JPH10107040A - Compound semiconductor device - Google Patents

Compound semiconductor device

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JPH10107040A
JPH10107040A JP25709096A JP25709096A JPH10107040A JP H10107040 A JPH10107040 A JP H10107040A JP 25709096 A JP25709096 A JP 25709096A JP 25709096 A JP25709096 A JP 25709096A JP H10107040 A JPH10107040 A JP H10107040A
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JP
Japan
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layer
collector layer
compound semiconductor
collector
bipolar transistor
Prior art date
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Application number
JP25709096A
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Japanese (ja)
Inventor
Tetsuo Asano
哲郎 浅野
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Sanyo Electric Co Ltd
Original Assignee
Sanyo Electric Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPH10107040A publication Critical patent/JPH10107040A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a compound semiconductor device which is constituted in such a way that the resistance value fluctuation of a resistance element incorporated in a microwave monolithic IC can be reduced and the semiconductor device can be manufactured easily with a high yield. SOLUTION: A compound semiconductor device is constituted so that a heterojunction bipolar transistor 30 and a resistance element 31 can be formed on a semi-insulating compound semiconductor substrate. The element 31 is made of the same material 19 as that used for the sub-collector layer of the bipolar transistor 30 and the sub-collector layer has a thin transition layer 12A the composition of which changes from that of the sub-collector layer to that of a collector layer on its surface on the collector layer side.

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、化合物半導体装置
に係り、特にヘテロ接合バイポーラトランジスタ(HB
T)と抵抗素子とを、半絶縁性化合物半導体基板上に搭
載したマイクロウェーブモノリシックICに関する。
The present invention relates to a compound semiconductor device and, more particularly, to a heterojunction bipolar transistor (HB).
The present invention relates to a microwave monolithic IC in which T) and a resistance element are mounted on a semi-insulating compound semiconductor substrate.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、携帯電話等の超高周波帯で動作す
る機器の普及に伴い、GHz帯で動作する高出力素子の
開発が要請されている。ヘテロ接合バイポーラトランジ
スタ(HBT)は、例えばエミッタ/ベース接合に、A
lGaAs又はGaInP/GaAs等の異材質の接合
を用いることにより、電子の移動度が高く且つエミッタ
のバンドギャップがベースのバンドギャップより大きい
ことから電子の注入効率が高く取れる。このためGHz
帯で数W程度の高出力特性が得られ、上記要請に適合す
るものとして注目されている。
2. Description of the Related Art In recent years, with the spread of devices operating in the ultra-high frequency band such as portable telephones, the development of high-power devices operating in the GHz band has been demanded. A heterojunction bipolar transistor (HBT) has, for example,
By using a dissimilar material junction such as lGaAs or GaInP / GaAs, the electron mobility is high and the band gap of the emitter is larger than the band gap of the base, so that the electron injection efficiency can be increased. For this reason, GHz
A high output characteristic of about several W is obtained in a band, and attention is paid to satisfying the above requirement.

【0003】例えば、文献(IEEE ELECTRON DEVICE LET
TERS, Vol 14, No10, October 1990PP493〜495)、特許
第2522280号公報等によれば、化合物半導体材料
を用いたヘテロ接合バイポーラトランジスタの一例が開
示されている。これは半絶縁性GaAs基板上にn+-
GaAsサブコレクタ層、n−GaAsコレクタ層、p
+-GaAsベース層、n−AlGaAsエミッタ層、
n+-GaAsエミッタコンタクト層等が積層されてい
る。
For example, a document (IEEE ELECTRON DEVICE LET)
TERS, Vol 14, No10, October 1990 PP493-495), Japanese Patent No. 252280, and the like disclose an example of a heterojunction bipolar transistor using a compound semiconductor material. This is n +-on a semi-insulating GaAs substrate.
GaAs sub-collector layer, n-GaAs collector layer, p
+ -GaAs base layer, n-AlGaAs emitter layer,
An n + -GaAs emitter contact layer and the like are stacked.

【0004】ところで、このようなヘテロ接合バイポー
ラトランジスタにも抵抗素子を組み込み、モノリシック
IC化される傾向にある。モノリシックIC化される場
合には、サブコレクタ層は不純物濃度が高いため、Au
Ge/Ni/Au等の配線金属と容易にオーミック接触
がとれるので、抵抗素子としてはサブコレクタ層が所要
の寸法にパターン加工されて抵抗体として用いられる。
又、サブコレクタ層は不純物濃度の制御も容易であるた
め、シート抵抗は数十Ω/□程度に制御でき、パターン
形状の選択により任意の抵抗値の抵抗体を形成すること
が可能である。
By the way, there is a tendency that such a heterojunction bipolar transistor is also provided with a resistance element to be made into a monolithic IC. When a monolithic IC is formed, the sub-collector layer has a high impurity concentration,
Since ohmic contact can be easily made with a wiring metal such as Ge / Ni / Au, a sub-collector layer is patterned into a required dimension and used as a resistor as a resistor.
Further, since the impurity concentration of the subcollector layer can be easily controlled, the sheet resistance can be controlled to about several tens of Ω / □, and a resistor having an arbitrary resistance value can be formed by selecting a pattern shape.

【0005】図3は、係る従来のヘテロ接合バイポーラ
トランジスタと抵抗素子とを集積化したマイクロウェー
ブモノリシックICの断面構造の一例を示す。半絶縁性
GaAs基板11上にヘテロ接合バイポーラトランジス
タ30と抵抗素子31とが形成されている。ヘテロ接合
バイポーラトランジスタ30は、n+型GaAs層から
なるサブコレクタ層12上に、n型GaAs層からなる
コレクタ層13が形成され、その上層はp型GaAs層
からなるベース層14が形成され、更にその上層には異
種材料であるn型AlGaAs層からなるエミッタ層1
6が形成されている。電極21,21はコレクタ層の取
り出し電極であり、電極22,22はベースの取り出し
電極であり、電極23はエミッタ層の取り出し電極であ
る。
FIG. 3 shows an example of a cross-sectional structure of a microwave monolithic IC in which such a conventional heterojunction bipolar transistor and a resistance element are integrated. A heterojunction bipolar transistor 30 and a resistance element 31 are formed on a semi-insulating GaAs substrate 11. In the heterojunction bipolar transistor 30, a collector layer 13 composed of an n-type GaAs layer is formed on a subcollector layer 12 composed of an n + -type GaAs layer, and a base layer 14 composed of a p-type GaAs layer is formed thereon. An emitter layer 1 composed of an n-type AlGaAs layer, which is a different material, is formed on the upper layer.
6 are formed. The electrodes 21 and 21 are extraction electrodes of the collector layer, the electrodes 22 and 22 are extraction electrodes of the base, and the electrode 23 is an extraction electrode of the emitter layer.

【0006】一方で抵抗素子31は、ヘテロ接合バイポ
ーラトランジスタのサブコレクタ層12と同一材質の層
を用いて抵抗体19が形成され、電極24,24がその
取り出し電極となっている。尚、この図においては、ト
ランジスタと抵抗素子の接続配線は図示が省略されてい
る。
On the other hand, in the resistance element 31, a resistor 19 is formed using a layer made of the same material as the subcollector layer 12 of the heterojunction bipolar transistor, and the electrodes 24, 24 serve as extraction electrodes. In this figure, the connection wiring between the transistor and the resistance element is not shown.

【0007】図4は、ヘテロ接合バイポーラトランジス
タ及び抵抗素子を形成する前の化合物半導体基板を示
す。この基板は、下側より半絶縁性GaAs基板11上
に、サブコレクタ層となるn+型GaAs層12、コレ
クタ層となるn型GaAs層13、ベース層となるp型
GaAs層14、エミッタ層となるn型AlGaAs層
16等がそれぞれエピ成長により積層されている。図3
に示すヘテロ接合バイポーラトランジスタ30及び抵抗
素子31は各エピ成長層が段階的にホトリソグラフィに
より、パターニングされ、エッチングされてメサ状に形
成される。
FIG. 4 shows a compound semiconductor substrate before a heterojunction bipolar transistor and a resistance element are formed. This substrate comprises an n + -type GaAs layer 12 serving as a sub-collector layer, an n-type GaAs layer 13 serving as a collector layer, a p-type GaAs layer 14 serving as a base layer, and an emitter layer on a semi-insulating GaAs substrate 11 from below. N-type AlGaAs layers 16 and the like are stacked by epitaxial growth. FIG.
In the heterojunction bipolar transistor 30 and the resistive element 31 shown in FIG. 5, each epi-grown layer is patterned and etched stepwise by photolithography to form a mesa.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ヘテロ
接合バイポーラトランジスタのサブコレクタ層を用いて
抵抗体19を形成するためには、エッチングによりその
上層であるコレクタ層となるn型GaAs層13を除去
しなければならない。ところが、コレクタ層13とサブ
コレクタ層12とはいずれも同材質のn型GaAs層か
ら構成されており、その濃度が異なるのみである。この
ため、エッチングの終点検出が難しく、オーバエッチに
なると抵抗体19の厚みが薄くなりすぎ、抵抗値を狂わ
せる原因となる。また、アンダーエッチの場合にはn型
GaAs層が残ることになり、抵抗の取り出し電極2
4,24と抵抗体19とのオーミック接触が取れなくな
り、同様に抵抗値を狂わせる原因となる。
However, in order to form the resistor 19 using the sub-collector layer of the hetero-junction bipolar transistor, the n-type GaAs layer 13 serving as the upper collector layer is removed by etching. There must be. However, both the collector layer 13 and the sub-collector layer 12 are made of the same n-type GaAs layer, and differ only in their concentration. For this reason, it is difficult to detect the end point of the etching, and when the overetching is performed, the thickness of the resistor 19 becomes too thin, which causes the resistance value to be changed. In the case of under-etching, the n-type GaAs layer remains, and the resistance extraction electrode 2
Ohmic contact between the resistors 4 and 24 and the resistor 19 cannot be obtained, and similarly, the resistance value may be deviated.

【0009】このため、従来のヘテロ接合バイポーラト
ランジスタと抵抗素子とを集積したマイクロウェーブモ
ノリシックICにおいては、抵抗素子の抵抗値のバラツ
キが大きく、その許容範囲を逸脱する場合もあり、製造
歩留の低下の一因となっていた。
For this reason, in a conventional microwave monolithic IC in which a heterojunction bipolar transistor and a resistor are integrated, the resistance of the resistor has a large variation, which may deviate from the allowable range, and the manufacturing yield is reduced. Contributed to the decline.

【0010】本発明は上述した事情に鑑みて為されたも
ので、ヘテロ接合バイポーラトランジスタと抵抗素子と
を集積したマイクロウェーブモノリシックICにおい
て、抵抗素子の抵抗値のバラツキを減らし、その製造を
容易なものとして、良好な製造歩留で製造することがで
きる化合物半導体装置の構造を提供することを目的とす
る。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and in a microwave monolithic IC in which a heterojunction bipolar transistor and a resistive element are integrated, variations in the resistance value of the resistive element are reduced, and the manufacture thereof is facilitated. It is another object of the present invention to provide a structure of a compound semiconductor device that can be manufactured with a good manufacturing yield.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】本発明の化合物半導体装
置は、ヘテロ接合バイポーラトランジスタと抵抗素子と
を半絶縁性化合物半導体基板上に形成した化合物半導体
装置において、前記へテロ接合バイポーラトランジスタ
は、コレクタ層と、該コレクタ層と同一導電型で異材質
のサブコレクタ層とを備え、前記抵抗素子は前記へテロ
接合バイポーラトランジスタのサブコレクタ層と同一の
材質からなるものであり、前記サブコレクタ層はコレク
タ層側表面にその組成がサブコレクタ層のバンドギャッ
プ又は組成からコレクタ層のバンドギャップ又は組成に
変化する薄い遷移層を備えたことを特徴とする。
According to the present invention, there is provided a compound semiconductor device comprising a heterojunction bipolar transistor and a resistor formed on a semi-insulating compound semiconductor substrate, wherein the heterojunction bipolar transistor has a collector. A sub-collector layer of the same conductivity type and a different material as the collector layer, wherein the resistance element is made of the same material as the sub-collector layer of the heterojunction bipolar transistor. On the collector layer side surface, a thin transition layer whose composition changes from the band gap or composition of the subcollector layer to the band gap or composition of the collector layer is provided.

【0012】上述した本発明の構成によれば、抵抗体を
構成するトランジスタのサブコレクタ層がその上層であ
るコレクタ層と異なる種類の材質で構成したので、コレ
クタ層をエッチングするエッチャントは、サブコレクタ
層を構成する半導体層をエッチングしないように、選択
性を持たせることができる。このようなエッチャントの
選択性により、コレクタ層のエッチングはスムーズに進
行するが、サブコレクタ層が表面に露出すると、この層
はエッチングされないので、当該エッチャントによるエ
ッチングはそこで終了させることができる。これによ
り、サブコレクタ層、即ち、抵抗体の厚みが変動するこ
となく、又、コレクタ層が残り接触不良が生じることな
く、サブコレクタ層が本来有するシート抵抗値に基づく
抵抗体の抵抗値が得られる。
According to the configuration of the present invention described above, since the subcollector layer of the transistor constituting the resistor is made of a material different from that of the upper collector layer, the etchant for etching the collector layer is a subcollector. Selectivity can be given so that a semiconductor layer included in the layer is not etched. Due to such selectivity of the etchant, the etching of the collector layer proceeds smoothly, but when the subcollector layer is exposed on the surface, this layer is not etched, so that the etching by the etchant can be terminated there. As a result, the resistance value of the resistor based on the sheet resistance originally possessed by the subcollector layer can be obtained without changing the thickness of the subcollector layer, that is, without changing the thickness of the resistor, leaving the collector layer remaining and causing poor contact. Can be

【0013】更に、サブコレクタ層はコレクタ層側表面
にその組成がサブコレクタ層の組成からコレクタ層の組
成に変化する薄い遷移層を備えたので、コレクタ層のバ
ンドギャップをサブコレクタ層のバンドギャップに連続
的に滑らかに変化させて拡大することができる。この遷
移層が無いとすると、コレクタ層とサブコレクタ層とは
異材質であるため、この境界で急激なバンドギャップの
変化が生じる。これによりドリフト電界で走行している
電子にブレーキがかかり、コレクタ抵抗の増大という問
題を生じる。上述した遷移層を設けることで、係る問題
が解決される。
Further, the subcollector layer has a thin transition layer whose composition changes from the composition of the subcollector layer to the composition of the collector layer on the surface of the collector layer side, so that the bandgap of the collector layer is changed to the bandgap of the subcollector layer. Can be continuously changed smoothly for enlargement. If this transition layer is not provided, the collector layer and the sub-collector layer are made of different materials, so that a sharp change in the band gap occurs at this boundary. As a result, the electrons running in the drift electric field are braked, causing a problem that the collector resistance increases. By providing the above-described transition layer, such a problem is solved.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態につい
て図面を参照しながら説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0015】図1は、本発明の一実施形態の化合物半導
体装置の一断面構成を示す。半絶縁性GaAs基板11
上にヘテロ接合バイポーラトランジスタ30と抵抗素子
31とが搭載されている点は、従来の技術と同様であ
る。本発明では、ヘテロ接合バイポーラトランジスタ3
0のサブコレクタ層と抵抗素子31の抵抗体19とはコ
レクタ層とは異材質のGaInP、又はAlGaAsで
構成されている。この層は、n+型の3x1018/cm
3程度の不純物濃度を有したもので、厚さ10,000
Å程度である。
FIG. 1 shows a sectional configuration of a compound semiconductor device according to an embodiment of the present invention. Semi-insulating GaAs substrate 11
The point on which the heterojunction bipolar transistor 30 and the resistance element 31 are mounted is the same as in the prior art. In the present invention, the heterojunction bipolar transistor 3
The 0 sub-collector layer and the resistor 19 of the resistance element 31 are made of GaInP or AlGaAs of a different material from the collector layer. This layer is an n + type 3 × 10 18 / cm
It has an impurity concentration of about 3 and a thickness of 10,000
About Å.

【0016】サブコレクタ層12のコレクタ層側表面に
は、その組成がサブコレクタ層の組成からコレクタ層の
組成に滑らかに変化する薄い遷移層12Aを備えてい
る。この遷移層12Aは、例えば厚さが300A゜程度
と薄く、その組成はサブコレクタ層側でサブコレクタ層
の組成、即ち、Ga0.51In0.49P又はAl0.
25Ga0.75Asであり、コレクタ層側でコレクタ層
の組成、即ち、GaAsであり、その中間で組成が滑ら
かに連続的に変化している。
On the collector layer side surface of the subcollector layer 12, there is provided a thin transition layer 12A whose composition smoothly changes from the composition of the subcollector layer to the composition of the collector layer. The transition layer 12A is as thin as, for example, about 300 Å, and has a composition of the subcollector layer on the subcollector layer side, that is, Ga0.51In0.49P or Al0.
The composition of the collector layer on the collector layer side, that is, GaAs, is 25 Ga 0.75 As, and the composition changes smoothly and continuously in the middle.

【0017】コレクタ層13及びベース層14は、共に
GaAsで構成され、その厚さはコレクタ層13は5,
000Åであり、ベース層14は1,000Åである。
コレクタ層は5x1016/cm3のn型の不純物濃度を
有し、ベース層は4x1019/cm3のp型の不純物濃
度を有する。
The collector layer 13 and the base layer 14 are both made of GaAs.
000 ° and the base layer 14 is 1,000 °.
The collector layer has an n-type impurity concentration of 5 × 10 16 / cm 3, and the base layer has a p-type impurity concentration of 4 × 10 19 / cm 3.

【0018】エミッタ層16はベース層とヘテロ接合を
形成する異材質の層であり、ベース層のGaAsよりバ
ンドギャップの大きなAlGaAs層が用いられてい
る。具体的には、Al0.25Ga0.75Asのn型の
4x1017/cm3程度の不純物濃度を有する層であ
り、その両側にGaAsへの遷移層15,17を有して
いる。それぞれの遷移層15,17の厚みは300Å、
500Å程度である。
The emitter layer 16 is a layer made of a different material forming a heterojunction with the base layer, and uses an AlGaAs layer having a band gap larger than that of GaAs of the base layer. Specifically, it is an Al 0.25 Ga 0.75 As n-type layer having an impurity concentration of about 4 × 10 17 / cm 3, and has transition layers 15 and 17 to GaAs on both sides thereof. The thickness of each transition layer 15, 17 is 300 mm,
It is about 500 °.

【0019】エミッタ層の最上層はキャップ層18であ
り、材料はGaAsであり、不純物濃度5x1018/c
m3のn+型であり、厚さが1,000Å程度である。
この層はAuGe/Ni/Auからなるエミッタ電極2
3とオーミック接触を取るための層である。ベース層1
4にはTi/Pt/Auからなるベース電極22,22
が配置され、サブコレクタ層12にはAuGe/Ni/
Auで構成されるコレクタ層の取り出し電極21,21
が配置されている。抵抗体19の両端部にもAuGe/
Ni/Auからなる取り出し電極24,24が配置され
ている。
The uppermost layer of the emitter layer is the cap layer 18, the material is GaAs, and the impurity concentration is 5 × 10 18 / c.
It is an n + type of m3 and has a thickness of about 1,000 °.
This layer is made of an emitter electrode 2 made of AuGe / Ni / Au.
This is a layer for making ohmic contact with No. 3. Base layer 1
4 are base electrodes 22 and 22 made of Ti / Pt / Au.
Are arranged, and AuGe / Ni /
Extraction electrodes 21 and 21 of collector layer composed of Au
Is arranged. Both ends of the resistor 19 are also AuGe /
Extraction electrodes 24, 24 made of Ni / Au are arranged.

【0020】サブコレクタ層19の本来有するシート抵
抗値は、エピ成長技術の進歩により、3%程度の誤差で
制御可能である。上記構造によれば抵抗素子31の抵抗
値はサブコレクタ層19のシート抵抗値と横方向のホト
リソグラフィの誤差のみで決まってくるので、抵抗値の
バラツキを小さく抑えることができる。又、トランジス
タ30は化合物半導体のヘテロ接合構造を有するので、
GHz帯で数W程度の高出力特性を得ることが可能であ
る。
The original sheet resistance of the subcollector layer 19 can be controlled with an error of about 3% due to the progress of the epi growth technique. According to the above structure, the resistance value of the resistance element 31 is determined only by the sheet resistance value of the sub-collector layer 19 and the error of the photolithography in the lateral direction, so that the variation in the resistance value can be suppressed. Also, since the transistor 30 has a compound semiconductor heterojunction structure,
High output characteristics of about several W in the GHz band can be obtained.

【0021】次にこの化合物半導体装置の製造方法につ
いて説明する。まず図2(A)に示す半絶縁性基板上に
各種化合物半導体材料をエピタキシャル成長した基板を
準備する。この基板は、半絶縁性GaAs基板11上に
サブコレクタ層12となるGaInP又はAlGaAs
層がエピ成長され、更にその上層にコレクタ層13とな
るn型GaAs層がエピ成長され、更にその上層にベー
ス層14となるp型GaAs層がエピ成長されたもので
ある。サブコレクタ層12となるGaInP又はAlG
aAs層の表面側にはその組成がGaAsに滑らかに変
化する薄い遷移層12Aが形成されている。
Next, a method of manufacturing the compound semiconductor device will be described. First, a substrate is prepared by epitaxially growing various compound semiconductor materials on the semi-insulating substrate shown in FIG. This substrate is composed of a semi-insulating GaAs substrate 11 and a GaInP or AlGaAs layer serving as a subcollector layer 12.
A layer is epitaxially grown, an n-type GaAs layer serving as a collector layer 13 is further epitaxially grown thereon, and a p-type GaAs layer serving as a base layer 14 is further epitaxially grown thereon. GaInP or AlG to be the sub-collector layer 12
A thin transition layer 12A whose composition smoothly changes to GaAs is formed on the surface side of the aAs layer.

【0022】更にベース層14の上層にはGaAs層か
らAlGaAs層への遷移層15がエピ成長され、更に
その上層にはヘテロ接合バイポーラトランジスタの核心
となるベース層と比較してバンドギャップの大きなn型
AlGaAs層がエピ成長され、その上層はGaAsへ
の遷移層16がエピ成長され、更にその上層にはキャッ
プ層18となるn+型GaAs層がエピ成長されてい
る。
Further, a transition layer 15 from a GaAs layer to an AlGaAs layer is epitaxially grown on the base layer 14, and an n layer having a larger band gap than that of the base layer serving as the core of the heterojunction bipolar transistor is further formed thereon. A type AlGaAs layer is epitaxially grown, a transition layer 16 to GaAs is epitaxially grown thereon, and an n + type GaAs layer serving as a cap layer 18 is further epitaxially grown thereon.

【0023】次に図2(B)に示すように、ホトリソグ
ラフィでパターニングして、エミッタ領域を形成するた
めの層15,16,17,18のメサエッチを行う。次
に、図2(C)に示すようにベース層14及びコレクタ
層13を同様にホトリソグラフィでパターンニングし
て、メサエッチを行う。
Next, as shown in FIG. 2B, the layers 15, 16, 17, and 18 for forming an emitter region are subjected to mesa etching by patterning by photolithography. Next, as shown in FIG. 2C, the base layer 14 and the collector layer 13 are similarly patterned by photolithography, and a mesa etch is performed.

【0024】このエッチングは、ベース層14及びコレ
クタ層13の材料であるGaAsをエッチングし、サブ
コレクタ層12を構成するInGaP又はAlGaAs
層をエッチングしない、選択性を有するエッチャントを
用いる。例えばGaAsをエッチングし、InGaPを
エッチングしないエッチャントとしては、硫酸系或いは
リン酸系のエッチャントが好適である。また、GaAs
をエッチングし、AlGaAsをエッチングしないエッ
チャントとしては、クエン酸系のエッチャントがある。
これらの選択性を有するエッチャントを用いることによ
り、コレクタ層13のエッチングが十分に終了すると、
サブコレクタ層12をエッチングすることなく、そこで
エッチングの進行を完全に停止することができる。
In this etching, GaAs which is a material of the base layer 14 and the collector layer 13 is etched, and InGaP or AlGaAs constituting the sub-collector layer 12 is etched.
Use a selective etchant that does not etch the layer. For example, as an etchant for etching GaAs and not for InGaP, a sulfuric acid-based or phosphoric acid-based etchant is preferable. In addition, GaAs
An etchant that etches but does not etch AlGaAs is a citric acid-based etchant.
By using an etchant having such selectivity, when the etching of the collector layer 13 is sufficiently completed,
Without etching the subcollector layer 12, the progress of the etching can be completely stopped there.

【0025】尚、サブコレクタ層12の表面には、組成
が変化する遷移層12Aが存在するが、この層は300
A゜程度と極めて薄いため、抵抗体19の抵抗値の変動
に及ぼす影響は極めて小さく、これを無視することがで
きる。
A transition layer 12A whose composition changes exists on the surface of the subcollector layer 12, and this transition layer 12A
Since the thickness is as small as about A ゜, the influence on the fluctuation of the resistance value of the resistor 19 is extremely small and can be ignored.

【0026】次にサブコレクタ層12及び抵抗体19を
形成するためのメサエッチングを行う。この工程もレジ
スト塗布後ホトリソグラフィでパターニングして、Ga
InP層又はAlGaAs層からなるサブコレクタ層を
エッチングするエッチャントを用いてメサエッチを行
う。
Next, mesa etching for forming the sub-collector layer 12 and the resistor 19 is performed. In this step, too, after resist application, patterning is performed by photolithography to obtain Ga
Mesa etching is performed using an etchant for etching a subcollector layer made of an InP layer or an AlGaAs layer.

【0027】次に図1に示すように、エミッタ電極、コ
レクタ電極、抵抗電極等の電極付けを行う。これはホト
レジストを塗布後、ホトリソグラフィでパターニングを
行い、AuGe/Ni/Auを蒸着し、リフトオフによ
り所定の電極22,23,24を形成する。そして、ア
ロイにより半導体層との接触を確実にする。次にベース
電極の電極付けを行う。これも同様にホトリソグラフィ
でレジストに所定のパターンを形成後、Ti/Pt/A
uを蒸着し、リフトオフにより所定の電極21を形成
し、アロイにより半導体層との接触を確実にする。
Next, as shown in FIG. 1, electrodes such as an emitter electrode, a collector electrode and a resistance electrode are provided. In this method, after applying a photoresist, patterning is performed by photolithography, AuGe / Ni / Au is deposited, and predetermined electrodes 22, 23, and 24 are formed by lift-off. Then, the alloy ensures contact with the semiconductor layer. Next, the base electrode is attached. Similarly, after a predetermined pattern is formed on a resist by photolithography, Ti / Pt / A
u is vapor-deposited, a predetermined electrode 21 is formed by lift-off, and an alloy is used to ensure contact with the semiconductor layer.

【0028】更に、全面にCVDで例えばSiN膜を
2,000Å程度被着して、ホトリソグラフィによりコ
ンタクト部分を開口するパターニングを行う。更に同様
にホトリソグラフィにより配線パターンのパターニング
を行った後に、Ti/Pt/Auを蒸着し、リフトオフ
により配線電極及びボンディングパッド電極等を形成す
る。これにより、ヘテロ接合バイポーラトランジスタと
抵抗素子間の配線接続等が行われ、マイクロウェーブモ
ノリシックICが完成する。
Further, a SiN film, for example, of about 2,000 ° is deposited on the entire surface by CVD, and patterning for opening a contact portion by photolithography is performed. Further, similarly, after patterning the wiring pattern by photolithography, Ti / Pt / Au is deposited, and a wiring electrode, a bonding pad electrode and the like are formed by lift-off. As a result, wiring connection and the like between the heterojunction bipolar transistor and the resistance element are performed, and a microwave monolithic IC is completed.

【0029】尚、以上の実施例はコレクタ層としてGa
Asを用い、サブコレクタ層にInGaP又はAlGa
Asからなる異種材料を用いた例について説明したが、
本発明の趣旨はこれに限定されるものではない。コレク
タ層を構成する材料をエッチングし、サブコレクタ層を
構成する材料をエッチングしない選択性を有するエッチ
ャントを用いることが可能であり、コレクタ層のエッチ
ングの終了を容易に且つ確実に行うことができるもので
あれば、本発明の趣旨が適用可能なことは勿論である。
このように、本発明の趣旨を逸脱することなく、種々の
変形実施例が可能である。
In the above embodiment, Ga is used as the collector layer.
As is used, and InGaP or AlGa
Although an example using a different material made of As has been described,
The gist of the present invention is not limited to this. It is possible to use an etchant having selectivity that etches the material constituting the collector layer and does not etch the material constituting the subcollector layer, and can easily and reliably end the etching of the collector layer If so, it goes without saying that the gist of the present invention can be applied.
Thus, various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.

【0030】[0030]

【発明の効果】本発明は上述したようにヘテロ接合バイ
ポーラトランジスタと抵抗素子とを半絶縁性化合物半導
体基板上に形成した半導体装置において、ヘテロ接合バ
イポーラトランジスタのコレクタ層とサブコレクタ層を
異材質の材料を用いたものである。これにより、サブコ
レクタ層を用いて抵抗素子を形成する際に、サブコレク
タ層をエッチングすることなくコレクタ層のみを完全に
エッチング除去することができる。従って、サブコレク
タ層と同材質の材料をもって形成される抵抗体のシート
抵抗の変動を抑えることができ、容易に抵抗値が許容範
囲に入る抵抗素子を形成することができる。
According to the present invention, as described above, in a semiconductor device in which a heterojunction bipolar transistor and a resistance element are formed on a semi-insulating compound semiconductor substrate, the collector layer and the subcollector layer of the heterojunction bipolar transistor are formed of different materials. The material is used. Thus, when forming the resistance element using the subcollector layer, only the collector layer can be completely removed without etching the subcollector layer. Therefore, the sheet resistance of the resistor formed of the same material as that of the sub-collector layer can be suppressed from fluctuating, and a resistance element whose resistance value falls within an allowable range can be easily formed.

【0031】更にサブコレクタ層表面側にその組成がコ
レクタ層の組成に滑らかに変化する薄い遷移層を設けた
ことから、コレクタ層からサブコレクタ層にバンドギャ
ップを滑らかに連続的に拡大することができる。これに
より、コレクタ抵抗の増大を防止することができ、バン
ドギャップの異なる異材質の接合に伴う高周波特性の劣
化を防止することができる。
Further, since a thin transition layer whose composition smoothly changes to the composition of the collector layer is provided on the surface of the subcollector layer, it is possible to smoothly and continuously increase the band gap from the collector layer to the subcollector layer. it can. As a result, an increase in the collector resistance can be prevented, and deterioration of high-frequency characteristics due to joining of different materials having different band gaps can be prevented.

【0032】それ故、GHz帯でワットオーダの出力を
有するヘテロ接合バイポーラトランジスタと抵抗素子と
を搭載したマイクロウェーブモノリシックICを容易
に、且つ良好な歩留で製造することができる。
Therefore, a microwave monolithic IC having a heterojunction bipolar transistor having a power output of the order of watts in the GHz band and a resistance element can be easily manufactured with a good yield.

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

【図1】本発明の一実施形態の化合物半導体装置の断面
図。
FIG. 1 is a sectional view of a compound semiconductor device according to one embodiment of the present invention.

【図2】上記化合物半導体装置の製造工程を示す説明
図。
FIG. 2 is an explanatory view showing a manufacturing process of the compound semiconductor device.

【図3】従来の化合物半導体装置の断面図。FIG. 3 is a cross-sectional view of a conventional compound semiconductor device.

【図4】従来のエピ成長基板の説明図。FIG. 4 is an explanatory view of a conventional epi growth substrate.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ヘテロ接合バイポーラトランジスタと抵
抗素子とを半絶縁性化合物半導体基板上に形成した化合
物半導体装置において、前記へテロ接合バイポーラトラ
ンジスタは、コレクタ層と、該コレクタ層と同一導電型
で異材質のサブコレクタ層とを備え、前記抵抗素子は前
記へテロ接合バイポーラトランジスタのサブコレクタ層
と同一の材質からなるものであり、前記サブコレクタ層
はコレクタ層側表面にそのバンドギャップ又は組成がサ
ブコレクタ層のバンドギャップ又は組成からコレクタ層
のバンドギャップ又は組成に変化する薄い遷移層を備え
たことを特徴とする化合物半導体装置。
In a compound semiconductor device in which a heterojunction bipolar transistor and a resistance element are formed on a semi-insulating compound semiconductor substrate, the heterojunction bipolar transistor has a collector layer and a different conductivity type than the collector layer. A subcollector layer of a material, wherein the resistance element is made of the same material as the subcollector layer of the heterojunction bipolar transistor, and the bandgap or composition of the subcollector layer is on the collector layer side surface. A compound semiconductor device comprising a thin transition layer that changes from the band gap or composition of the collector layer to the band gap or composition of the collector layer.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002261271A (en) * 2001-03-01 2002-09-13 Nec Corp Semiconductor device and method of manufacturing the same

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