JPH0992659A - Hetero junction bipolar transistor - Google Patents

Hetero junction bipolar transistor

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JPH0992659A
JPH0992659A JP24940895A JP24940895A JPH0992659A JP H0992659 A JPH0992659 A JP H0992659A JP 24940895 A JP24940895 A JP 24940895A JP 24940895 A JP24940895 A JP 24940895A JP H0992659 A JPH0992659 A JP H0992659A
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JP
Japan
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layer
type
bipolar transistor
emitter
base layer
Prior art date
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JP24940895A
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Japanese (ja)
Inventor
Kazuhiro Mochizuki
和浩 望月
Koji Hirata
宏治 平田
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Hitachi ULSI Engineering Corp
Hitachi Ltd
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Hitachi ULSI Engineering Corp
Hitachi Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a reliable hetero junction bipolar transistor(HBT) with a III-V group compound semiconductor. SOLUTION: Un-doped polycrystal or polycrystal with impurity density of 1×10<16> /cm<3> or below is used for an emitter mesa side-wall film 7. The polycrystal includes a III-V group compound semiconductor of 90% or above, which is the same material as a highly doped p-type base layer 4. Then, a side wall of an emitter layer made up of an n-type wide gap semiconductor layer 5 and a highly doped n-type semiconductor layer 6 has the same coefficient of thermal expansion as a base layer 4, and at the same time the side wall is coated with side-wall film 7 having high resistivity of 1MΩcm or above. Since the stress remaining in the base layer 4 becomes substantially zero, a III-V group compound semiconductor HBT with a very small change in characteristics caused by electrical continuity can be obtained.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明はヘテロ接合バイポー
ラトランジスタ(HBT)に係り、特に信頼性の向上を
図ったIII−V族化合物半導体からなるHBTに関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a heterojunction bipolar transistor (HBT), and more particularly to an HBT made of a III-V group compound semiconductor with improved reliability.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、この種のIII−V族化合物半導体
HBTとしては、図2に示す断面構造のトランジスタが
知られている。図2において、参照符号1は半導体基板
を示し、この半導体基板1上に高ドープn型半導体層
2、コレクタ層となるn型半導体層3、ベース層となる
高ドープp型半導体層4、エミッタ層となるn型ワイド
ギャップ半導体層5及び高ドープn型半導体層6、が積
層されている。また、高ドープn型半導体層2上にはコ
レクタ電極10が設けられ、高ドープn型半導体層6上
にはエミッタ電極8が設けられている。エミッタ層5,
6はメサエッチされ、このエミッタメサ側壁にはSiO
2等からなる絶縁膜側壁11が設けられている。更に、
高ドープp型半導体層4上にベース電極9が設けられ、
このベース電極9はエミッタ層5,6とは絶縁膜側壁1
1を介して設けられている。
2. Description of the Related Art Conventionally, as this type of III-V compound semiconductor HBT, a transistor having a sectional structure shown in FIG. 2 is known. In FIG. 2, reference numeral 1 indicates a semiconductor substrate on which a highly doped n-type semiconductor layer 2, an n-type semiconductor layer 3 serving as a collector layer, a highly-doped p-type semiconductor layer 4 serving as a base layer, and an emitter are provided. The n-type wide-gap semiconductor layer 5 and the highly-doped n-type semiconductor layer 6 that are layers are stacked. A collector electrode 10 is provided on the highly-doped n-type semiconductor layer 2, and an emitter electrode 8 is provided on the highly-doped n-type semiconductor layer 6. Emitter layer 5,
6 is mesa-etched, and SiO 2 is formed on the side wall of the emitter mesa.
An insulating film side wall 11 made of 2 or the like is provided. Furthermore,
A base electrode 9 is provided on the highly-doped p-type semiconductor layer 4,
The base electrode 9 is different from the emitter layers 5 and 6 in the insulating film side wall 1.
1 are provided.

【0003】このように従来のHBTにおけるエミッタ
メサ側壁とベース取出し電極間のアイソレーションは、
SiO2等からなる絶縁膜側壁11を用いて行われてき
た。なお、上記のような構造のHBTに関しては、例え
ばアイ・イー・イー・イー・トランザクションズ・オン
・エレクトロン・デバイシィズ第35巻(1988年)
第1771頁−第1777頁(IEEE Transactions on El
ectron Devices Vol.35 (1988) pp.1771-1777)に記載さ
れている。
As described above, the isolation between the emitter mesa side wall and the base extraction electrode in the conventional HBT is as follows.
This has been done using the insulating film side wall 11 made of SiO 2 or the like. Regarding the HBT having the above structure, for example, IEE Transactions on Electron Devices Vol. 35 (1988)
Pp. 1771-p. 1777 (IEEE Transactions on El
ectron Devices Vol.35 (1988) pp.1771-1777).

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
た従来技術のHBTによれば、エミッタメサ側壁のSi
2等からなる絶縁膜側壁11の熱膨張係数と、III−V
族化合物半導体からなるベース層半導体4の熱膨張係数
とが1桁近くも異るため、ベース層半導体4中に数十M
Paの応力が残留し、HBTの信頼性に問題が生じてい
た。ここでは、例としてベース層4のp型不純物に炭素
を用いたAlGaAs/GaAsのHBTを取り上げ、
従来技術による素子信頼性上の問題点を説明する。
However, according to the above-mentioned prior art HBT, the Si on the side wall of the emitter mesa is formed.
The thermal expansion coefficient of the insulating film side wall 11 made of O 2 and the like, III-V
Since the thermal expansion coefficient of the base layer semiconductor 4 made of a group compound semiconductor is different by nearly one digit, the base layer semiconductor 4 contains several tens of M
The stress of Pa remained, causing a problem in the reliability of HBT. Here, as an example, an AlGaAs / GaAs HBT using carbon as a p-type impurity of the base layer 4 is taken,
The problem of element reliability in the related art will be described.

【0005】図3(a)は、図2に示した従来技術によ
る炭素ドープAlGaAs/GaAsのHBTに対する
通電試験前後の電流−電圧特性である。使用したHBT
のエミッタ面積は2×10μm2であり、通電試験の条
件はエミッタ電流を24mA、基板温度を180℃、通
電時間を5時間とした。図3(a)から分かるように、
コレクタ電流が通電前後で変化しなかったのに対し、ベ
ース電流は通電により大きく増加した。このことは、ベ
ース電流に対するコレクタ電流の比により定義されるエ
ミッタ接地電流増幅率が通電により減少することを意味
しており、HBTおよびそれを用いた回路の実用化に大
きな障害となっていた。
FIG. 3 (a) shows current-voltage characteristics before and after an energization test for the carbon-doped AlGaAs / GaAs HBT according to the prior art shown in FIG. HBT used
Has an emitter area of 2 × 10 μm 2 , and the conditions of the energization test are an emitter current of 24 mA, a substrate temperature of 180 ° C., and an energization time of 5 hours. As can be seen from FIG. 3 (a),
While the collector current did not change before and after energization, the base current increased significantly by energization. This means that the grounded-emitter current amplification factor, which is defined by the ratio of the collector current to the base current, is reduced by energization, which has been a great obstacle to the practical application of the HBT and a circuit using the HBT.

【0006】そこで、本発明の目的は、通電試験を行な
ってもエミッタ接地増幅率が減少することのない信頼性
の向上を図ったIII−V族化合物半導体からなるヘテロ
接合バイポーラトランジスタを提供することにある。
Therefore, an object of the present invention is to provide a heterojunction bipolar transistor made of a III-V group compound semiconductor, which is designed to improve reliability without reducing the grounded-emitter amplification factor even when conducting an energization test. It is in.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係るヘテロ接合バイポーラトランジスタ
は、ベース層と該ベース層の上部に設けられたエミッタ
層と該ベース層の下部に設けられたコレクタ層とから構
成されるヘテロ接合バイポーラトランジスタにおいて、
ベース層と同一材料を90%以上含有する多結晶であっ
て不純物濃度がアンドープを含む1×1016/cm3
下の多結晶により、エミッタ層の側面周囲が被着されて
いることを特徴とするものである。すなわち、上記目的
は、図1に示すように、エミッタ層5,6の側壁に形成
する側壁膜としてベース層を構成する高ドープp型半導
体層4と同一材料を90%以上含有する高抵抗率の多結
晶半導体7を用いることにより達成される。この高抵抗
率の多結晶半導体7は、アンドープもしくは不純物濃度
が1×1016/cm3以下の多結晶半導体である。尚、
図1において、図2に示した従来例と同一構成部分には
同一の参照符号を付してある。
In order to achieve the above object, a heterojunction bipolar transistor according to the present invention is provided with a base layer, an emitter layer provided on the base layer, and an emitter layer provided on the base layer. In a heterojunction bipolar transistor composed of a collector layer
The emitter layer is characterized in that the periphery of the side surface of the emitter layer is deposited by a polycrystal containing 90% or more of the same material as the base layer and having an impurity concentration of 1 × 10 16 / cm 3 or less including undoped. To do. That is, as shown in FIG. 1, the above object is to obtain a high resistivity containing 90% or more of the same material as the highly doped p-type semiconductor layer 4 constituting the base layer as the sidewall film formed on the sidewalls of the emitter layers 5 and 6. It is achieved by using the polycrystalline semiconductor 7 of. The high-resistivity polycrystalline semiconductor 7 is an undoped polycrystalline semiconductor having an impurity concentration of 1 × 10 16 / cm 3 or less. still,
In FIG. 1, the same components as those of the conventional example shown in FIG. 2 are designated by the same reference numerals.

【0008】また、上記HBTにおいて、ベース層、エ
ミッタ層およびコレクタ層は、III−V族化合物半導体
からなる単結晶である。ここで、III−V族化合物半導
体からなる単結晶には、III−V族化合物の混晶、例え
ばAl0.1Ga0.9Asなどからなる単結晶も含むものと
する。この場合、上記ベース層はp型導電性を有すると
共に不純物として炭素を含めば好適であり、上記エミッ
タ層はn型導電性を有するAlGaAsであれば好適で
ある。
In the HBT, the base layer, the emitter layer and the collector layer are single crystals made of III-V group compound semiconductors. Here, the single crystal made of a III-V group compound semiconductor includes a mixed crystal of a III-V group compound, for example, a single crystal made of Al 0.1 Ga 0.9 As. In this case, it is preferable that the base layer has p-type conductivity and carbon is included as an impurity, and the emitter layer is preferably AlGaAs having n-type conductivity.

【0009】また、上記エミッタ層はn型導電性であっ
て、AlGaAs、InGaAsおよびAlGaAsの
3層から構成してもよいし、或いはInGaPの1層で
構成してもよい。
The emitter layer has n-type conductivity and may be composed of three layers of AlGaAs, InGaAs and AlGaAs, or may be composed of one layer of InGaP.

【0010】また、本発明に係るヘテロ接合バイポーラ
トランジスタは、ベース層と該ベース層の上部に設けら
れたエミッタ層と該ベース層の下部に設けられたコレク
タ層により構成されるヘテロ接合バイポーラトランジス
タにおいて、エミッタ層の側面周囲を被着する材料とベ
ース層を構成する材料の熱膨張係数が等しいことを特徴
とするものである。
Further, the heterojunction bipolar transistor according to the present invention is a heterojunction bipolar transistor composed of a base layer, an emitter layer provided above the base layer, and a collector layer provided below the base layer. It is characterized in that the material that covers the side surface of the emitter layer and the material that constitutes the base layer have the same coefficient of thermal expansion.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】本発明に係るヘテロ接合バイポー
ラトランジスタは、エミッタメサ側壁に設けるベース電
極とのアイソレーションのための側壁膜として、ベース
層と同じ材料のIII−V族化合物半導体を90%以上含
むアンドープもしくは不純物濃度が1×1016/cm3
以下の多結晶が用いられている。これにより、高抵抗率
の側壁膜が得られる。アンドープもしくは不純物濃度が
1×1016/cm3以下のIII−V族化合物半導体の多結
晶は、1MΩcm以上の高抵抗率が容易に得られるから
である。しかも、この多結晶III−V族化合物半導体を
用いた側壁膜は、ベース層半導体とほとんど同一の熱膨
張係数を有するため、ベース層半導体に残留する応力は
実質的に零となり、高信頼性を有するIII−V族化合物
半導体HBTが実現できる。なお、エミッタメサの側壁
膜の材料がベース層半導体材料と同一材料でない場合で
も、側壁膜の材料とベース層半導体材料の熱膨張係数が
10%の誤差内で一致すれば、HBTの信頼性は実質的
に問題が無い。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The heterojunction bipolar transistor according to the present invention uses, as a sidewall film for isolation from the base electrode provided on the sidewall of the emitter mesa, 90% or more of a III-V group compound semiconductor made of the same material as the base layer. Containing undoped or impurity concentration of 1 × 10 16 / cm 3
The following polycrystals are used. As a result, a sidewall film having a high resistivity can be obtained. This is because an undoped or polycrystalline III-V compound semiconductor with an impurity concentration of 1 × 10 16 / cm 3 or less can easily obtain a high resistivity of 1 MΩcm or more. Moreover, since the side wall film using this polycrystalline III-V group compound semiconductor has almost the same thermal expansion coefficient as that of the base layer semiconductor, the residual stress in the base layer semiconductor becomes substantially zero, and high reliability is ensured. It is possible to realize the III-V group compound semiconductor HBT having. Even if the material of the side wall film of the emitter mesa is not the same as the material of the base layer semiconductor material, if the coefficient of thermal expansion of the side wall film and that of the base layer semiconductor material match within an error of 10%, the reliability of the HBT is substantially high. There is no problem.

【0012】[0012]

【実施例】次に、本発明に係るヘテロ接合バイポーラト
ランジスタの具体的な実施例につき、添付図面を参照し
ながら以下詳細に説明する。
EXAMPLES Specific examples of the heterojunction bipolar transistor according to the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings.

【0013】<実施例1>図4〜図8は、本発明に係る
ヘテロ接合バイポーラトランジスタの一実施例を示す縦
断面構造図であり、炭素ドープのAlGaAs/GaA
sを用いたHBTの製造工程を順に示した図である。
<Embodiment 1> FIGS. 4 to 8 are longitudinal sectional structural views showing an embodiment of a heterojunction bipolar transistor according to the present invention, in which carbon-doped AlGaAs / GaA.
It is the figure which showed the manufacturing process of HBT using s in order.

【0014】始めに図4において、アンドープGaAs
(100)基板21上に分子線エピタキシー法を用い
て、高ドープn型GaAs層22(不純物Si、電子濃
度5×1018/cm3、膜厚0.5μm)、n型GaA
s層23(不純物Si、電子濃度5×1016/cm3
膜厚0.3μm)、高ドープp型GaAs層24(不純
物C、正孔濃度2×1019/cm3、膜厚0.07μ
m)、n型AlGaAs層25(AlAsモル比0.
3、不純物Si、電子濃度3×1017/cm3、膜厚
0.1μm)、n型InGaAs層26(InAsモル
比0.2、不純物Si、電子濃度1×1018/cm3
膜厚0.01μm)、n型AlGaAs層27(AlA
sモル比0.3、不純物Si、電子濃度3×1017/c
3、膜厚0.1μm)、n型GaAs層28(不純物
Si、電子濃度5×1018/cm3、膜厚0.2μm)
を、基板温度580℃にて順次成長した。尚、分子線エ
ピタキシー法の他に、有機金属気相エピタキシー(MO
VPE)法なども使用することができる。
First, referring to FIG. 4, undoped GaAs
A highly doped n-type GaAs layer 22 (impurity Si, electron concentration 5 × 10 18 / cm 3 , film thickness 0.5 μm), n-type GaA is formed on a (100) substrate 21 by a molecular beam epitaxy method.
s layer 23 (impurity Si, electron concentration 5 × 10 16 / cm 3 ,
Highly doped p-type GaAs layer 24 (impurity C, hole concentration 2 × 10 19 / cm 3 , film thickness 0.07 μm)
m), n-type AlGaAs layer 25 (AlAs molar ratio of 0.
3, impurity Si, electron concentration 3 × 10 17 / cm 3 , film thickness 0.1 μm, n-type InGaAs layer 26 (InAs molar ratio 0.2, impurity Si, electron concentration 1 × 10 18 / cm 3 ,
N-type AlGaAs layer 27 (AlA
s molar ratio 0.3, impurity Si, electron concentration 3 × 10 17 / c
m 3 , film thickness 0.1 μm), n-type GaAs layer 28 (impurity Si, electron concentration 5 × 10 18 / cm 3 , film thickness 0.2 μm)
Were sequentially grown at a substrate temperature of 580 ° C. In addition to the molecular beam epitaxy method, metalorganic vapor phase epitaxy (MO
VPE) method and the like can also be used.

【0015】その後、AuGe(膜厚0.3μm)を抵
抗加熱等による真空蒸着法やスパッタリング法により蒸
着後、AuGeエミッタ電極29をリフトオフ法により
形成し、このエミッタ電極をマスクにCl(塩素)プラ
ズマを用いたドライエッチングによりn型GaAs層2
8およびn型AlGaAs層27をメサエッチング加工
した。この際、エッチングはn型InGaAs層26の
表面で自動停止した。
After that, AuGe (film thickness: 0.3 μm) is vapor-deposited by a vacuum vapor deposition method such as resistance heating or a sputtering method, and then an AuGe emitter electrode 29 is formed by a lift-off method, and Cl (chlorine) plasma is formed using this emitter electrode as a mask. N-type GaAs layer 2 by dry etching using
8 and n-type AlGaAs layer 27 were mesa-etched. At this time, etching was automatically stopped at the surface of the n-type InGaAs layer 26.

【0016】次に、図5に示すように、10-7Pa以下
程度の超高真空蒸着装置中にて試料の自公転を行うこと
により、エミッタ側面を含む試料全面にアンドープ多結
晶GaAs層32(膜厚0.9μm)を蒸着した。
Next, as shown in FIG. 5, the undoped polycrystalline GaAs layer 32 is formed on the entire surface of the sample including the side surface of the sample by revolving the sample in an ultra-high vacuum vapor deposition apparatus of about 10 −7 Pa or less. (Film thickness 0.9 μm) was deposited.

【0017】続いて、図6に示すように、Clプラズマ
を用いた異方性ドライエッチングによりアンドープ多結
晶GaAs層32の全面をエッチングし、n型AlGa
As層27、n型GaAs層28及びAuGeエミッタ
電極29からなるエミッタメサの側壁にアンドープ多結
晶GaAsからなる側壁膜32を形成した。この際、エ
ッチングはn型InGaAs層26の表面で自動停止し
た。
Subsequently, as shown in FIG. 6, the entire surface of the undoped polycrystalline GaAs layer 32 is etched by anisotropic dry etching using Cl plasma, and n-type AlGa is obtained.
A sidewall film 32 made of undoped polycrystalline GaAs was formed on the sidewall of the emitter mesa made of the As layer 27, the n-type GaAs layer 28, and the AuGe emitter electrode 29. At this time, etching was automatically stopped at the surface of the n-type InGaAs layer 26.

【0018】その後、図7に示すように、真空蒸着法や
スパッタリング法によりAuZnを蒸着(膜厚0.2μ
m)してAuZnベース電極30を形成する。そして、
ホトリソグラフィー技術を用いてホトレジストパターン
を形成し、このホトレジストをマスクに半導体層23〜
26に対してリン酸と過酸化水素水と水の混合液により
ウエットエッチングを行いベース/コレクタのメサ加工
を行う。尚、図示していないが、ベース電極30直下の
半導体層26,25は、ベース電極30のZnが拡散し
て高濃度のp型層となるので、ベース電極30とp型ベ
ース層24とのオーミックコンタクトがとれる。
Thereafter, as shown in FIG. 7, AuZn is vapor-deposited (film thickness 0.2 μm) by a vacuum vapor deposition method or a sputtering method.
Then, the AuZn base electrode 30 is formed. And
A photoresist pattern is formed by using the photolithography technique, and the semiconductor layer 23 to
26 is wet-etched with a mixed solution of phosphoric acid, hydrogen peroxide and water to perform base / collector mesa processing. Although not shown, in the semiconductor layers 26 and 25 immediately below the base electrode 30, since Zn of the base electrode 30 diffuses into a high-concentration p-type layer, the base electrode 30 and the p-type base layer 24 are separated from each other. Ohmic contact can be made.

【0019】最後に、図8に示すように、真空蒸着法や
スパッタリング法によりAuGe(膜厚0.2μm)を
蒸着してからリフトオフ法によりAuGeコレクタ電極
31を形成し、更にホトリソグラフィー技術を用いて高
ドープn型GaAs層22に対して上記混合液によるウ
エットエッチングを行って素子間分離をし、CドープA
lGaAs/GaAsのHBTを作製した。尚、図示し
ていないが、ベース/コレクタ電極間にSiO2などの
絶縁膜による側壁膜を設けたり、表面にSiO2などの
保護膜を設けたりしてもよいことは言うまでもない。
Finally, as shown in FIG. 8, AuGe (film thickness 0.2 μm) is vapor-deposited by the vacuum vapor deposition method or the sputtering method, and then the AuGe collector electrode 31 is formed by the lift-off method, and the photolithography technique is used. The highly doped n-type GaAs layer 22 is wet-etched with the above mixed solution to separate the elements, and C-doped A
A 1 GaAs / GaAs HBT was prepared. Although not shown, or provided with a side wall film of an insulating film such as SiO 2 between the base / collector electrodes, it may be or a protective film such as SiO 2 on the surface course.

【0020】図3(b)は、本発明によるCドープAl
GaAs/GaAsのHBTの5時間通電試験の結果を
示す電流−電圧特性である。通電によるコレクタ電流お
よびベース電流の変化はほとんど見られず、信頼性の高
いCドープAlGaAs/GaAsのHBTを実現でき
ていることが分かる。
FIG. 3B shows C-doped Al according to the present invention.
It is a current-voltage characteristic showing the result of a 5-hour current-carrying test of GaAs / GaAs HBT. Almost no change in collector current and base current due to energization was observed, and it can be seen that a highly reliable HBT of C-doped AlGaAs / GaAs can be realized.

【0021】本実施例によれば、エミッタメサの側壁に
1MΩcm以上の高抵抗率を有し、かつ高ドープp型G
aAsベース層24と同じ熱膨張係数を有するアンドー
プ多結晶GaAsから成る側壁膜32を用いるため、従
来問題となっていたSiO2等の絶縁膜側壁によるベー
ス層中の残留応力を実質的に零にできる結果、極めて信
頼性の高いCドープAlGaAs/GaAsのHBTを
実現できる効果がある。なお、本実施例においてエミッ
タメサの側壁膜32はアンドープ多結晶としたが、不純
物濃度が1×1016/cm3以下であれば1MΩcm以
上の高抵抗率を有するので同様な効果があった。また、
本実施例では側壁膜32を多結晶GaAs層としたが、
Al0.1Ga0.9AsやIn0.1Ga0.9Asなどの混晶で
もよく、Gaに対して10%までの混晶であるならば他
のIII族元素を用いても、抵抗率や熱膨張係数に与える
影響が小さいので同様の効果が得られる。更に、Clプ
ラズマを用いたドライエッチング時に、エッチング停止
層としてn型InGaAs層26を用いたが、これを用
いずに時間制御によりドライエッチングを行ってもよ
い。また更に、本実施例ではGaAs基板上に形成した
GaAsベースHBTの例を示したが、InP基板上の
InGaAsベースHBT等、他のIII−V族化合物半
導体を用いたHBTに関しても同様に実施できることは
勿論である。
According to the present embodiment, the sidewall of the emitter mesa has a high resistivity of 1 MΩcm or more and is highly doped p-type G.
Since the sidewall film 32 made of undoped polycrystalline GaAs having the same thermal expansion coefficient as that of the aAs base layer 24 is used, the residual stress in the base layer due to the sidewall of the insulating film such as SiO 2 which has been a conventional problem is substantially reduced to zero. As a result, there is an effect that an extremely reliable CBT-doped AlGaAs / GaAs HBT can be realized. In this embodiment, the side wall film 32 of the emitter mesa is made of undoped polycrystal, but if the impurity concentration is 1 × 10 16 / cm 3 or less, it has a high resistivity of 1 MΩcm or more, and the same effect is obtained. Also,
In this embodiment, the sidewall film 32 is a polycrystalline GaAs layer,
A mixed crystal of Al 0.1 Ga 0.9 As, In 0.1 Ga 0.9 As, or the like may be used, and if the mixed crystal is up to 10% with respect to Ga, other Group III elements may be used to give a resistivity and a thermal expansion coefficient. Since the influence is small, the same effect can be obtained. Further, although the n-type InGaAs layer 26 is used as the etching stop layer during the dry etching using Cl plasma, the dry etching may be performed by controlling the time without using this. Furthermore, in the present embodiment, an example of a GaAs-based HBT formed on a GaAs substrate is shown, but the same can be applied to an HBT using another III-V group compound semiconductor such as an InGaAs-based HBT on an InP substrate. Of course.

【0022】<実施例2>図9〜図12は、本発明に係
るヘテロ接合バイポーラトランジスタの別の実施例を示
す縦断面構造図であり、CドープInGaP/GaAs
を用いたHBTの製造工程を順に示した図である。
<Embodiment 2> FIGS. 9 to 12 are longitudinal sectional structural views showing another embodiment of the heterojunction bipolar transistor according to the present invention, which is C-doped InGaP / GaAs.
FIG. 6 is a diagram sequentially showing a manufacturing process of HBT using.

【0023】始めに図9において、アンドープGaAs
(100)基板21上に有機金属気相エピタキシー法を
用いて、高ドープn型GaAs層22(不純物Si、電
子濃度5×1018/cm3、膜厚0.5μm)、n型G
aAs層23(不純物Si、電子濃度5×1016/cm
3、膜厚0.3μm)、高ドープp型GaAs層24
(不純物C、正孔濃度2×1019/cm3、膜厚0.0
7μm)、n型InGaP層33(InPモル比0.
5、不純物Si、電子濃度3×1017/cm3、膜厚
0.03μm)、n型GaAs層28(不純物Si、電
子濃度5×1018/cm3、膜厚0.2μm)を、基板
温度500℃にて順次成長した。なお、有機金属気相エ
ピタキシー法の他に、分子線エピタキシー法なども使用
することができる。
First, referring to FIG. 9, undoped GaAs
A highly doped n-type GaAs layer 22 (impurity Si, electron concentration 5 × 10 18 / cm 3 , film thickness 0.5 μm), n-type G is formed on a (100) substrate 21 by using a metal organic vapor phase epitaxy method.
aAs layer 23 (impurity Si, electron concentration 5 × 10 16 / cm
3 , film thickness 0.3 μm), highly doped p-type GaAs layer 24
(Impurity C, hole concentration 2 × 10 19 / cm 3 , film thickness 0.0
7 μm), the n-type InGaP layer 33 (InP molar ratio of 0.
5. Impurity Si, electron concentration 3 × 10 17 / cm 3 , film thickness 0.03 μm), n-type GaAs layer 28 (impurity Si, electron concentration 5 × 10 18 / cm 3 , film thickness 0.2 μm) It was grown sequentially at a temperature of 500 ° C. In addition to the organometallic vapor phase epitaxy method, a molecular beam epitaxy method or the like can be used.

【0024】その後、AuGe(膜厚0.3μm)を抵
抗加熱等による真空蒸着法やスパッタリング法により蒸
着後、AuGeエミッタ電極29をリフトオフ法により
形成し、このエミッタ電極をマスクにClプラズマを用
いたドライエッチングによりn型GaAs層28をメサ
エッチング加工した。この際、エッチングはn型InG
aP層33の表面で自動停止した。
After that, AuGe (film thickness 0.3 μm) is deposited by a vacuum deposition method such as resistance heating or a sputtering method, and then an AuGe emitter electrode 29 is formed by a lift-off method, and Cl plasma is used with this emitter electrode as a mask. The n-type GaAs layer 28 was mesa-etched by dry etching. At this time, the etching is n-type InG
It was automatically stopped on the surface of the aP layer 33.

【0025】次に、図10に示すように、10-7Pa以
下程度の超高真空蒸着装置中にて試料の自公転を行うこ
とにより、エミッタ側面を含む試料全面にアンドープ多
結晶GaAs層32(膜厚0.9μm)を蒸着した。
Next, as shown in FIG. 10, the undoped polycrystalline GaAs layer 32 is formed on the entire surface of the sample including the side surface of the sample by revolving the sample in an ultrahigh vacuum vapor deposition apparatus of about 10 −7 Pa or less. (Film thickness 0.9 μm) was deposited.

【0026】続いて、図11に示すように、Clプラズ
マを用いた異方性ドライエッチングによりアンドープ多
結晶GaAs層32の全面をエッチングし、n型GaA
s層28及びAuGeエミッタ電極29からなるエミッ
タメサの側壁にアンドープ多結晶GaAsからなる側壁
膜32を形成した。この際、エッチングはn型InGa
P層33の表面で自動停止した。
Subsequently, as shown in FIG. 11, the entire surface of the undoped polycrystalline GaAs layer 32 is etched by anisotropic dry etching using Cl plasma, and n-type GaA is formed.
A sidewall film 32 made of undoped polycrystalline GaAs was formed on the sidewall of the emitter mesa made of the s layer 28 and the AuGe emitter electrode 29. At this time, the etching is n-type InGa
It stopped automatically at the surface of the P layer 33.

【0027】その後、図12に示すように、真空蒸着法
やスパッタリング法によりAuZnを蒸着(膜厚0.2
μm)してAuZnベース電極30を形成する。尚、図
示していないが、ベース電極30直下の半導体層33は
ベース電極30のZnが拡散して高濃度のp型層となる
ので、ベース電極30とp型ベース層24とのオーミッ
クコンタクトがとれる。次に、ホトリソグラフィー技術
を用いてレジストパターンをマスクに半導体層33、2
4、23をリン酸と過酸化水素水と水の混合液によりウ
エットエッチングを行いベース/コレクタのメサ加工を
し、最後に実施例1と同様に膜厚0.2μmのAuGe
コレクタ電極31の形成および高ドープn型GaAs層
22のウエットエッチングによる素子間分離を行ってC
ドープInGaP/GaAsのHBTを作製した。ま
た、本実施例でも図示していないが、ベース/コレクタ
電極間にSiO2などの絶縁膜による側壁膜を設けた
り、表面にSiO2などの保護膜を設けたりしてもよい
ことは言うまでもない。
Thereafter, as shown in FIG. 12, AuZn is vapor-deposited (film thickness 0.2 by a vacuum vapor deposition method or a sputtering method).
μm) to form the AuZn base electrode 30. Although not shown, since the semiconductor layer 33 immediately below the base electrode 30 becomes a high-concentration p-type layer due to diffusion of Zn of the base electrode 30, ohmic contact between the base electrode 30 and the p-type base layer 24 occurs. Can be taken. Next, by using the photolithography technique, the semiconductor layers 33, 2 are masked with the resist pattern.
4 and 23 were wet-etched with a mixed solution of phosphoric acid, hydrogen peroxide and water to perform base / collector mesa processing. Finally, as in Example 1, AuGe having a film thickness of 0.2 μm was formed.
The collector electrode 31 is formed, and the highly-doped n-type GaAs layer 22 is wet-etched to isolate the elements from each other to form C.
A HBT of doped InGaP / GaAs was produced. Although not shown in this embodiment, the base / or provided sidewall film an insulating film such as SiO 2 between the collector electrode, it may be or a protective film such as SiO 2 is of course the surface .

【0028】本実施例によるCドープInGaP/Ga
AsのHBTの通電試験結果は、先の実施例で図3
(b)に示したCドープAlGaAs/GaAsのHB
Tの通電試験結果と同様に、通電によるコレクタ電流お
よびベース電流の変化はほとんど見られず、信頼性の高
いCドープInGaP/GaAsのHBTを得ることが
できた。
C-doped InGaP / Ga according to this embodiment
The HBT current test of As is shown in FIG.
HB of C-doped AlGaAs / GaAs shown in (b)
Similar to the result of the energization test of T, almost no change in collector current and base current due to energization was observed, and a highly reliable C-doped InGaP / GaAs HBT could be obtained.

【0029】本実施例によれば、エミッタメサの側壁に
1MΩcm以上の高抵抗率を有し、かつ高ドープp型G
aAsベース層24と同じ熱膨張係数を有するアンドー
プ多結晶GaAsから成る側壁膜32を用いるため、従
来問題となっていたSiO2等の絶縁膜側壁によるベー
ス層中の残留応力を実質的に零にできる結果、極めて信
頼性の高いCドープInGaP/GaAsのHBTを実
現できる効果がある。なお、本実施例においてエミッタ
メサの側壁膜32はアンドープ多結晶としたが、不純物
濃度が1×1016/cm3以下であれば1MΩcm以上
の高抵抗率を有するので同様な効果があった。また、本
実施例では側壁膜32を多結晶GaAs層としたが、A
0.1Ga0.9AsやIn0.1Ga0.9Asなどの混晶でも
よく、Gaに対して10%までの混晶であるならば他の
III族元素を用いても、抵抗率や熱膨張係数に与える影
響が小さいので同様の効果が得られる。更に、Clプラ
ズマを用いたドライエッチング時に、エッチング停止層
としてn型InGaP層33を用いたが、これを用いず
に時間制御によりドライエッチングを行ってもよい。ま
た更に、本実施例ではGaAs基板上に形成したGaA
sベースHBTの例を示したが、InP基板上のInG
aAsベースHBT等、他のIII−V族化合物半導体を
用いたHBTに関しても同様に実施できることは勿論で
ある。
According to this embodiment, the side wall of the emitter mesa has a high resistivity of 1 MΩcm or more and is highly doped p-type G.
Since the sidewall film 32 made of undoped polycrystalline GaAs having the same thermal expansion coefficient as that of the aAs base layer 24 is used, the residual stress in the base layer due to the sidewall of the insulating film such as SiO 2 which has been a conventional problem is substantially reduced to zero. As a result, there is an effect that an extremely reliable CBT-doped InGaP / GaAs HBT can be realized. In this embodiment, the side wall film 32 of the emitter mesa is made of undoped polycrystal, but if the impurity concentration is 1 × 10 16 / cm 3 or less, it has a high resistivity of 1 MΩcm or more, and the same effect is obtained. In addition, although the sidewall film 32 is a polycrystalline GaAs layer in this embodiment,
A mixed crystal such as l 0.1 Ga 0.9 As or In 0.1 Ga 0.9 As may be used.
Even if a group III element is used, the same effect can be obtained because the effect on the resistivity and the coefficient of thermal expansion is small. Further, the n-type InGaP layer 33 was used as the etching stop layer during the dry etching using Cl plasma, but the dry etching may be performed by controlling the time without using this. Furthermore, in this embodiment, GaA formed on a GaAs substrate is used.
An example of s-based HBT is shown, but InG on InP substrate
It is needless to say that the same can be applied to HBTs using other III-V group compound semiconductors such as aAs-based HBTs.

【0030】<実施例3>図13〜図15は、本発明に
係るヘテロ接合バイポーラトランジスタのまた別の実施
例を示す縦断面構造図であり、CドープInGaP/G
aAsを用いたHBTの製造工程を順に示した図であ
る。
<Embodiment 3> FIGS. 13 to 15 are vertical sectional structural views showing another embodiment of the heterojunction bipolar transistor according to the present invention, which is C-doped InGaP / G.
It is the figure which showed the manufacturing process of HBT using aAs in order.

【0031】始めに図13において、アンドープGaA
s(100)基板21上に有機金属気相エピタキシー法
あるいは分子線エピタキシー法を用いて高ドープn型G
aAs層22(不純物Si、電子濃度5×1018/cm
3、膜厚1.0μm)を成長し、ホトリソグラフィーお
よびドライエッチングを用いてトランジスタの真性領域
以外の高ドープn型GaAs層22を0.5μm除去し
た。続いて、絶縁膜としてSiO2膜41を0.8μm
堆積後、ホトレジスト42を塗布して試料表面を平坦化
した。
First, referring to FIG. 13, undoped GaA
Highly doped n-type G on the s (100) substrate 21 by using a metalorganic vapor phase epitaxy method or a molecular beam epitaxy method.
aAs layer 22 (impurity Si, electron concentration 5 × 10 18 / cm
3 , a film thickness of 1.0 μm) was grown, and 0.5 μm of the highly-doped n-type GaAs layer 22 other than the intrinsic region of the transistor was removed by using photolithography and dry etching. Then, the SiO 2 film 41 as an insulating film is 0.8 μm thick.
After the deposition, a photoresist 42 was applied to flatten the sample surface.

【0032】次に、SiO2膜41およびホトレジスト
42の等速ドライエッチングを行い、高ドープn型Ga
As層22の表面を露出した。引き続き、III族原料に
単体金属を、V族原料にアルシンおよびホスフィンを用
いたガスソース分子線エピタキシー装置に試料を移し、
図14に示すように、n型GaAs層23(不純物S
i、電子濃度5×1016/cm3、膜厚0.3μm)、
高ドープp型GaAs層24(不純物C、正孔濃度4×
1020/cm3、膜厚0.07μm)、n型InGaP
層33(InPモル比0.5、不純物Si、電子濃度3
×1017/cm3、膜厚0.03μm)、n型GaAs
層28(不純物Si、電子濃度5×1018/cm3、膜
厚0.3μm)を基板500℃にて順次成長した。
Next, the SiO 2 film 41 and the photoresist 42 are subjected to uniform dry etching to obtain a highly doped n-type Ga.
The surface of the As layer 22 was exposed. Subsequently, the sample was transferred to a gas source molecular beam epitaxy apparatus using a single metal as a group III raw material and arsine and phosphine as a group V raw material,
As shown in FIG. 14, the n-type GaAs layer 23 (impurity S
i, electron concentration 5 × 10 16 / cm 3 , film thickness 0.3 μm),
Highly doped p-type GaAs layer 24 (impurity C, hole concentration 4 ×
10 20 / cm 3 , film thickness 0.07 μm), n-type InGaP
Layer 33 (InP molar ratio 0.5, impurity Si, electron concentration 3
× 10 17 / cm 3 , film thickness 0.03 μm), n-type GaAs
A layer 28 (impurity Si, electron concentration 5 × 10 18 / cm 3 , film thickness 0.3 μm) was sequentially grown on the substrate at 500 ° C.

【0033】この際、SiO2膜41上にはn型多結晶
GaAs層43(不純物Si、抵抗率>1MΩcm、膜
厚0.3μm)、高ドープp型多結晶GaAs層44
(不純物C、抵抗率=0.04Ωcm、膜厚0.07μ
m)、n型多結晶InGaP層45(InPモル比0.
5、不純物Si、抵抗率>1MΩcm、膜厚0.03μ
m)、n型多結晶GaAs層46(不純物Si、抵抗率
>1MΩcm、膜厚0.3μm)が形成された。
At this time, on the SiO 2 film 41, an n-type polycrystalline GaAs layer 43 (impurity Si, resistivity> 1 MΩcm, film thickness 0.3 μm) and a highly-doped p-type polycrystalline GaAs layer 44 are formed.
(Impurity C, resistivity = 0.04 Ωcm, film thickness 0.07 μ
m), the n-type polycrystalline InGaP layer 45 (InP molar ratio of 0.
5, impurity Si, resistivity> 1 MΩcm, film thickness 0.03μ
m), an n-type polycrystalline GaAs layer 46 (impurity Si, resistivity> 1 MΩcm, film thickness 0.3 μm) was formed.

【0034】その後、実施例2と同様に、図15に示す
ように、0.3μm厚さのAuGeエミッタ電極29を
形成し、このエミッタ電極をマスクにn型GaAs層2
8とn型多結晶GaAs層46をドライエッチングす
る。この際、ドライエッチングはn型InGaP層33
およびn型多結晶InGaP層45の表面で自動停止し
た。次に超高真空蒸着装置中にて自公転を行うことによ
り、エミッタ側面を含む試料全面に0.9μmのアンド
ープ多結晶GaAs層32を蒸着後、Clプラズマを用
いた異方性ドライエッチングにより全面エッチングを行
いエミッタメサの側壁にアンドープ多結晶GaAsから
なる側壁膜32を形成した。この際、ドライエッチング
はn型InGaP層33およびn型多結晶InGaP層
45の表面で自動停止した。その後、膜厚0.2μmの
AuZnベース電極30を形成し(図示してはいない
が、ベース電極30直下の半導体層33,45は、ベー
ス電極30のZnが拡散してp型高濃度層となるので、
ベース電極30とp型ベース24とのオーミックコンタ
クトがとれる。)、ホトリソグラフィー技術を用いてホ
トレジストをマスクに、SiO2膜41及び多結晶半導
体層43〜45に対してリン酸と過酸化水素水と水の混
合液によりウエットエッチングを行い、ベース/コレク
タのメサ加工を行う。最後に、実施例1と同様に、膜厚
0.2μmのAuGeコレクタ電極31の形成および高
ドープn型GaAs層22のウエットエッチングによる
素子間分離を行って、図15に示すようにCドープIn
GaP/GaAsのHBTを作製した。なお、本実施例
でも図示していないが、ベース/コレクタ電極間にSi
2などの絶縁膜による側壁膜を設けたり、表面にSi
2などの保護膜を設けたりすることは勿論である。
Thereafter, as in the second embodiment, as shown in FIG. 15, an AuGe emitter electrode 29 having a thickness of 0.3 μm is formed, and the n-type GaAs layer 2 is formed using this emitter electrode as a mask.
8 and the n-type polycrystalline GaAs layer 46 are dry-etched. At this time, dry etching is performed on the n-type InGaP layer 33.
And the n-type polycrystalline InGaP layer 45 was automatically stopped at the surface. Next, by performing an orbital rotation in an ultra-high vacuum vapor deposition apparatus, an undoped polycrystalline GaAs layer 32 of 0.9 μm is vapor-deposited on the entire surface of the sample including the side surface of the emitter, and then anisotropic dry etching using Cl plasma is applied to the entire surface. Etching was performed to form a sidewall film 32 made of undoped polycrystalline GaAs on the sidewall of the emitter mesa. At this time, the dry etching was automatically stopped on the surfaces of the n-type InGaP layer 33 and the n-type polycrystalline InGaP layer 45. After that, an AuZn base electrode 30 having a film thickness of 0.2 μm is formed (not shown, but the semiconductor layers 33 and 45 immediately below the base electrode 30 become p-type high-concentration layers due to diffusion of Zn of the base electrode 30. So
An ohmic contact can be established between the base electrode 30 and the p-type base 24. ), Using a photoresist as a mask using the photolithography technique, wet etching is performed on the SiO 2 film 41 and the polycrystalline semiconductor layers 43 to 45 with a mixed solution of phosphoric acid, hydrogen peroxide solution and water to form a base / collector film. Perform mesa processing. Finally, similarly to the first embodiment, the AuGe collector electrode 31 having a thickness of 0.2 μm is formed and the highly-doped n-type GaAs layer 22 is wet-etched to separate the elements, and as shown in FIG.
A GaP / GaAs HBT was manufactured. Although not shown in this embodiment, Si is provided between the base and collector electrodes.
A side wall film made of an insulating film such as O 2 is provided, or Si
It goes without saying that a protective film such as O 2 is provided.

【0035】本実施例によるCドープInGaP/Ga
AsのHBTは、比誘電率がGaAsの約1/3と低い
SiO2膜41をコレクタ領域に埋め込み、抵抗率が
0.04Ωcmと低い導電性多結晶GaAsベース層4
4を用いているため、実施例2で述べた特長以外に、ベ
ース/コレクタ間容量を約1/3に低減、最大発振周波
数を約70%増大できる特長がある。
C-doped InGaP / Ga according to this embodiment
In the HBT of As, a SiO 2 film 41 having a relative permittivity as low as about ⅓ of GaAs is embedded in the collector region, and a conductive polycrystalline GaAs base layer 4 having a resistivity as low as 0.04 Ωcm 4 is formed.
Since 4 is used, the base / collector capacitance can be reduced to about 1/3 and the maximum oscillation frequency can be increased by about 70% in addition to the features described in the second embodiment.

【0036】なお、本実施例においてエミッタメサの側
壁膜32をアンドープ多結晶としたが、不純物濃度が1
×1016/cm3以下であれば1MΩcm以上の高抵抗
率を有するので同様な効果があった。また、本実施例で
は側壁膜32を多結晶GaAs層としたが、Al0.1
0.9AsやIn0.1Ga0.9Asなどの混晶でもよく、
Gaに対して10%までの混晶であるならば他のIII族
元素を用いても、抵抗率や熱膨張係数に与える影響が小
さいので同様の効果が得られる。また更に、本実施例で
はGaAs基板上に形成したGaAsベースHBTの例
を示したが、InP基板上のInGaAsベースHBT
等、他のIII−V族化合物半導体を用いたHBTに関し
ても同様に実施できることは言うまでもない。
Although the sidewall film 32 of the emitter mesa is made of undoped polycrystal in this embodiment, the impurity concentration is 1
It had a similar effect because it has a × 10 16 / cm 3 higher resistivity than 1MΩcm not more than. In addition, although the sidewall film 32 is a polycrystalline GaAs layer in this embodiment, Al 0.1 G
a mixed crystal such as a 0.9 As or In 0.1 Ga 0.9 As may be used,
If a mixed crystal of up to 10% with respect to Ga is used, the same effect can be obtained even if another group III element is used, since the effect on the resistivity and the thermal expansion coefficient is small. Furthermore, in this embodiment, an example of a GaAs-based HBT formed on a GaAs substrate is shown, but an InGaAs-based HBT on an InP substrate is shown.
Needless to say, HBTs using other III-V group compound semiconductors can be similarly implemented.

【0037】以上、本発明に係るヘテロ接合バイポーラ
トランジスタの好適な実施例について説明したが、本発
明はこれに限定されるものではなく、例えば、Si−G
e系のヘテロ接合バイポーラトランジスタのエミッタ側
壁膜にも適用可能であり、本発明の精神を逸脱しない範
囲内において種々の設計変更を為し得ることは勿論であ
る。
Although the preferred embodiment of the heterojunction bipolar transistor according to the present invention has been described above, the present invention is not limited to this. For example, Si-G
It is of course applicable to the emitter side wall film of the e-type heterojunction bipolar transistor, and various design changes can be made without departing from the spirit of the present invention.

【0038】[0038]

【発明の効果】本発明によれば、エミッタメサの側壁膜
として、ベース層と同じ半導体のアンドープもしくは不
純物濃度が1×1016/cm3以下の多結晶、或いはベ
ース層と同じ半導体材料を90%以上含む混晶のアンド
ープもしくは不純物濃度が1×1016/cm3以下の多
結晶を用いることにより、側壁膜が高抵抗率を有し、か
つベース層とほとんど同じ熱膨張係数を有するため、ベ
ース層に残留する応力が実質的に零となる。このため、
通電試験を行ってもエミッタ接地増幅率が減少すること
のない、信頼性の高いIII−V族化合物半導体HBTを
実現できる。
According to the present invention, as the sidewall film of the emitter mesa, undoped semiconductor of the same semiconductor as the base layer or polycrystal having an impurity concentration of 1 × 10 16 / cm 3 or less, or 90% of the same semiconductor material as the base layer is used. By using an undoped mixed crystal containing the above or a polycrystal having an impurity concentration of 1 × 10 16 / cm 3 or less, the sidewall film has a high resistivity and has a thermal expansion coefficient almost the same as that of the base layer. The residual stress in the layer is substantially zero. For this reason,
It is possible to realize a highly reliable III-V group compound semiconductor HBT in which the grounded-emitter amplification factor does not decrease even when the energization test is performed.

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

【図1】本発明に係るヘテロ接合バイポーラトランジス
タの一実施例を示す縦断面構造図である。
FIG. 1 is a vertical sectional structural view showing an embodiment of a heterojunction bipolar transistor according to the present invention.

【図2】従来のヘテロ接合バイポーラトランジスタを示
す縦断面構造図である。
FIG. 2 is a vertical sectional structural view showing a conventional heterojunction bipolar transistor.

【図3】CドープAlGaAs/GaAsのヘテロ接合
バイポーラトランジスタの通電試験前後の特性変動を示
す電流−電圧特性であり、(a)は従来構造の特性線
図、(b)は本発明の構造の特性線図である。
3A and 3B are current-voltage characteristics showing a characteristic variation of a C-doped AlGaAs / GaAs heterojunction bipolar transistor before and after a current test, (a) is a characteristic diagram of a conventional structure, and (b) is a structure of the present invention. It is a characteristic diagram.

【図4】本発明に係るヘテロ接合バイポーラトランジス
タの第1の実施例を示す縦断面構造図であり、製造工程
の途中を示す断面構造図である。
FIG. 4 is a vertical sectional structural view showing a first embodiment of a heterojunction bipolar transistor according to the present invention, which is a sectional structural view showing the middle of the manufacturing process.

【図5】図4に示したヘテロ接合バイポーラトランジス
タの次の製造工程を示す断面構造図である。
5 is a sectional structural view showing a next manufacturing step of the heterojunction bipolar transistor shown in FIG.

【図6】図5に示したヘテロ接合バイポーラトランジス
タの次の製造工程を示す断面構造図である。
6 is a sectional structural view showing a next manufacturing step of the heterojunction bipolar transistor shown in FIG.

【図7】図6に示したヘテロ接合バイポーラトランジス
タの次の製造工程を示す断面構造図である。
7 is a cross-sectional structure diagram showing a next manufacturing step of the heterojunction bipolar transistor shown in FIG.

【図8】図7に示したヘテロ接合バイポーラトランジス
タの次の製造工程を示す断面構造図である。
8 is a sectional structural view showing a next manufacturing step of the heterojunction bipolar transistor shown in FIG. 7. FIG.

【図9】本発明に係るヘテロ接合バイポーラトランジス
タの第2の実施例を示す縦断面構造図であり、製造工程
の途中を示す断面構造図である。
FIG. 9 is a vertical sectional structural view showing a second embodiment of the heterojunction bipolar transistor according to the present invention, which is a sectional structural view showing the middle of the manufacturing process.

【図10】図9に示したヘテロ接合バイポーラトランジ
スタの次の製造工程を示す断面構造図である。
10 is a sectional structural view showing a next manufacturing step of the heterojunction bipolar transistor shown in FIG.

【図11】図10に示したヘテロ接合バイポーラトラン
ジスタの次の製造工程を示す断面構造図である。
11 is a sectional structural view showing a next manufacturing step of the heterojunction bipolar transistor shown in FIG.

【図12】図11に示したヘテロ接合バイポーラトラン
ジスタの次の製造工程を示す断面構造図である。
12 is a sectional structural view showing a next manufacturing step of the heterojunction bipolar transistor shown in FIG.

【図13】本発明に係るヘテロ接合バイポーラトランジ
スタの第3の実施例を示す縦断面構造図であり、製造工
程の途中を示す断面構造図である。
FIG. 13 is a vertical sectional structural view showing a third embodiment of the heterojunction bipolar transistor according to the present invention, which is a sectional structural view showing the middle of the manufacturing process.

【図14】図13に示したヘテロ接合バイポーラトラン
ジスタの次の製造工程を示す断面構造図である。
14 is a sectional structural view showing a next manufacturing step of the heterojunction bipolar transistor shown in FIG.

【図15】図14に示したヘテロ接合バイポーラトラン
ジスタの次の製造工程を示す断面構造図である。
15 is a sectional structural view showing a next manufacturing step of the heterojunction bipolar transistor shown in FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…半導体基板、2…高ドープn型半導体層、3…n型
半導体層、4…高ドープp型半導体層、5…n型ワイド
ギャップ半導体層、6…高ドープn型半導体層、7…ア
ンドープ多結晶半導体層、8…エミッタ電極、9…ベー
ス電極、10…コレクタ電極、11…絶縁膜、21…ア
ンドープGaAs基板、22…高ドープn型GaAs
層、23…n型GaAs層、24…高ドープp型GaA
s層、25…n型AlGaAs層、26…n型InGa
As層、27…n型AlGaAs層、28…高ドープn
型GaAs層、29…AuGe(エミッタ電極)、30
…AuZn(ベース電極)、31…AuGe(コレクタ
電極)、32…アンドープ多結晶GaAs(側壁膜)、
33…n型InGaP層、41…絶縁膜(SiO2)、
42…ホトレジスト、43…n型多結晶GaAs層、4
4…高ドープp型多結晶GaAs層、45…n型多結晶
InGaP層、46…高ドープn型多結晶GaAs層。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Semiconductor substrate, 2 ... Highly doped n-type semiconductor layer, 3 ... N-type semiconductor layer, 4 ... Highly-doped p-type semiconductor layer, 5 ... N-type wide gap semiconductor layer, 6 ... Highly-doped n-type semiconductor layer, 7 ... Undoped polycrystalline semiconductor layer, 8 ... Emitter electrode, 9 ... Base electrode, 10 ... Collector electrode, 11 ... Insulating film, 21 ... Undoped GaAs substrate, 22 ... Highly doped n-type GaAs
Layer, 23 ... n-type GaAs layer, 24 ... highly-doped p-type GaA
s layer, 25 ... n-type AlGaAs layer, 26 ... n-type InGa
As layer, 27 ... N-type AlGaAs layer, 28 ... Highly doped n
-Type GaAs layer, 29 ... AuGe (emitter electrode), 30
... AuZn (base electrode), 31 ... AuGe (collector electrode), 32 ... Undoped polycrystalline GaAs (sidewall film),
33 ... N-type InGaP layer, 41 ... Insulating film (SiO 2 ),
42 ... Photoresist, 43 ... N-type polycrystalline GaAs layer, 4
4 ... Highly doped p-type polycrystalline GaAs layer, 45 ... N-type polycrystalline InGaP layer, 46 ... Highly doped n-type polycrystalline GaAs layer.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 平田 宏治 東京都小平市上水本町5丁目20番1号 日 立超エル・エス・アイ・エンジニアリング 株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Koji Hirata 5-20-1 Kamimizuhonmachi, Kodaira-shi, Tokyo Inside Hiritsu Cho-LS Engineering Co., Ltd.

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】ベース層と該ベース層の上部に設けられた
エミッタ層と該ベース層の下部に設けられたコレクタ層
とから構成されるヘテロ接合バイポーラトランジスタに
おいて、ベース層と同一材料を90%以上含有する多結
晶であって不純物濃度がアンドープを含む1×1016
cm3以下の多結晶により、エミッタ層の側面周囲が被
着されてい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。
1. In a heterojunction bipolar transistor including a base layer, an emitter layer provided on the base layer, and a collector layer provided on the bottom of the base layer, 90% of the same material as the base layer is used. It is a polycrystal containing the above and the impurity concentration includes undoped 1 × 10 16 /
A heterojunction bipolar transistor, characterized in that the periphery of the side surface of the emitter layer is deposited by a polycrystal of cm 3 or less.
【請求項2】上記ベース層、エミッタ層およびコレクタ
層は、III−V族化合物半導体からなる単結晶である請
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 base layer, the emitter layer and the collector layer are single crystals made of a III-V group compound semiconductor.
【請求項3】上記ベース層は、p型導電性を有すると共
に不純物として炭素を含む請求項2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 2, wherein the base layer has p-type conductivity and contains carbon as an impurity.
【請求項4】上記エミッタ層は、n型導電性を有するA
lGaAsである請求項3記載のヘテロ接合バイポーラ
トランジスタ。
4. The emitter layer is A having n-type conductivity.
The heterojunction bipolar transistor according to claim 3, which is 1GaAs.
【請求項5】上記エミッタ層は、n型導電性であってA
lGaAs、InGaAsおよびAlGaAsの3層か
らなる請求項3記載のヘテロ接合バイポーラトランジス
タ。
5. The emitter layer is n-type conductive and is A
The heterojunction bipolar transistor according to claim 3, comprising three layers of 1 GaAs, InGaAs and AlGaAs.
【請求項6】上記エミッタ層はn型導電性を有するIn
GaPである請求項3記載のヘテロ接合バイポーラトラ
ンジスタ。
6. The emitter layer is In having n-type conductivity.
The heterojunction bipolar transistor according to claim 3, which is GaP.
【請求項7】ベース層と該ベース層の上部に設けられた
エミッタ層と該ベース層の下部に設けられたコレクタ層
により構成されるヘテロ接合バイポーラトランジスタに
おいて、エミッタ層の側面周囲を被着する材料とベース
層を構成する材料の熱膨張係数が等しいことを特徴とす
るヘテロ接合バイポーラトランジスタ。
7. A heterojunction bipolar transistor including a base layer, an emitter layer provided above the base layer, and a collector layer provided below the base layer, wherein a side surface of the emitter layer is deposited. A heterojunction bipolar transistor, characterized in that the material and the material forming the base layer have the same coefficient of thermal expansion.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2002009189A1 (en) * 2000-07-24 2002-01-31 Korea Advanced Institute Of Science And Technology Method for manufacturing hetero junction bipolar transistor
KR100491089B1 (en) * 2002-12-06 2005-05-24 한국전자통신연구원 Heterojunction bipolar transistor and manufacturing method thereof

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WO2002009189A1 (en) * 2000-07-24 2002-01-31 Korea Advanced Institute Of Science And Technology Method for manufacturing hetero junction bipolar transistor
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