JPS6010776A - バイポーラトランジスタの製造方法 - Google Patents

バイポーラトランジスタの製造方法

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JPS6010776A
JPS6010776A JP11909783A JP11909783A JPS6010776A JP S6010776 A JPS6010776 A JP S6010776A JP 11909783 A JP11909783 A JP 11909783A JP 11909783 A JP11909783 A JP 11909783A JP S6010776 A JPS6010776 A JP S6010776A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 (1) 発明の技術分野 本発明はバイポーラ半導体装置の製造方法に係り、特に
ガリウム・ヒ素に代表される化合物半導体を用いたバイ
ポーラ半導体装置の製造方法に関する。
(2) 技術の背景 最近、MBE (分子線エピタキシャル)法等の方法に
より不純物分布の設計が比較的容易に行なえ、しかも良
質の化合物半導体(アルミニウム・ガリウム・ヒ素等)
が安定的に形成できるようになった。それに伴ってベー
スの半導体よりもバンドギャップの大きい半導体をエミ
ッタに用いたバイポーラ・トランジスタが注目され始め
た。
一般にバイポーラトランジスタにおいてはベース抵抗を
小さくすることで高周波特性が向上することが知られて
いる。しかしベース幅は非常に小さいものであり、50
0人〜1000人程度の幅となっているためにベース抵
抗は必然的に高くなってしまう。
そこでベース幅を変えずにベース抵抗を減少させること
が重要な課題となっている。
(3) 発明の目的 本発明は上記背景のなかで成されたものであり。
その目的とするところは精密制御の箇所を少なくすると
同時に、ベース領域を大きくとることでベース抵抗の低
減化をもたらすバイポーラ半導体装置の製造方法を提供
することにある。
(4) 発明の構成 上記目的は本発明によれば半導体基板上に一導電形の第
1の半導体、その上に反対導電形の第2の半導体、さら
にその上に上記第1の半導体と同−導電形の第3の半導
体を積層形成する工程と。
上記第3の半導体の上に第1の金属電極を形成する工程
と、上記第1の金属電極をマスクにして上記第2の半導
体と同−導電形の半導体領域を自己整合的に形成する工
程と、該工程によって形成された半導体領域に第2の金
属電極を形成する工程と、上記第3の半導体に電気的に
接続した第3の金属電極を形成する工程を含むことを特
徴とするバイポーラ半導体装置の製造方法を提供するこ
とによって達成される。
(5) 発明の実施例 以下9本発明の一実施例を図面を用いて詳細に説明する
。第1図ta)ないし第1図+d)は本発明によるバイ
ポーラトランジスタの製造工程順図である。
以下、説明の便のためにガリウム・ヒ素はGaA5− 3.またアルミニウムA!を30%ガリウムGaを70
%の割合でヒ素ASと化合させた化合物半導体アルミニ
ウム・ガリウム・ヒ素はAβ、、3Gao、りAs、そ
して半導体の導電形は先頭に「n−」あるいはrP−J
を付して記述することにする。
第1図fatにおいて+ n+G a A s基板1の
上に不純物濃度I X 10” cm−3のn” −G
aAs層32を2000人はどバッファ層として形成し
、さらにその上に” 10’ cm−’のn−GaAs
層3を4000人はどコレクタ領域として形成し9次に
l X I Q’ cm−’のP”−GaAS層4を1
000人ベース領域として形成する。さらにその上にエ
ミッタ領域として1×107り■〜’(7)n −A 
l 6.) G a 6.q A s層5を3000人
成長させ。
そして最後に2 X 1”0′?cm〜′のn+−Ga
As層6を1000人形成する。このn” G a A
 s層6は、エミッタ電極がn−Al2.y、3 Ga
ty、7 As層5と直接オーミック接触すると抵抗値
が大きくなるために、それを防ぐ目的で設けられたもの
で6一 ある。以上の積層構造がMBE法によって形成される。
次に第1図(blにおいて9通常の光露光法によってゲ
ルマニウムGe層7が200人、その上に高融点金属で
あるタングステンシリサイドW 5 S i3層8をエ
ミッタ電極として5000人形成する。
そして矢印A方向からYAG (Yttrium Al
uminumGarnet )レーザ光を照射し、レー
ザ・アロイによってn丁−GaAs層6と00層7との
オーミック接合を行なう。こうしてエミッタ電極8が形
成される。そしてエミッタ電極8をマスクとしてn” 
−GaAs層6をエツチング除去する。
第1図(C)において、n” −GaAs層6がエミッ
タ電極8の下の部分だけ残されて除去されると、′再び
エミッタ電極8をマスクとして、イオン注入法によりベ
リリウムイオンBe+を150KeVでI X 10’
”印−2注入する。そしてシリコン酸化膜9を1000
人形成した後で700℃20分間の熱処理を行なう。こ
のイオン注入および熱処理によってエミッタ電極8の下
の部分を除いてn−AA Gao、7AS層5はPfA
n ey−3Gaθ3 64 A s層10に変化し、さらにn −G a A
 sN3の上部がP+−GaAs層4と同導電形に変化
してP”−GaAsiillを形成する。このようにエ
ミッタ電極8をマスクどすることで自己整合的に広いベ
ース領域を簡単に形成することができる。
また同図において、エミッタ領域であるn−Aj! 、
、りG a 6.7 A s層5の側面はベース領域の
一部であるP+−A4 、、p Ga 、、4 As層
10によって囲まれており、底面は活性ベースを含むP
+−GaAs層11をはさんでコレクタ領域であるn−
GaAs層3と相対している。エミッタ領域の電子から
み外ば、P” −/’/2 o、) Ga 、、7 A
s層10よりもPf−GaAs層11の方がエネルギー
的に低くなっている。そのためにトランジスタ動作時に
エミッタ領域から横方向、すなわちP+が少なくなり、
はとんどの電子がトランジスタ動作に寄与することとな
る。
最後に第1図Td)において、ベース電極部の穴開けの
後に、亜鉛Zn層12.12’を200人。
次に金Au層13.13’をベース電極として2000
人被着0せる。また裏面のn4−GaAS基板1上に金
−ゲルマニウム合金(Au−Ge)層14を200人、
その上に金Au層15をコレクタ電極として2000人
被着0せ、バイポーラトランジスタが完成する。
本実施例ではエミッタ・サイズを3μm×30μmとし
て、電流増幅率hpa ”’ 1500 *遮断周波数
fT =15GHLを得ることができた。
なお9本実施例ではベース領域形成のためにイオン注入
法を用いたが、拡散法を用いてもよく。
イオン注入法に限定されるものではない。
さらにエミッタ領域だけでなくコレクタ領域も広いエネ
ルギー・バンド・ギャップをもつ半導体で形成されてい
れば本実施例におけるエミッタ領域とコレクタ領域との
位置を入れ換えることも可能となる。その場合はコレク
タ電極を耐熱性のある金属で形成し、ベース領域形成の
際のマスクとするわけである。したがって本実施例にお
けるエミッタ電極だけがマスクとして限定されるもので
はない。
、 また本実施例においては、半導体基板としてnす−
GaAsを用いたが半絶縁性基板を用いてもよい。ただ
しその場合はイオン注入法あるいは拡散法によってコレ
クタ領域を表面まで延長させてコレクタ電極を形成する
必要がある。
しかしいづれにしても本発明によって自己整合的に広い
ベース領域を得ることができるわけである。
(6) 発明の効果 以上詳細に説明したように1本発明はエミッタ電極ある
いはコレクタ電極をマスクにすることで自動的に位置合
わせができた広いベース領域を得ることができるために
、ベース抵抗が低く高周波特性のすぐれたバイポーラト
ランジスタを容易に製造できるという効果大なるもので
ある。
【図面の簡単な説明】
第1図(alないし第1図(dlは本発明によるバイポ
ー 10− −ラトランジスタの製造工程順図である。 1・・・nt−GaAS基板、 2・・・n+ −Ga
As層、 3 ・−・n−GaAs層、 4・・・P+
−GaA3層。 5−・−n−AN03Ga As層、6・Q・り ・ ・n” −GaAs層、 8・・ ・エミッタ電極
(W5Si3層)、 10・・・ P ” A I! ()、3 G a 、、、y A 
s層、 11・・ビーGaAs層 特許出願人 富士通株式会社 〜 11− 第1図 第1図 手続補正書(H鋤 昭和 年 月 1] 特許庁長官殿 59・6.25 1、事件の表示 昭和5ど年持許願第u’lO’/1号 3、補正をする者 事件との関係 特許出願人 住所 神奈川県用崎市中原区1−71・H1中1015
番地(522)名称富士通株式会社 4 代 理 人 住所 神奈川県用崎市中原区上小田中
1015−1’Fj地富士通株式会社内 7、補 正 の 対 象 明細書の特許請求の範囲の欄
、および発明の詳細な説明の欄8、補正の内容別紙の通
り (1)本願特許請求の範囲を次のとおり補正する。 [(1)−導電形の第1の半導体層と、その上の反対導
電形の第2の半導体層と、該第2の半導体層とへテロ接
合をなす一導電形の第3の半導体層を有する半導体基板
の該第3の半導体層上に、所定パターンを有する第1の
電極を形成する工程と、該第1の電極をマスクにして不
純物を導入し前記を形成する工程と、該不純物領域上に
第2の電極を形成する工程とを含むことを特徴とするバ
イポーラトランジスタの製造方法。 バンド・ギャップよりも大きいことを特徴とする特許請
求の範囲第1項記載のバイポーラトランジスタの製造方
法。 (3) 前記第1の電極をマスクにした不純物の導(4
)前記第1の電極が、高融点金属を含むこと(2)本願
明細書第5頁の第3行乃至第15行を次のとおり補正す
る。

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. (1) 半導体基板上に一導電形の第1の半導体。 その上に反対導電形の第2の半導体、さらにその上に上
    記第1の半導体と同一導電形の第3の半導体を積層形成
    する工程と、上記第3の半導体の上に第1の金属電極を
    形成する工程と、th:記載1の金属電極をマスクにし
    て上記第2の半導体と同一導電形の半導体領域を自己整
    合的に形成する工程と、該工程によって形成された半導
    体領域に第2の金属電極を形成する工程と、上記第3の
    半導体に電気的に接続した第3の金属電極を形成する工
    程を含むことを特徴とするバイポーラ半導体装置の製造
    方法。
  2. (2) 上記半導体基板は導電性の半導体であることを
    特徴とする特許請求の範囲第1項記載のバイポーラ半導
    体装置。
  3. (3) 上記半導体基板は半絶縁性の半導体であること
    を特徴とする特許請求の範囲第1項記載のバイポーラ半
    導体装置。
  4. (4) 上記第3の半導体はエネルギー・バンド・ギャ
    ップに関して第2の半導体よりも大きいことを特徴とす
    る特許請求の範囲第1項記載9バイポーラ半導体装置。
  5. (5) 上記第1の半導体と第3の半導体はエネルギー
    ・バンド・ギャップに関して第2の半導体よりも大きい
    ことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載のバイポー
    ラ半導体装置。
  6. (6) 上記第1の半導体をコレクタ領域、第2の半導
    体をベース領域、第3の半導体をエミッタ領域としたこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第1項記載のバイポーラ
    半導体装置。
  7. (7) 上記第1の半導体をエミッタ領域、第2の半導
    体をベース領域、第3の半導体をコレクタ領域としたこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第1項記載のバイポーラ
    半導体装置。
  8. (8) 上記第2の半導体と同一導電形の半導体領域を
    形成する工程でイオン打込み法を用いたことを特徴とす
    る特許請求の範囲第1項記載のバイポーラ半導体装置。
  9. (9) 上記第2の半導体と同−導電形の半導体領域を
    形成する工程で拡散法を用いたことを特徴とする特許請
    求の範囲第1項記載のバイポーラ半導体装置。
  10. (10) 上記第2の半導体と同−導電形の半導体領域
    を上記第2の半導体の層より深い位置まで形成したこと
    を特徴とする特許請求の範囲第1項記載のバイポーラ半
    導体装置。
  11. (11) 上記第1の金属電極は高融点金属で形成され
    ることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載のバイポ
    ーラ半導体装置。
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