、耐エッ
チング成膜20をマスクとして、n+ −GaAs層1
9、3層の化合物半導体層18をエッチングし、除去す
る。これにより、台形の平面部16a上方のp−GaAs
層17aが表出する。斜面部16b,16cに残るn層及びn
+ 層がエミッタ層18d,18e及びエミッタコンタクト層
19a,19bとなる。なお、エミッタ層18d,18e及びエ
ミッタコンタクト層19a,19bが第3の化合物半導体層
を構成する。
Next, as shown in FIG. 4A, a resist film or a polyimide film (etching resistant film) 20 is formed by spin coating. At this time, the resist film or the polyimide film 20 is formed so that the top of the n + -GaAs layer 19 is projected. Next, as shown in FIG.
Using a mixed solution of H 3 PO 4 + H 2 O 2 + H 2 O and using the etching resistant film 20 as a mask, the n + -GaAs layer 1
The nine and three compound semiconductor layers 18 are etched and removed. As a result, p-GaAs above the trapezoidal flat portion 16a is formed.
The layer 17a is exposed. N layers and n remaining on the slopes 16b and 16c
+ Layer is emitter layer 18d, 18e and emitter contact layer
19a and 19b. The emitter layers 18d and 18e and the emitter contact layers 19a and 19b form a third compound semiconductor layer.

【0030】次いで、図4(c)に示すように、耐エッ
チング成膜20をマスクとして、AuBe又はTi/P
t/Au等からなる導電膜21を堆積した後、耐エッチ
ング性膜20を除去する。リフトオフによりp−GaA
s層17a上に選択的にベース電極21aが形成される。次
に、図5(a)に示すように、全面に膜厚100〜20
0nmのポリイミド膜又はSiO2 膜やSiON膜等の
絶縁膜22を形成する。
Next, as shown in FIG. 4C, AuBe or Ti / P is used with the etching resistant film 20 as a mask.
After depositing the conductive film 21 made of t / Au or the like, the etching resistant film 20 is removed. Lift off p-GaA
A base electrode 21a is selectively formed on the s layer 17a. Next, as shown in FIG. 5A, a film thickness of 100 to 20 is formed on the entire surface.
An insulating film 22 such as a 0 nm polyimide film or a SiO 2 film or a SiON film is formed.

【0031】次いで、図5(b)に示すように、台形の
平面部16a上部の絶縁膜22上、及びコレクタ電極を形
成すべき領域にレジスト膜23を形成した後、全面にT
i/Pt/Auからなる合計膜厚100nmの導電膜2
4を形成する。次に、リフトオフによりレジスト膜23
上の金属膜24を除去し、斜面部16b,16c上のエミッ
タコンタクト層19a,19bに接続するエミッタ電極24
a,24bを形成する。
Next, as shown in FIG. 5B, a resist film 23 is formed on the insulating film 22 above the trapezoidal flat surface portion 16a and in the region where the collector electrode is to be formed, and then T is formed on the entire surface.
Conductive film 2 made of i / Pt / Au and having a total film thickness of 100 nm
4 is formed. Next, the resist film 23 is lifted off.
The upper metal film 24 is removed, and the emitter electrode 24 is connected to the emitter contact layers 19a and 19b on the slope portions 16b and 16c.
a and 24b are formed.

【0032】次いで、図5(c)に示すように、全面に
SiO2 等からなる絶縁膜25を形成する。続いて、ト
ランジスタの両側のサブコレクタ層12上の絶縁膜1
3,25に開口26a,26bを形成した後、サブコレクタ
層12と接続するコレクタ電極27a,27bを形成する。
これにより、HBTが完成する。上記のようにして作成
されたHBTにおいては、斜面部のコレクタ層16b,16
c上に膜厚が薄く、かつキャリア濃度の低い真性ベース
層17b,17cが形成され、真性ベース層17b,17c上に
エミッタ層18d,18e及びエミッタコンタクト層19a,
19bが形成されており、斜面部がトランジスタの主要部
となる。
Next, as shown in FIG. 5C, an insulating film 25 made of SiO 2 or the like is formed on the entire surface. Then, the insulating film 1 on the subcollector layer 12 on both sides of the transistor
After forming openings 26a and 26b in 3 and 25, collector electrodes 27a and 27b connected to the sub-collector layer 12 are formed.
This completes the HBT. In the HBT produced as described above, the collector layers 16b, 16
Intrinsic base layers 17b and 17c having a small film thickness and low carrier concentration are formed on c, and the emitter layers 18d and 18e and the emitter contact layers 19a and 19c are formed on the intrinsic base layers 17b and 17c.
19b is formed, and the slope portion becomes the main portion of the transistor.

【0033】コレクタ電流はこの斜面部を垂直に流れ、
エミッタ接地の場合、コレクタ電流はコレクタ電極26
a,26b/サブコレクタ層12,15/コレクタ層16
/真性ベース層17b,17c/エミッタ層18d,18e/エ
ミッタ電極24a,24bという経路で流れる。一方、平面
部のコレクタ層16a上に膜厚が厚く、かつキャリア濃度
の高い外部ベース層17aが形成され、外部ベース層17a
上にベース電極21aが形成されている。エミッタ接地の
場合、主なベース電流はベース電極21a/外部ベース層
17a/真性ベース層17b,17c/エミッタ層18d,18e
/エミッタ電極24a,24bという経路で流れる。
The collector current flows vertically through this slope,
If the emitter is grounded, the collector current is 26
a, 26b / sub-collector layer 12, 15 / collector layer 16
/ Intrinsic base layers 17b, 17c / emitter layers 18d, 18e / emitter electrodes 24a, 24b. On the other hand, the external base layer 17a having a large film thickness and a high carrier concentration is formed on the flat collector layer 16a.
A base electrode 21a is formed on the top. In the case of grounded emitter, the main base current is the base electrode 21a / external base layer
17a / intrinsic base layer 17b, 17c / emitter layer 18d, 18e
/ Emitter electrodes 24a and 24b flow.

【0034】以上のように、本発明の第1の実施例によ
れば、成長の結晶面異方性を利用して、<111>B面
方位と<001>面方位を有するコレクタ層16上にベ
ース層を形成しているので、<111>B方向に膜厚の
厚い部分を有する外部ベース層17aと、<001>方向
に膜厚の薄い部分を有する真性ベース層17b,17cを同
時に形成することができる。
As described above, according to the first embodiment of the present invention, by utilizing the crystal plane anisotropy of growth, on the collector layer 16 having the <111> B plane orientation and the <001> plane orientation. Since the base layer is formed on the substrate, the external base layer 17a having a thick portion in the <111> B direction and the intrinsic base layers 17b and 17c having a thin portion in the <001> direction are simultaneously formed. can do.

【0035】また、このような膜厚の厚い外部ベース層
17aにベース電極21aを形成することにより、外部ベー
ス層17aの抵抗を低減でき、これにより、全体のベース
抵抗を低減することができる。更に、キャリア濃度の結
晶面異方性を利用して、<111>B面方位を有する外
部ベース層17aのキャリア濃度を選択的に高くすること
ができるので、ベース抵抗を一層低減することができ
る。
The external base layer having such a large film thickness
By forming the base electrode 21a on 17a, the resistance of the external base layer 17a can be reduced, and thus the overall base resistance can be reduced. Further, since the crystal plane anisotropy of the carrier concentration can be utilized to selectively increase the carrier concentration of the external base layer 17a having the <111> B plane orientation, the base resistance can be further reduced. .

【0036】また、上記ベース層17a〜17cを含むトラ
ンジスタを構成するコレクタ層16やエミッタ層18d/
19a,18e/19bを表面処理やイオン注入等の他の工程
を挟まないで連続して形成している。従って、成膜途中
での外部汚染や半導体層へのダメージの導入を防止する
ことができる。更に、エミッタコンタクト層19の頂部
を形成し、この頂部が突出するようにレジスト膜20を
形成しているので、レジスト膜20のパターニングが不
要となる。
Further, the collector layer 16 and the emitter layer 18d / constituting the transistor including the base layers 17a to 17c.
19a and 18e / 19b are continuously formed without interposing other steps such as surface treatment and ion implantation. Therefore, it is possible to prevent external contamination and introduction of damage to the semiconductor layer during film formation. Further, since the top of the emitter contact layer 19 is formed and the resist film 20 is formed so that this top projects, the patterning of the resist film 20 is unnecessary.

【0037】なお、斜面部の結晶面方位が<111>B
方向である結晶層を成長しているが、Ts<550℃と
することにより、斜面部の結晶面方位が<311>A方
向である結晶層を形成することも可能である。この場
合、斜面部のベース層も<311>A方向の面方位を有
する。これにより、トランジスタの動作時に印加される
電界及び電流により、ベース層にドープされたBeがエ
ミッタ層又はコレクタ層にマイグレーションするのを抑
制することができ、ベース層の濃度低下による特性変動
を防止することができる。
The crystal plane orientation of the slope portion is <111> B.
Although the crystal layer having the crystal orientation is grown, it is possible to form the crystal layer having the crystal plane orientation of the slope portion in the <311> A direction by setting Ts <550 ° C. In this case, the base layer of the inclined surface portion also has a plane orientation of <311> A direction. Thereby, Be doped in the base layer can be prevented from migrating to the emitter layer or the collector layer due to the electric field and the current applied during the operation of the transistor, and the characteristic variation due to the concentration decrease of the base layer can be prevented. be able to.

【0038】また、上記では結晶面方位を<111>B
方向、<001>方向に特定しているが、第1の実施例
はこれと等価な結晶面方位に対しても有効である。例え
ば、<001>方向に等価な結晶面方位の一例として<
100>方向がある。 (2)本発明の第2の実施例に係るHBTの構成につい
ての説明 図6(a)〜(c),図7は、本発明の第2の実施例に
係るHBTの製造方法の要部工程について示す断面図で
ある。
In the above, the crystal plane orientation is <111> B.
Although the directions are specified as the <001> direction, the first embodiment is also effective for the crystal plane orientation equivalent to this. For example, as an example of the crystal plane orientation equivalent to the <001> direction, <
There is a 100> direction. (2) Description of Configuration of HBT According to Second Embodiment of the Present Invention FIGS. 6A to 6C and FIG. 7 are main parts of a method for manufacturing an HBT according to a second embodiment of the present invention. It is sectional drawing shown about a process.

【0039】図4(a)の後、図6(a)に示すよう
に、エミッタコンタクト層19及びエミッタ層18をエ
ッチングする際、エミッタ層18を除去しないで、台形
の平面部16aのベース層17aの上に薄い層18fを残す。
次いで、図6(b)に示すように、耐エッチング性膜2
0をマスクとして全面にAuBe膜21を堆積し、薄い
層18f上に導電膜21aを形成する。
As shown in FIG. 6A after FIG. 4A, when the emitter contact layer 19 and the emitter layer 18 are etched, the emitter layer 18 is not removed and the base layer of the trapezoidal flat portion 16a is removed. A thin layer 18f is left on 17a.
Next, as shown in FIG. 6B, the etching resistant film 2
An AuBe film 21 is deposited on the entire surface using 0 as a mask, and a conductive film 21a is formed on the thin layer 18f.

【0040】次に、図6(c)に示すように、耐エッチ
ング性膜20を除去した後、加熱処理を行う。これによ
り、導電膜21aは、薄い層18fを突き抜けて、ベース層
17aと接続される。その後、図5(a)〜(c)と同様
な工程を経て、図7に示すHBTが作成される。
Next, as shown in FIG. 6C, after the etching resistant film 20 is removed, a heat treatment is performed. As a result, the conductive film 21a penetrates the thin layer 18f, and the base layer
It is connected to 17a. Then, the HBT shown in FIG. 7 is created through the same steps as those in FIGS.

【0041】以上のように、上記のようにして作成され
たHBTにおいては、真性ベース層17b,17cがエミッ
タ層18d,18eにより被覆されているのみならず、外部
ベース層17aが薄い層18fにより被覆されている。従っ
て、この被覆層18fがガードリングの機能を果たし、H
BTの特性及び信頼性の向上を図ることが出来る。 (3)本発明の第3の実施例に係るHBTの構成につい
ての説明 次に、図8を参照しながら第3の実施例に係るHBTの
構成について説明する。図8はHBTの断面図および等
価回路図である。
As described above, in the HBT produced as described above, not only the intrinsic base layers 17b and 17c are covered with the emitter layers 18d and 18e, but also the external base layer 17a is formed by the thin layer 18f. It is covered. Therefore, this coating layer 18f functions as a guard ring, and H
It is possible to improve the characteristics and reliability of BT. (3) Description of Configuration of HBT according to Third Embodiment of Present Invention Next, a configuration of an HBT according to the third embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 8 is a sectional view and an equivalent circuit diagram of the HBT.

【0042】第1及び第2の実施例で説明したHBTと
異なるところは、図8に示すように、半絶縁性のGaA
s基板11側にエミッタコンタクト層12及び15と、
エミッタ層16が形成され、また、斜面部のエミッタ層
16上に真性ベース層17f,17gが、平面部のエミッタ
層16上に外部ベース層17d,17eが形成され、更に、
斜面部のエミッタ層16上にコレクタ層18g,18hと、
サブコレクタ層19c,19dが形成されていることであ
る。
The difference from the HBT described in the first and second embodiments is that, as shown in FIG. 8, a semi-insulating GaA is used.
the emitter contact layers 12 and 15 on the s substrate 11 side,
The emitter layer 16 is formed, the intrinsic base layers 17f and 17g are formed on the sloped emitter layer 16, and the external base layers 17d and 17e are formed on the planar emitter layer 16.
Collector layers 18g, 18h on the emitter layer 16 on the sloped surface,
That is, the subcollector layers 19c and 19d are formed.

【0043】更に、平面部の外部ベース層17d,17eが
2つに分離され、それぞれの外部ベース層17d,17e上
にベース電極21b,21cが形成されていることである。
なお、他の符号24c,24dはコレクタ電極、26c,26d
は開口27c,27dを介してエミッタコンタクト層12と
接続されたエミッタ電極である。上記第3の実施例によ
れば、図8の下の図に示すように、ベースB1,B2及
びコレクタC1,C2が分離され、エミッタEを共通に
する2つのnpnトランジスタが並列に接続された差動
増幅器を作成することができる。この場合、両方のトラ
ンジスタを互いにすぐ近くに形成することができるの
で、2つのトランジスタの製造ばらつきが小さくなり、
特性の揃った対のトランジスタを作成することができ
る。 (4)本発明の第4の実施例に係るHBTの構成につい
ての説明 図9は本発明の第4の実施例に係るHBTの構成につい
て示す断面図である。図10は上記のHBTの作成工程
において、選択成長マスク33をマスクとして開口34
の底部の第1のサブコレクタ層32の上に第2のサブコ
レクタ層35を選択的に形成した後の状態を示す斜視図
である。
Further, the planar external base layers 17d and 17e are separated into two, and the base electrodes 21b and 21c are formed on the external base layers 17d and 17e, respectively.
The other reference numerals 24c and 24d are collector electrodes, and 26c and 26d.
Is an emitter electrode connected to the emitter contact layer 12 through the openings 27c and 27d. According to the third embodiment, as shown in the lower diagram of FIG. 8, the bases B1 and B2 and the collectors C1 and C2 are separated, and two npn transistors having the emitter E in common are connected in parallel. A differential amplifier can be created. In this case, both transistors can be formed in close proximity to each other, which reduces the manufacturing variation of the two transistors.
A pair of transistors with uniform characteristics can be manufactured. (4) Description of Configuration of HBT According to Fourth Embodiment of Present Invention FIG. 9 is a sectional view showing a configuration of an HBT according to a fourth embodiment of the present invention. FIG. 10 shows an opening 34 using the selective growth mask 33 as a mask in the above HBT forming process.
3 is a perspective view showing a state after a second subcollector layer 35 is selectively formed on the first subcollector layer 32 at the bottom of FIG.

【0044】第1〜第3の実施例と異なるところは、<
01(-1)>方向を長手方向としていることである。従っ
て、成長の結晶面異方性を利用して、第2のサブコレク
タ層35を形成した場合、平面部では<001>面方位
を有し、斜面部で<111>A面方位を有する台形状に
なる。このため、成長の結晶面異方性を利用して、この
上にベース層を形成した場合、平面部で膜厚が薄いベー
ス層37a、斜面部で膜厚が厚いベース層37b,37cが形
成される。
The difference from the first to third embodiments is that
The 01 (-1)> direction is the longitudinal direction. Therefore, when the second sub-collector layer 35 is formed by utilizing the crystal plane anisotropy of growth, a platform having a <001> plane orientation in a plane portion and a <111> A plane orientation in a slope portion is used. It becomes a shape. Therefore, when the base layer is formed on the base layer 37a by utilizing the crystal plane anisotropy of the growth, the base layer 37a having a small thickness in the flat surface portion and the base layers 37b and 37c having a large thickness in the slope portion are formed. To be done.

【0045】図中、他の符号31は半絶縁性のGaAs
基板で、この上に第1のサブコレクタ層32が形成され
ている。40a及び40bは斜面部のベース層37b,37c上
にそれぞれ形成されたベース電極、41はエミッタコン
タクト層39上に形成されたエミッタ電極、42は被覆
絶縁膜、44a及び44bは開口43a,43bを介してサブコ
レクタ層32と接続するコレクタ電極である。
In the figure, the other reference numeral 31 is semi-insulating GaAs.
The first sub-collector layer 32 is formed on the substrate. 40a and 40b are base electrodes formed on the base layers 37b and 37c of the inclined surface portion, 41 is an emitter electrode formed on the emitter contact layer 39, 42 is a covering insulating film, and 44a and 44b are openings 43a and 43b. It is a collector electrode connected to the sub-collector layer 32 through.

【0046】この場合には、平面部のベース層37aを真
性ベース層とし、斜面部のベース層37b,37cを外部ベ
ース層とし、平面部のベース層37a上にエミッタ層38
及びエミッタコンタクト層39を形成することにより、
第1〜第3の実施例と同様な作用・効果を得ることが出
来る。なお、上記第4の実施例においても、第3の実施
例のように、コレクタ層を上側にエミッタ層を半絶縁性
のGaAs基板側に形成することも可能である。
In this case, the base layer 37a in the plane portion is the intrinsic base layer, the base layers 37b and 37c in the slope portion are external base layers, and the emitter layer 38 is formed on the base layer 37a in the plane portion.
And by forming the emitter contact layer 39,
It is possible to obtain the same action and effect as those of the first to third embodiments. Also in the fourth embodiment, it is possible to form the collector layer on the upper side and the emitter layer on the semi-insulating GaAs substrate side as in the third embodiment.

【0047】また、その場合、平面部のコレクタ層を分
離することにより、第3の実施例のように、ベース層及
びコレクタ層が分離され、エミッタを共通とする2つの
トランジスタからなる差動増幅器を作成することができ
る。
Further, in this case, by separating the collector layer in the plane portion, the base layer and the collector layer are separated as in the third embodiment, and the differential amplifier is composed of two transistors having a common emitter. Can be created.

【0048】[0048]

【発明の効果】以上のように、本発明の半導体装置にお
いては、断面が台形状の一導電型の第1の化合物半導体
層上に台形の斜面部で平面部でよりも膜厚の薄くなって
いる反対導電型の第2の化合物半導体層を有し、斜面部
の第2の化合物半導体層上に一導電型の第3の化合物半
導体層を有する。
As described above, in the semiconductor device of the present invention, the trapezoidal slope portion has a thinner film thickness than the flat surface portion on the first compound semiconductor layer of one conductivity type having a trapezoidal cross section. The second compound semiconductor layer of opposite conductivity type is provided, and the third compound semiconductor layer of one conductivity type is provided on the second compound semiconductor layer of the inclined surface portion.

【0049】このような多層の化合物半導体層を形成す
るため、本発明の半導体装置の製造方法においては、成
長の結晶面異方性を利用して、<111>B面方位と<
100>面方位を有する第1の化合物半導体層上に第2
の化合物半導体層を形成し、<100>方向に膜厚の厚
い部分を有する第2の化合物半導体層と、<111>B
方向に膜厚の薄い部分を有する第2の化合物半導体層と
を形成している。
In order to form such a multi-layered compound semiconductor layer, in the semiconductor device manufacturing method of the present invention, the <111> B plane orientation and <111> B plane orientation are utilized by utilizing the crystal plane anisotropy of growth.
Second on the first compound semiconductor layer having a 100> plane orientation
A second compound semiconductor layer having a thick portion in the <100> direction, and a <111> B
And a second compound semiconductor layer having a thin portion in the direction.

【0050】この場合、第2の化合物半導体層をベース
層とすることにより、斜面部に真性ベース層を、平面部
に外部ベース層を同時に形成することができる。また、
外部ベース層は膜厚が厚いので、外部ベース層の抵抗を
低減することができ、従って、全体のベース抵抗を低減
することができる。また、斜面部に<111>A面方位
を有し、平面部に<100>面方位を有する台形状の第
1の化合物半導体層上に成長の結晶面異方性を利用して
第2の化合物半導体層を形成する場合には、斜面部及び
平面部での膜厚は上記の場合と逆になり、斜面部で平面
部でよりも膜厚の厚い第2の化合物半導体層を同時に形
成することができる。この場合には、上記と逆に斜面部
の第2の化合物半導体層が外部ベース層となり、平面部
の第2の化合物半導体層が真性ベース層となり、上記と
同様に、全体のベース抵抗を低減することができる。
In this case, by using the second compound semiconductor layer as the base layer, it is possible to simultaneously form the intrinsic base layer on the inclined surface portion and the external base layer on the flat surface portion. Also,
Since the external base layer has a large film thickness, the resistance of the external base layer can be reduced, and thus the overall base resistance can be reduced. In addition, the crystal plane anisotropy of growth on the trapezoidal first compound semiconductor layer having the <111> A plane orientation in the slope portion and the <100> plane orientation in the plane portion is utilized to obtain the second orientation. When the compound semiconductor layer is formed, the film thickness at the slope and the plane is opposite to the above case, and the second compound semiconductor layer having a larger thickness at the slope is formed at the same time than the plane. be able to. In this case, conversely to the above, the second compound semiconductor layer in the sloped portion serves as the external base layer, and the second compound semiconductor layer in the planar portion serves as the intrinsic base layer, reducing the overall base resistance in the same manner as above. can do.

【0051】更に、本発明の半導体装置の製造方法を用
いることにより、トランジスタを構成する第1〜第3の
化合物半導体層を表面処理やイオン注入等の他の工程を
導入しないで連続して形成することができる。従って、
成膜途中での外部汚染や半導体層へのダメージの導入を
防止することができる。
Furthermore, by using the method for manufacturing a semiconductor device of the present invention, the first to third compound semiconductor layers forming a transistor are continuously formed without introducing other steps such as surface treatment and ion implantation. can do. Therefore,
It is possible to prevent external contamination and introduction of damage to the semiconductor layer during film formation.

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

【図1】本発明の第1の実施例に係るHBTの製造方法
について示す断面図(その1)である。
FIG. 1 is a sectional view (1) showing a method for manufacturing an HBT according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第1の実施例に係るHBTの製造方法
について示す斜視図(その2)である。
FIG. 2 is a perspective view (No. 2) showing the method for manufacturing the HBT according to the first embodiment of the present invention.

【図3】本発明の第1の実施例に係るHBTの製造方法
について示す断面図(その3)である。
FIG. 3 is a cross-sectional view (3) showing the method for manufacturing the HBT according to the first embodiment of the present invention.

【図4】本発明の第1の実施例に係るHBTの製造方法
について示す断面図(その4)である。
FIG. 4 is a cross-sectional view (4) showing the method for manufacturing the HBT according to the first embodiment of the present invention.

【図5】本発明の第1の実施例に係るHBTの製造方法
について示す断面図(その5)である。
FIG. 5 is a cross-sectional view (5) showing the method for manufacturing the HBT according to the first embodiment of the present invention.

【図6】本発明の第2の実施例に係るHBTの製造方法
について示す断面図(その1)である。
FIG. 6 is a cross-sectional view (No. 1) showing the method for manufacturing the HBT according to the second embodiment of the present invention.

【図7】本発明の第2の実施例に係るHBTの製造方法
について示す断面図(その2)である。
FIG. 7 is a cross-sectional view (No. 2) showing the method for manufacturing the HBT according to the second embodiment of the present invention.

【図8】本発明の第3の実施例に係るHBTの構成につ
いて示す断面図および等価回路図である。
FIG. 8 is a sectional view and an equivalent circuit diagram showing the configuration of an HBT according to a third embodiment of the present invention.

【図9】本発明の第4の実施例に係るHBTの構成につ
いて示す断面図である。
FIG. 9 is a sectional view showing the structure of an HBT according to a fourth embodiment of the present invention.

【図10】本発明の第4の実施例に係るHBTの製造途
中工程の状態について示す斜視図である。
FIG. 10 is a perspective view showing a condition of a manufacturing process of the HBT according to the fourth embodiment of the present invention.

【図11】従来例に係るHBTの構成について示す断面
図である。
FIG. 11 is a cross-sectional view showing a configuration of an HBT according to a conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11,31 GaAs基板、 12,32 第1のサブコレクタ層(エミッタコンタク
ト層)、 13,33 選択成長マスク、 14,26a,26b,34,43a,43b 開口、 15,35 第2のサブコレクタ層(エミッタコンタク
ト層)、 15a,16a 平面部、 15b,15c,16b,16c 斜面部、 16,36 コレクタ層(エミッタ層)、 17 ベース層、 17a,37a 真性ベース層、 17b,17c,37b,37c 外部ベース層、 18,18d,18e,38 エミッタ層(コレクタ層)、 18a n−AlGaAs層、 18b n−AlGaAs層/n−GaAs層、 18c n+ −GaAs層、 18f 被覆層(薄い層)、 18g,18h コレクタ層、 19,19a,19b,39 エミッタコンタクト層(サブ
コレクタ層)、 19c,19d サブコレクタ層、 20 耐エッチング性膜、 21,24 WSi膜、 21a,40a,40b ベース電極、 22,25 SiO2 膜、 23 レジスト膜、 24a,24b,41 エミッタ電極、 27a,27b,44a,44b コレクタ電極、 44 被覆絶縁膜。
11,31 GaAs substrate, 12,32 first subcollector layer (emitter contact layer), 13,33 selective growth mask, 14,26a, 26b, 34,43a, 43b opening, 15,35 second subcollector layer (Emitter contact layer), 15a, 16a Plane part, 15b, 15c, 16b, 16c Slope surface part, 16,36 Collector layer (emitter layer), 17 Base layer, 17a, 37a Intrinsic base layer, 17b, 17c, 37b, 37c External base layer, 18, 18d, 18e, 38 Emitter layer (collector layer), 18a n-AlGaAs layer, 18b n-AlGaAs layer / n-GaAs layer, 18c n + -GaAs layer, 18f coating layer (thin layer), 18g, 18h collector layer, 19, 19a, 19b, 39 emitter contact layer (subcollector layer), 19c, 19d subcollector layer, 20 etching resistant film, 21, 24 WSi film, 21a, 40a, 40b base electrode, 22,25 SiO 2 film, 23 resist film, 24a, 24b, 41 emitter electrode, 27a, 27b, 44a, 44b collector electrode, 44 coating insulating film.

Claims (15)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 断面が台形状の一導電型の第1の化合物
半導体層と、 前記第1の化合物半導体層上に形成され、前記台形の斜
面部で平面部でよりも膜厚が薄くなっている反対導電型
の第2の化合物半導体層と、 前記台形の斜面部の第2の化合物半導体層上に形成され
た一導電型の第3の化合物半導体層と、 前記平面部の前記第2の化合物半導体層と接続された電
極とを有するヘテロ接合バイポーラトランジスタ。
1. A first compound semiconductor layer of one conductivity type having a trapezoidal cross section, and a film formed on the first compound semiconductor layer and having a trapezoidal slope portion having a thinner film thickness than a plane portion. A second compound semiconductor layer of opposite conductivity type, a third compound semiconductor layer of one conductivity type formed on the second compound semiconductor layer of the trapezoidal slope portion, and the second portion of the planar portion. Heterojunction bipolar transistor having a compound semiconductor layer and an electrode connected thereto.
【請求項2】 前記第2の化合物半導体層は、前記台形
の平面部で斜面部でよりもキャリア濃度が高くなってい
ることを特徴とする請求項1記載のヘテロ接合バイポー
ラトランジスタ。
2. The heterojunction bipolar transistor according to claim 1, wherein the second compound semiconductor layer has a higher carrier concentration in the flat portion of the trapezoid than in the inclined portion.
【請求項3】 前記第2の化合物半導体層は前記台形の
平面部で左右に分離されていることを特徴とする請求項
1又は請求項2に記載のヘテロ接合バイポーラトランジ
スタ。
3. The heterojunction bipolar transistor according to claim 1, wherein the second compound semiconductor layer is separated into right and left sides by the trapezoidal plane portion.
【請求項4】 断面が台形状の一導電型の第1の化合物
半導体層と、 前記第1の化合物半導体層上に形成され、前記台形の平
面部で斜面部でよりも膜厚が薄くなっている反対導電型
の第2の化合物半導体層と、 前記台形の平面部の第2の化合物半導体層上に形成され
た一導電型の第3の化合物半導体層と、 前記斜面部の前記第2の化合物半導体層と接続された電
極とを有するヘテロ接合バイポーラトランジスタ。
4. A first compound semiconductor layer of one conductivity type having a trapezoidal cross section, and a film formed on the first compound semiconductor layer and having a trapezoidal flat portion having a thinner film thickness than an inclined surface portion. A second compound semiconductor layer of opposite conductivity type, a third compound semiconductor layer of one conductivity type formed on the second compound semiconductor layer of the trapezoidal plane portion, and the second compound semiconductor layer of the inclined surface portion. Heterojunction bipolar transistor having a compound semiconductor layer and an electrode connected thereto.
【請求項5】 前記第2の化合物半導体層は、前記台形
の斜面部で平面部でよりもキャリア濃度が高くなってい
ることを特徴とする請求項4記載のヘテロ接合バイポー
ラトランジスタ。
5. The heterojunction bipolar transistor according to claim 4, wherein the second compound semiconductor layer has a higher carrier concentration in the sloped portion of the trapezoid than in the flat portion.
【請求項6】 前記第2の化合物半導体層及び前記第3
の化合物半導体層は前記台形の平面部で左右に分離され
ていることを特徴とする請求項4又は請求項5に記載の
ヘテロ接合バイポーラトランジスタ。
6. The second compound semiconductor layer and the third compound semiconductor layer
6. The heterojunction bipolar transistor according to claim 4, wherein the compound semiconductor layer is separated into right and left at the trapezoidal plane portion.
【請求項7】 前記第1の化合物半導体層はコレクタ層
又はエミッタ層であり、前記第2の化合物半導体層はベ
ース層であり、前記第3の化合物半導体層はエミッタ層
又はコレクタ層であること特徴とする請求項1乃至請求
項6記載のヘテロ接合バイポーラトランジスタ。
7. The first compound semiconductor layer is a collector layer or an emitter layer, the second compound semiconductor layer is a base layer, and the third compound semiconductor layer is an emitter layer or a collector layer. The heterojunction bipolar transistor according to any one of claims 1 to 6.
【請求項8】 一導電型の基板上に選択成長マスクを形
成する工程と、 前記選択成長マスクにより結晶面方位に基づく成長の異
方性を利用して断面が台形状の一導電型の第1の化合物
半導体層を前記基板上に形成する工程と、 前記第1の化合物半導体層上に結晶面方位に基づく成長
の異方性を利用して、前記台形の斜面部の膜厚は平面部
の膜厚よりも薄くなっている反対導電型の第2の化合物
半導体層を形成する工程と、 前記第2の化合物半導体層上に反対導電型の第3の化合
物半導体層を形成する工程と、 前記平面部の第3の化合物半導体層を選択的にエッチン
グし、前記第2の化合物半導体層を表出する工程と、 表出した前記第2の化合物半導体層上及び前記斜面部に
残る第3の化合物半導体層上にそれぞれ電極を形成する
工程とを有する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。
8. A step of forming a selective growth mask on a substrate of one conductivity type and a step of one conductivity type of trapezoidal cross section utilizing the growth anisotropy based on the crystal plane orientation by the selective growth mask. Forming a compound semiconductor layer on the substrate, and utilizing the anisotropy of growth based on the crystal plane orientation on the first compound semiconductor layer, the trapezoidal slope has a flat film thickness. Forming a second compound semiconductor layer of opposite conductivity type that is thinner than the film thickness of, and forming a third compound semiconductor layer of opposite conductivity type on the second compound semiconductor layer, A step of selectively etching the third compound semiconductor layer in the plane portion to expose the second compound semiconductor layer; and a third step left on the exposed second compound semiconductor layer and on the slope portion. And forming electrodes on the compound semiconductor layer of Method of manufacturing a heterojunction bipolar transistor according to claim Rukoto.
【請求項9】 頂部を有する前記第3の化合物半導体層
を形成し、前記頂部が突出するように耐エッチング性膜
を形成し、突出する前記頂部から前記第3の化合物半導
体層を選択的にエッチングして、前記第2の化合物半導
体層を表出することを特徴とする請求項8記載のヘテロ
接合バイポーラトランジスタの製造方法。
9. The third compound semiconductor layer having a top portion is formed, an etching resistant film is formed so that the top portion protrudes, and the third compound semiconductor layer is selectively formed from the protruding top portion. 9. The method for manufacturing a heterojunction bipolar transistor according to claim 8, wherein the second compound semiconductor layer is exposed by etching.
【請求項10】 前記第3の化合物半導体層を選択的に
エッチングして、前記第2の化合物半導体層を表出し、
前記第2の化合物半導体層上に電極を形成する代わり
に、 前記第3の化合物半導体層を選択的にエッチングして、
前記第2の化合物半導体層上に薄く残し、残った前記第
3の化合物半導体層上に前記電極を形成した後、加熱に
より前記電極を貫通させて前記第2の化合物半導体層と
接続することを特徴とする請求項8又は請求項9記載の
ヘテロ接合バイポーラトランジスタの製造方法。
10. The third compound semiconductor layer is selectively etched to expose the second compound semiconductor layer,
Instead of forming an electrode on the second compound semiconductor layer, the third compound semiconductor layer is selectively etched,
After leaving a thin layer on the second compound semiconductor layer and forming the electrode on the remaining third compound semiconductor layer, the electrode may be penetrated by heating to be connected to the second compound semiconductor layer. The method for manufacturing a heterojunction bipolar transistor according to claim 8 or 9, characterized in that.
【請求項11】 前記基板の結晶面方位は、<100>
方向或いは前記<100>方向と等価な方向を有し、前
記台形の斜面部の結晶面方位は、<111>B方向或い
は前記<111>B方向と等価な方向を有することを特
徴とする請求項8乃至請求項10のいずれかに記載のヘ
テロ接合バイポーラトランジスタ。
11. The crystal plane orientation of the substrate is <100>
Direction or a direction equivalent to the <100> direction, and the crystal plane orientation of the trapezoidal slope portion has a <111> B direction or a direction equivalent to the <111> B direction. The heterojunction bipolar transistor according to any one of claims 8 to 10.
【請求項12】 前記基板の結晶面方位は<100>方
向或いは前記<100>方向と等価な方向を有し、前記
斜面部の結晶面方位は<311>A方向を有し、前記第
2の化合物半導体層に前記他の導電型を付与する不純物
はベリリウムであることを特徴とする請求項8乃至請求
項10のいずれかに記載のヘテロ接合バイポーラトラン
ジスタ。
12. The crystal plane orientation of the substrate has a <100> direction or a direction equivalent to the <100> direction, and the crystal plane orientation of the inclined surface portion has a <311> A direction. 11. The heterojunction bipolar transistor according to claim 8, wherein the impurity imparting the other conductivity type to the compound semiconductor layer is beryllium.
【請求項13】 一導電型の基板上に選択成長マスクを
形成する工程と、 前記選択成長マスクにより結晶面方位に基づく成長の異
方性を利用して断面が台形状の一導電型の第1の化合物
半導体層を前記基板上に形成する工程と、 前記第1の化合物半導体層上に結晶面方位に基づく成長
の異方性を利用して前記台形の斜面部の膜厚は平面部の
膜厚よりも薄くなっている反対導電型の第2の化合物半
導体層を形成する工程と、 前記第2の化合物半導体層上に反対導電型の第3の化合
物半導体層を形成する工程と、 前記平面部の第3の化合物半導体層上に電極を形成する
工程と、 前記斜面部の第3の化合物半導体層を選択的に除去し、
前記第2の化合物半導体層を表出する工程と、 表出した前記第2の化合物半導体層上に電極を形成する
工程とを有するヘテロ接合バイポーラトランジスタの製
造方法。
13. A step of forming a selective growth mask on a substrate of one conductivity type, and a step of forming a first conductivity type mask having a trapezoidal cross section by utilizing anisotropy of growth based on a crystal plane orientation by the selective growth mask. A step of forming a compound semiconductor layer of No. 1 on the substrate; and utilizing the anisotropy of growth based on the crystal plane orientation on the first compound semiconductor layer, the film thickness of the trapezoidal slope portion is Forming a second compound semiconductor layer of opposite conductivity type that is thinner than the film thickness; forming a third compound semiconductor layer of opposite conductivity type on the second compound semiconductor layer; A step of forming an electrode on the third compound semiconductor layer of the flat surface portion, and selectively removing the third compound semiconductor layer of the inclined surface portion,
A method of manufacturing a heterojunction bipolar transistor, comprising: exposing the second compound semiconductor layer; and forming an electrode on the exposed second compound semiconductor layer.
【請求項14】 前記平面部の第3の化合物半導体層上
に電極を形成する工程は、前記第3の化合物半導体層の
平面部が露出するように耐エッチング性膜を形成し、露
出した前記第3の化合物半導体層の平面部上に電極を形
成し、前記耐エッチング性膜を除去する工程からなるこ
とを特徴とする請求項13に記載のヘテロ接合バイポー
ラトランジスタの製造方法。
14. The step of forming an electrode on the third compound semiconductor layer of the flat surface portion comprises forming an etching resistant film so as to expose the flat surface portion of the third compound semiconductor layer, and exposing the exposed portion. 14. The method of manufacturing a heterojunction bipolar transistor according to claim 13, comprising the step of forming an electrode on the flat surface portion of the third compound semiconductor layer and removing the etching resistant film.
【請求項15】 前記基板の結晶面方位は、<100>
方向或いは前記<100>方向と等価な方向を有し、前
記台形の斜面部の結晶面は、<111>A方向或いは前
記<111>A方向と等価な方向を有することを特徴と
する請求項10,請求項13及び請求項14のいずれか
に記載のヘテロ接合バイポーラトランジスタの製造方
法。
15. The crystal plane orientation of the substrate is <100>.
Direction or a direction equivalent to the <100> direction, and the crystal plane of the trapezoidal slope portion has a <111> A direction or a direction equivalent to the <111> A direction. 15. The method for manufacturing a heterojunction bipolar transistor according to claim 10, claim 13, or claim 14.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2011014922A (en) * 2010-09-02 2011-01-20 Sumitomo Chemical Co Ltd Method of manufacturing compound semiconductor wafer, and compound semiconductor device

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