JPS62232160A - Heterojunction bipolar transistor and manufacture thereof - Google Patents
Heterojunction bipolar transistor and manufacture thereofInfo
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は超高速1MU高周波トランジスタとして有望な
ヘテロ接合バイポーラトランジスタおよびその製造方法
に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of Industrial Application The present invention relates to a heterojunction bipolar transistor, which is promising as an ultra-high-speed 1MU high-frequency transistor, and a method for manufacturing the same.
従来の技術
近年、バイポーラトランジスタのエミッタとしてベース
よりもバンドギャップの大きい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は超高速、超高周波トラ
ンジスタの有力候補の一つとして研究がさかんに行われ
るにいたっている。Background of the Invention In recent years, heterojunction bipolar transistors, which use a semiconductor material with a larger bandgap than the base as the emitter of the bipolar transistor, have been actively researched as one of the promising candidates for ultra-high speed, ultra-high frequency transistors. .
以下図面を参照しながら、従来のへテロ接合バイポーラ
トランジスタおよびその製造方法について説明する。A conventional heterojunction bipolar transistor and its manufacturing method will be described below with reference to the drawings.
第3図ia1. fblは従来のコレクタを上側に設け
た正常型のへテロ接合バイポーラトランジスタの構造例
を示す、(b)はfatの構造よりもエミッタ面積を小
さくする工夫をしたものである。第4図は第3図に示し
たヘテロ接合バイポーラトランジスタの製造方法を示す
、第3図と第4図において、lは基板、2はエミッタの
オーミックコンタクト電極の形成を容易にしかつ基板の
欠陥の影響を緩和するためのエミッタと同タイプの下地
層、3はエミッタまたはエミッタを形成するための層、
4はへ一スまたはベースを形成するための層、5はコレ
クタまたはコレクタを形成するための層、6はコレクタ
のオーミックコンタクト電極の形成を容易にするための
層、7はコレクタ電極、8はベース電掻、9はエミッタ
ii、10はベースと同タイプの高ドープ領域、1)は
イオン注入による半絶縁性領域である。材料系としては
種々のものが用いられるが、例えば、AIX Ga I
−X A3−Ga AS系を用いたものでは、lは半絶
縁性G3 A3 % 2は高ドープn型GaA、、3は
n型ドープのAtxG、+−x A、、4は高ドープの
p型G、A、 、5はn型ドープC;、A、 、6は高
ドープのn型GaA、の組み合わせがよく用いられる。Figure 3 ia1. fbl shows an example of the structure of a normal type heterojunction bipolar transistor with a conventional collector provided on the upper side, and (b) shows an example of a structure in which the emitter area is smaller than that of the fat structure. Fig. 4 shows a method for manufacturing the heterojunction bipolar transistor shown in Fig. 3. In Figs. 3 is an emitter or a layer for forming an emitter;
4 is a layer for forming a base or a base, 5 is a collector or a layer for forming a collector, 6 is a layer for facilitating the formation of an ohmic contact electrode of the collector, 7 is a collector electrode, and 8 is a layer for forming a collector. 9 is an emitter II, 10 is a highly doped region of the same type as the base, and 1) is a semi-insulating region formed by ion implantation. Various materials are used, for example, AIX Ga I
-X A3-Ga AS system, l is semi-insulating G3 A3 % 2 is highly doped n-type GaA, 3 is n-doped AtxG, +-x A, 4 is highly doped p A combination of type G, A, , 5 is n-type doped C; , A, , 6 is highly doped n-type GaA is often used.
以上のように構成されたヘテロ接合バイポーラトランジ
スタについてその動作について説明する。The operation of the heterojunction bipolar transistor configured as described above will be explained.
ヘテロ接合バイポーラトランジスタの高速動作の指標で
あるfTおよびg、は次のように表わされる。fT and g, which are indicators of high-speed operation of a heterojunction bipolar transistor, are expressed as follows.
ここに、1cはコレクタ電流、WBはベース巾、■36
はコレクタ領域の電子の走向速度、iはコレクタの空乏
層の[1),08Bはエミッタとベース間の容量、Cc
aはコレクタとベース間の容量、CPは浮遊容量、W8
はベース巾、DBはベースでの電子の拡散係数、qとk
は自然定数、Tは絶対温度である。Here, 1c is the collector current, WB is the base width, ■36
is the running velocity of electrons in the collector region, i is the collector depletion layer [1), 08B is the capacitance between the emitter and the base, Cc
a is the capacitance between the collector and base, CP is the stray capacitance, W8
is the base width, DB is the electron diffusion coefficient at the base, q and k
is a natural constant and T is the absolute temperature.
ヘテロ接合バイポーラトランジスタではエミッタとして
ベースよりもバンドギャップの大きい半導体材料を用い
ることによりベースからエミッタへのホールのリーフが
おさえられるので、通常のバイポーラトランジスタと反
対にベースを高ドーピング、エミッタとコレクタを低ド
ーピングにすることができる。このことによりトランジ
スタの高速、高周波化にとって重要なベース抵抗の低減
をはかることができ、Lが大きくなる。さらに、一般に
バイポーラトランジスタにおいてはC8,。In a heterojunction bipolar transistor, the hole leaf from the base to the emitter is suppressed by using a semiconductor material with a larger bandgap than the base as the emitter.Contrary to a normal bipolar transistor, the base is highly doped and the emitter and collector are doped. Can be doped. This makes it possible to reduce the base resistance, which is important for increasing the speed and frequency of the transistor, and increases L. Furthermore, in general, C8, in bipolar transistors.
C08は接合容量のドーピングによる因子C8゜(n、
h) 、C(B (n、h)と接合面積A8B。C08 is the junction capacitance doping factor C8゜(n,
h), C(B (n, h) and junction area A8B.
ACBとの積で表わされる。ヘテロ接合バイポーラトラ
ンジスタでは、エミッタとコレクタが低ドープ、ベース
が高ドープとなっているため、C86(n= h)
、Cc a (n、h)はエミッタ、コレクタのドー
ピングにのみ依存しCE8= CCBは次のようにな
る。It is expressed as a product of ACB. In a heterojunction bipolar transistor, the emitter and collector are lightly doped and the base is highly doped, so C86 (n = h)
, Cc a (n, h) depends only on the doping of the emitter and collector, and CE8=CCB is as follows.
CBBχ5・A88、
CC8” W” CB ’
従って、ヘテロ接合バイポーラトランジスタでは通常の
バイポーラトランジスタに比べて08.。CBBχ5・A88, CC8” W” CB ' Therefore, the heterojunction bipolar transistor has a power consumption of 08. compared to a normal bipolar transistor. .
CCBが小さくなりLrの増大が可能となる。さらにト
ランジスタのサイズを小さくしてA88゜八。8を小さ
くすることによりCEFl、co8を小さくできるので
より高速、高周波化が可能となる。第3図+blはC8
U3を第3図(8)の場合よりも小さくしたものである
。CCB becomes smaller and Lr can be increased. Furthermore, the size of the transistor was reduced to A88゜8. By making 8 smaller, CEFL and co8 can be made smaller, allowing higher speed and higher frequency. Figure 3 +bl is C8
In this case, U3 is made smaller than in the case of FIG. 3 (8).
次にそれらのへテロ接合バイポーラトランジスタの製造
方法について説明する。第3図falのタイプのトラン
ジスタでは、ますへテロ接合バイポーラトランジスタの
作製のもとになる、第4図fatに示したエピタキシー
形成した多層構造材料からフォトリングラフィとエツチ
ングにより第4図(blのようにコレクタ・メサを形成
し、ついで第4図(C1のようにへ一人・メサを形成し
エミッタの電極形成層2を露出せしめる。このあと、コ
レクタ電極7とエミッタ電極9をまずリフトオフと合金
化熱処理により形成し、ついでベース電極8をリフトオ
フと合金化熱処理とにより形成する。第3図(b)のタ
イプのトランジスタでは、ますへテロ接合バイポーラト
ランジスタの作製のもとになる第4図(alに示したエ
ピタキシー形成した多層構造材料からフォトリングラフ
ィとエツチングにより第4図tblのように高ドープ層
6もしくは第4図(flOように高ドープ層6およびコ
レクタ層5の部分を除去してコレクタとなる部分を形成
し、ついでイオン注入により第4図tflのように゛上
絶縁性の領域1)をまず形成したのちイオン注入と活性
化熱処理にまりベースと同タイプの高ドープの領域10
を形成する。このあと、第4図(glのようにベース・
メサを形成しエミッタ電極形成層2を露出せしめる。Next, a method for manufacturing these heterojunction bipolar transistors will be explained. In the type of transistor shown in Fig. 3 fal, the epitaxially formed multilayer structure material shown in Fig. 4 fat is used as a basis for fabricating a heterojunction bipolar transistor by photolithography and etching. A collector mesa is formed as shown in FIG. The base electrode 8 is formed by chemical heat treatment, and then the base electrode 8 is formed by lift-off and alloying heat treatment.In the type of transistor shown in FIG. 3(b), the type shown in FIG. The highly doped layer 6 as shown in FIG. 4 tbl or the highly doped layer 6 and the collector layer 5 as shown in FIG. After forming a portion that will become the collector, a highly doped region 10 of the same type as the base is formed by ion implantation, and then an insulating region 1) of the same type as the base is formed by ion implantation and activation heat treatment.
form. After this, figure 4 (base like GL)
A mesa is formed to expose the emitter electrode forming layer 2.
以下、第4図fh1. fl)のようにコレクタ電If
17、エミッタ電極9およびベース電極8を形成する。Below, Fig. 4 fh1. If the collector voltage is as shown in fl)
17. Form emitter electrode 9 and base electrode 8.
発明が解決しようとする問題点
しかしながら、第3図および第4図のような構造と製造
方法では、トランジスタのサイズが小さくなればなるほ
どコレクタの上に電極を形成するのが難しいというプロ
セス上の難点があり、電極面積をコレクタサイズよりも
相当小さくしなければならなかった。このため、トラン
ジスタサイズが小さくなると電極面積の占める割合が小
さくなリコレククと電極との接触抵抗が太き(なるため
JTの増大のための障害となるという問題点があった。Problems to be Solved by the Invention However, with the structure and manufacturing method shown in FIGS. 3 and 4, there is a problem in the process that the smaller the size of the transistor, the more difficult it is to form an electrode on the collector. Therefore, the electrode area had to be made considerably smaller than the collector size. For this reason, as the transistor size becomes smaller, the contact resistance between the electrode and the recirculation, which occupies a smaller proportion of the electrode area, becomes thicker (which becomes an obstacle to increasing the JT), which is a problem.
本発明は上記問題点に鑑み、第3図7のコレクタ電極が
コレクタの上部に全面を覆う新しい構造のへテロ接合バ
イポーラトランジスタおよびその構造方法を提供しよう
とするものである。In view of the above-mentioned problems, the present invention provides a heterojunction bipolar transistor having a new structure in which the collector electrode of FIG. 3 covers the entire upper part of the collector, and a method of constructing the same.
問題点を解決するための手段
上記問題点を解決するために、本発明のへテロ接合バイ
ポーラトランジスタでは、ヘテロ接合バイポーラトラン
ジスタ形成のもとになるエピタキシー形成した多層構造
材料の上に保!!層を形成し、前記保護層の上にコレク
タに対応する部分にマスク材料層を形成し、前記マスク
材料層をマスクとして周辺部の前記保j1層をエツチン
グ除去し、さらに前記マスクの周辺部の前記多層構造材
料をエツチングしてベース材料層を露出せしめるかもし
くはコレクタ材料層のついた状態で前記周辺部の少くと
も前記コレクタ材料層をベースと同型の半導体領域にか
え、ついで全面をフォトレジストでコートシ、ドライエ
ツチングにより1亥フオトレジストをエツチングして前
記コレクタの上部に形成された前記マスク層または前記
保護層の頭出しを行ったのち、前記マスク層および該保
護層をエツチング除去し、コレクタ周辺部に残されたフ
ォトレジストを用いてコレクタ電極金属を蒸着しリフト
オフ形成することを特徴とする製造方法と一般に用いら
れる方法とを併用することにより、コレクタ電極がコレ
クタの上部の全面を覆った新しい構造のへテロ接合バイ
ポーラトランジスタを実現する。Means for Solving the Problems In order to solve the above-mentioned problems, the heterojunction bipolar transistor of the present invention includes an epitaxy layer on the epitaxially formed multilayer structure material from which the heterojunction bipolar transistor is formed. ! a mask material layer is formed on the protective layer in a portion corresponding to the collector, the protective layer in the peripheral area is etched away using the mask material layer as a mask, and the protective layer in the peripheral area of the mask is etched away. The multilayer structure material is etched to expose the base material layer or, with the collector material layer attached, at least the collector material layer in the peripheral area is converted into a semiconductor region of the same type as the base, and then the entire surface is coated with photoresist. After etching the photoresist for one hour by coating and dry etching to locate the beginning of the mask layer or the protective layer formed on the upper part of the collector, the mask layer and the protective layer are removed by etching, and the area around the collector is etched. By using a manufacturing method characterized by evaporating collector electrode metal using the photoresist left on the part and forming a lift-off in combination with a commonly used method, a new collector electrode that covers the entire upper part of the collector is created. Realizes a heterojunction bipolar transistor structure.
作用
本発明のへテロ接合バイポーラトランジスタでは、コレ
クタ電極がコレクタの上部の全面を覆うためコレクタ電
極の接触抵抗を従来に比べて著しく小さくできる。この
ため、従来の製造方法で製造されるヘテロ接合バイポー
ラトランジスタではコレクタのサイズが小さくなるとコ
レクタ電極面積をコレクタよりも相当小さくしなければ
ならないので接触抵抗が著しく増大しトランジスタの高
速化が妨げられるという問題点を解決できる。Operation In the heterojunction bipolar transistor of the present invention, since the collector electrode covers the entire upper part of the collector, the contact resistance of the collector electrode can be significantly reduced compared to conventional transistors. For this reason, in heterojunction bipolar transistors manufactured using conventional manufacturing methods, when the collector size becomes smaller, the collector electrode area must be made considerably smaller than the collector, which significantly increases the contact resistance and impedes the speeding up of the transistor. Can solve problems.
さらに、本発明の製造方法ではコレクタ電極が確実にコ
レクタの上に形成されるので、微小サイズのコレクタの
上に電極を形成するという従来法しかったプロセスが掻
めて容易になる。Furthermore, in the manufacturing method of the present invention, since the collector electrode is reliably formed on the collector, the process of forming the electrode on the micro-sized collector, which was conventionally required, can be simplified.
実施例
以下、本発明のへテロ接合バイポーラトランジスタおよ
びその製造方法の一実施例について図面を参照しながら
説明する。EXAMPLE Hereinafter, an example of a heterojunction bipolar transistor of the present invention and a method for manufacturing the same will be described with reference to the drawings.
第1図ta1. +b+、 (clは・本発明のへテロ
接合バイポーラトランジスタの構造例である。第1図f
atはエツチングによって形成するヘテロ接合バイポー
ラトランジスタに本発明を適用した例、第1図(blと
telはエツチングとイオン注入法とを併用して形成す
るヘテロ接合バイポーラトランジスタに本発明を通用し
た例である。従来例を示す第3図とはコレクタ電極7が
コレクタの上部の全面を覆っている点が異っている。第
2図は本発明のコレクタ電極の製造プロセスを示す。ま
ず、ヘテロ接合バイポーラの作製のもとになるエビタキ
ンー形成した多層構造材料第2図(alの上に5ioX
絶縁膜12をM2図fblのように形成する。この上に
コレクタに対応する部分にA13を原着、リフトオフ形
成する。このAlffJをマスクとしてマスク周辺のS
、02をエツチング除去し、さらに多層構造第2図fa
tをエツチングしてベース形成材料層4を第2図ill
のように露出せしめるかもしくはコレクタ層の一部もし
くは全体を第2図(dlのように露出せしめる。このあ
と第2図telまたはtelのように全面をフォトレジ
スト14でコートし、ドライエツチング法を用いて第2
図fflまたはik+のようにA/l1)13もしくは
5IOx層12の頭出しを行う、ついで、AI層13と
S、O□I!12をエツチング除去し、第2図(aまた
はillのようにくぼみ15を形成する。ついで、くぼ
み15の周辺部のフォトレジストマスク14を用いてコ
レクタ電極金属を蒸着、リフトオフし第2図fhlまた
(mlのようにコレクタ電極を形成する。上記したコレ
クタ電極形成プロセスは第1図の各種タイプのへテロ接
合バイポーラトランジスタの作製につぎのように用いら
れている。第1図(alのタイプでは、第2図ta+
−(bl−(C)→(1)→(31→fkl→(1)→
((2)のプロセスをコレクタ電極に用い、ついで第4
図に示したようなベース・メサの形成とエミッタおよび
ベース電極形成のプロセスを適用する。第1図(blの
タイプでは、第2図tal −(bl −(C1−+l
l−tel −(kl −+I+−+1ll)のコレク
タ?ili 4%形成のプロセスの途中で、第2図(1
)と(J)の間で(1)のあと二段階のイオン注入とア
ニール熱処理により半絶縁性領域1)とベースと同タイ
プの高ドープの領域10を形成する一般に用いられてい
るプロセスを入れる。なお、この二段階のイオン注入と
アニール熱処理のプロセスを、第2図telの後保護J
!1)2を除去したあとに実施し、その後で6と5ある
いは6と5と4の一部をエツチング除去し第2図01の
プロセスに入っても良い、第2図((ロ)のプロセスの
あとはベース・メサ形式、エミッタおよびベース電極形
成の一般的なプロセスを用いる。第1図fc)のタイプ
では、第2図(al→fbl −fcl→idl −(
el→tri−tgl −fhlのコレクタ雪掻形成プ
ロセスの途中で第2図fdlとtelの間でfd+のあ
と二段階のイオン圧入とアニール熱処理により半絶縁性
領域+1とベースと同タイプの高ドープの領域10を形
成する一般に用いられるプロセスを入しる。このプロセ
スでは残されているコレクタ形成材料層をベースと同タ
イプに変える。なお、この二段階のイオン注入とアニー
ル熱処理のプロセスを、第2図+c+の後、保317i
12を除去した後に実施し、その後で6と5または6と
5と4の一部をエツチング除去しついで第2図telの
プロセスに入ることもできる。このあとベース・メサ形
式、エミッタ′:rL極とベース電極形成の一般に用い
られるプロセスを用いる。Figure 1 ta1. +b+, (cl is an example of the structure of the heterojunction bipolar transistor of the present invention. Fig. 1 f
at is an example in which the present invention is applied to a heterojunction bipolar transistor formed by etching, and FIG. The difference from FIG. 3, which shows the conventional example, is that the collector electrode 7 covers the entire upper part of the collector. FIG. 2 shows the manufacturing process of the collector electrode of the present invention. First, the heterojunction Figure 2: Evitakin-formed multilayer structure material that is the basis of bipolar fabrication (5ioX on top of al
The insulating film 12 is formed as shown in Fig. M2 fbl. On top of this, A13 is sporadically deposited and lift-off formed on a portion corresponding to the collector. Using this AlffJ as a mask, S around the mask
, 02 is removed by etching, and the multilayer structure shown in FIG.
The base forming material layer 4 is etched as shown in FIG.
The collector layer is exposed as shown in FIG. 2 (dl) or a part or the whole of the collector layer is exposed as shown in FIG. using the second
As shown in figure ffl or ik+, cue the A/l1) 13 or 5IOx layer 12, then connect the AI layer 13 and S, O□I! 12 is removed by etching to form a recess 15 as shown in FIG. (The collector electrode is formed as shown in ml. The collector electrode forming process described above is used in the production of various types of heterojunction bipolar transistors shown in Fig. 1 as follows. , Fig. 2 ta+
-(bl-(C)→(1)→(31→fkl→(1)→
(Use the process (2) for the collector electrode, then
Apply the process of forming the base mesa and forming the emitter and base electrodes as shown in the figure. Figure 1 (for bl type, Figure 2 tal -(bl -(C1-+l
Collector of l-tel −(kl −+I+−+1ll)? In the middle of the process of forming ili 4%, as shown in Figure 2 (1
) and (J), a commonly used process is applied after (1) to form a semi-insulating region 1) and a highly doped region 10 of the same type as the base by two steps of ion implantation and annealing heat treatment. . Note that this two-step ion implantation and annealing heat treatment process is performed in the post-protection process shown in Figure 2.
! 1) The process in Figure 2 ((b) may be carried out after removing 2, and then etching away 6 and 5 or a part of 6, 5, and 4 and entering the process in Figure 2 01. After that, the base-mesa format, the general process of emitter and base electrode formation is used.For the type of Fig. 1 fc), Fig. 2 (al→fbl −fcl→idl −(
In the middle of the collector snow formation process of el→tri-tgl-fhl, a semi-insulating region +1 and a highly doped region of the same type as the base are formed between fdl and tel by two steps of ion injection and annealing heat treatment after fd+. A commonly used process for forming region 10 of FIG. This process converts the remaining collector-forming material layer to the same type as the base. Note that this two-step ion implantation and annealing heat treatment process is carried out after Fig. 2+c+.
It is also possible to carry out the process after removing 12, and then etching away parts of 6 and 5 or 6, 5 and 4, and then proceeding to the process shown in FIG. Thereafter, a commonly used process for forming the base-mesa type, emitter':rL pole and base electrode is used.
実施例に示したS、0x12はイオン注入時と多層構造
材料のエツチングのためのマスクとしての役割およびイ
オン注入後の7ニール処理において多層構造材料層がS
、Ox層の上部に形成した材料の拡散により損われるの
を防ぐ保護層としての役割を果す、保護層としては5I
Oxの他に5INx薄膜や該多層構造をエツチングする
エッチャントもしくはエツチング方式で侵されない材料
を用いることができる。The S, 0x12 shown in the example serves as a mask during ion implantation and etching of the multilayer structure material, and when the multilayer structure material layer is S during the 7-anneal treatment after ion implantation.
, 5I serves as a protective layer to prevent the material formed on top of the Ox layer from being damaged by diffusion.
In addition to Ox, an etchant for etching the 5INx thin film or the multilayer structure or a material that is not attacked by the etching method can be used.
実施例に示したコレクタと同形状のAlflijは、5
IOxなどの保護層をドライエツチングするためのマス
クとしての役割を果す。この層は保護層のエツチングの
ためのマスクとしての役割を果したあとはあってもなく
ても良いので各種の金属を用いることができる。Alflij, which has the same shape as the collector shown in the example, is 5
It serves as a mask for dry etching a protective layer such as IOx. This layer may be present or absent after it serves as a mask for etching the protective layer, and various metals can be used.
実施例ではトランジスタの構造例として、ベース電橋が
コレクタの両サイドに形成された構造例を用いているが
、ベース電極が片側にあるタイプでももちろん良い。In the embodiment, as an example of the structure of the transistor, a structure in which the base bridge is formed on both sides of the collector is used, but of course a type in which the base electrode is formed on one side may also be used.
また、実施例ではエミッタ電極も上方にとった構造を用
いているが、エミッタ電極は基板lがエミッタ同タイプ
の高ドープの材料の場合には基板の下側からもとること
ができるのは勿論のことである。Furthermore, although the embodiment uses a structure in which the emitter electrode is also taken from above, it is of course possible to take the emitter electrode from the bottom side of the substrate if the substrate l is made of the same type of highly doped material as the emitter. It is about.
実施例では、AIX Ga l−X As Ga A
s系からなるnpn型のへテロ接合バイポーラトランジ
スタについて示し、エピタキシー形成した多層構造材料
の構成として従来例と同しく、1は半絶縁性Ga八へ基
板、2は高ドープn型G、A、、3はn型ドープのA
It z G31−X A3.4は高ドープのp型G、
A3.5はn型ドープG、A、、6は高ドープのn型G
、A、からなる例を示しているが、本発明の構造および
製造方法は他の材料系やpnp型についても通用できる
のは勿論のことである。In the example, AIX Gal-X As Ga A
This shows an npn-type heterojunction bipolar transistor made of s-based material, and the structure of the epitaxially formed multilayer structure material is the same as in the conventional example. 1 is a semi-insulating Ga substrate, 2 is a highly doped n-type G, A, , 3 is n-type doped A
It z G31-X A3.4 is highly doped p-type G,
A3.5 is n-type doped G, A, 6 is highly doped n-type G
, A is shown, but it goes without saying that the structure and manufacturing method of the present invention can be applied to other materials and pnp types.
発明の効果
以上のように本発明では、エミッタとコレクタのうち少
くともエミッタとしてベースよりもバンドギャップの大
きい半導体材料を用い、コレクタを上方に設けたヘテロ
接合バイポーラトランジスタを、ヘテロ接合バイポーラ
トランジスタ形成のもとになるエピタキシー形成した多
層構造材料から形成するプロセスにおいて、前記多層構
造材料の上に保護層を設け、その保護層の上にコレクタ
に対応する部分にマスク材料層を形成し、前記マスク層
をマスクとして周辺部の前記保護層をエツチング除去し
、さらに前記マスクの周辺部の前記多層構造材料をエツ
チングしてベース材料層を露出せしめるかもしくはコレ
クタ材料層のついた状態で前記周辺部の少くとも前記コ
レクタ材料層をベースと同タイプの半導体領域にかえ、
ついで全面をフォトレジストでコートし、ドライエツチ
ングにより前記フォトレジストをエツチングして前記コ
レクタの上部に形成されたマスク層または保護層の頭出
しを行ったのち、前記マスクおよび前記保護層をエツチ
ング除去し、コレクタ周辺部に残されたフォトレジスト
を用いてコレクタ電極金属を蒸着しリフトオフ形成する
ことを特徴とする製造方法を用いることにより、コレク
タの上部の全面をコレクタ電極が覆ったことを特徴とす
るヘテロ接合バイポーラトランジスタを作製する。Effects of the Invention As described above, in the present invention, a heterojunction bipolar transistor in which at least the emitter and the collector is made of a semiconductor material having a larger band gap than the base, and the collector is provided above, can be fabricated using a heterojunction bipolar transistor. In the process of forming a base multilayer structure material by epitaxy, a protective layer is provided on the multilayer structure material, a mask material layer is formed on the protective layer in a portion corresponding to the collector, and the mask layer The protective layer in the peripheral area is etched away using the mask as a mask, and the multilayer structure material in the peripheral area of the mask is further etched to expose the base material layer, or a small portion of the peripheral area is removed with the collector material layer still attached. In both cases, the collector material layer is replaced with the same type of semiconductor region as the base,
Next, the entire surface is coated with a photoresist, and the photoresist is etched by dry etching to locate the beginning of the mask layer or protective layer formed on the collector, and then the mask and the protective layer are removed by etching. , the collector electrode covers the entire upper part of the collector by using a manufacturing method characterized by depositing collector electrode metal using photoresist left around the collector and forming a lift-off. Fabricate a heterojunction bipolar transistor.
本発明の製造方法ではコレクタ電極がコレクタの上部の
全面に確実に容易に形成されるので、従来難しかった微
小サイズのコレクタへの電極形成のプロセスが著しく容
易になる。また、本発明の製造方法では、イオン注入法
によるエミッタ面積の低減プロセスと併用することがで
きるのでヘテロ接合バイポーラトランジスタの製造にと
って掻めて重要である。また、本発明の製造方法によっ
て製造される本発明のへテロ接合バイポーラトランジス
タでは、コレクタ電極がコレクタの上側全面に形成され
ていることがらコレクタ電極の接触抵抗が従来に比べて
著しく小さくなり、トランジスタの高速化にとって掻め
て有効となる。この効果は、微小サイズのへテロ接合バ
イポーラトランジスタの作製の場合にとくに大きくなる
。In the manufacturing method of the present invention, the collector electrode can be reliably and easily formed on the entire upper surface of the collector, so that the process of forming the electrode on the micro-sized collector, which has been difficult in the past, becomes extremely easy. Furthermore, the manufacturing method of the present invention can be used in combination with a process for reducing the emitter area by ion implantation, which is extremely important for manufacturing heterojunction bipolar transistors. In addition, in the heterojunction bipolar transistor of the present invention manufactured by the manufacturing method of the present invention, since the collector electrode is formed on the entire upper surface of the collector, the contact resistance of the collector electrode is significantly smaller than that of the conventional one, and the transistor This is extremely effective for speeding up the process. This effect becomes particularly large when manufacturing a micro-sized heterojunction bipolar transistor.
本発明のへテロ接合バイポーラトランジスタの類1゛コ
遣方法を示す工程凄、第3図(al、 fblは従来の
ヘテト・・・・・基板、2・・・・・・高ドープ下地層
、3・・・・・・エミッタもしくはエミッタ形成のため
の半導体材料層、4・・・・・・ベースもしくはベース
形成のためのt導体材料層、5・・・・・・コレクタも
しくはコレクタ形成のための半導体材料13.6・・・
・・・コレクタのオーミンク電極形成を容易にするため
の高ドープの1も導体層、7・・・・・・コレクタ電極
、8・・・・・・ベース電極、9・・・・・・エミッタ
電極、10・・・・・・ベースと同タイプの高ドープ領
域、1)・・・・・・イオン注入による半絶縁性領域、
12・・・・・・保護層、13・・・・・・金属材料層
、14・・・・・・フォトレジスト、15・・・・・・
くぼみ。
代理人の氏名 弁理士 中尾敏男 はか1名3−−−フ
しフタ4
4−−−↑−又4
5−−181ヅ層
B−5−一友 9
9°−°フしフタ ′
to−、−、、−又と目i^ちド゛−ア孝(J<。
イイ°−+tt*q+*
昧 Q
第4図
、5.6−−−エミ・、?
7− ・ 電膿Figure 3 is a process diagram illustrating a similar method for manufacturing a heterojunction bipolar transistor according to the present invention. 3...Emitter or semiconductor material layer for emitter formation, 4...Base or t-conductor material layer for base formation, 5...Collector or collector formation Semiconductor material 13.6...
...Highly doped 1 conductor layer to facilitate the formation of collector ohmink electrode, 7...Collector electrode, 8...Base electrode, 9...Emitter Electrode, 10... Highly doped region of the same type as the base, 1)... Semi-insulating region by ion implantation,
12... Protective layer, 13... Metal material layer, 14... Photoresist, 15...
dimple. Name of agent Patent attorney Toshio Nakao 1 person 3 --- Lid 4 4 ---↑-Mata 4 5--181ヾ layer B-5- Kazutomo 9 9°-° Lid 'to -, -,, - again eyes iロchidoa filial (J<. ii°-+tt*q+* ー Q Fig. 4, 5.6--Emi・,? 7-・Electropus
Claims (2)
としてベースよりもバンドギヤップの大きい半導体材料
を用い、前記コレクタを上側に設けたヘテロ接合バイポ
ーラトランジスタであって、前記コレクタの上部の全面
に電極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。(1) A heterojunction bipolar transistor in which at least the emitter of an emitter and collector is made of a semiconductor material with a larger band gap than the base, and the collector is provided on the upper side, and the transistor has an electrode on the entire upper surface of the collector. A heterojunction bipolar transistor characterized by:
としてベースよりもバンドギャップの大きい半導体材料
を用い、前記コレクタを上側に設けたヘテロ接合バイポ
ーラトランジスタを、エミッタ形成のためのバンドギヤ
ツプの大きい半導体材料層、前記ベース形成のための半
導体材料層および前記コレクタ形成のための半導体材料
層を少くとも含むエピタキシー形成した多層構造材料か
ら形成する製造方法であって、前記多層構造材料の上に
保護層を形成し、前記保護層の上にコレクタに対応する
部分にマスク材料層を形成し、前記マスク材料層をマス
クとしてマスクされた部分の周辺部の前記保護層を除去
し、さらにマスクの周辺部の前記多層構造材料をエッチ
ングしてベース材料層を露出するか、もしくはコレクタ
材料層のついた状態で前記周辺部の少くとも前記コレク
タ材料層をベースと同型の半導体領域にかえ、ついで全
面をフォトレジストでコートし、ドライエッチングによ
り前記フォトレジストをエッチングして前記コレクタの
上部に形成されたマスク層もしくは保護層の頭出しを行
ったのち、前記マスク層および前記保護層をエッチング
除去し、コレクタ周辺部に残されたフォトレジストを用
いてコレクタ電極金属を蒸着しリフトオフ形成すること
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。(2) A heterojunction bipolar transistor in which at least the emitter of the emitter and the collector is made of a semiconductor material with a larger band gap than the base, and the collector is provided on the upper side, and a semiconductor material layer with a large band gap for forming the emitter; A manufacturing method of forming an epitaxy-formed multilayer structure material including at least a semiconductor material layer for forming the base and a semiconductor material layer for forming the collector, the method comprising forming a protective layer on the multilayer structure material. , forming a mask material layer on the protective layer in a portion corresponding to the collector, removing the protective layer around the masked portion using the mask material layer as a mask, and removing the multilayer layer around the masked portion; Etching the structural material to expose the base material layer, or converting at least the collector material layer in the peripheral region with the collector material layer into a semiconductor region of the same type as the base, and then coating the entire surface with photoresist. Then, the photoresist is etched by dry etching to locate the beginning of the mask layer or protective layer formed on the upper part of the collector, and then the mask layer and the protective layer are removed by etching, leaving no residue around the collector. 1. A method for manufacturing a heterojunction bipolar transistor, comprising depositing a collector electrode metal using a photoresist and forming a lift-off.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7474986A JPH07120659B2 (en) | 1986-04-01 | 1986-04-01 | Method for manufacturing heterojunction bipolar transistor |
Applications Claiming Priority (1)
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JP7474986A JPH07120659B2 (en) | 1986-04-01 | 1986-04-01 | Method for manufacturing heterojunction bipolar transistor |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS62232160A true JPS62232160A (en) | 1987-10-12 |
JPH07120659B2 JPH07120659B2 (en) | 1995-12-20 |
Family
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP7474986A Expired - Lifetime JPH07120659B2 (en) | 1986-04-01 | 1986-04-01 | Method for manufacturing heterojunction bipolar transistor |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JPH07120659B2 (en) |
-
1986
- 1986-04-01 JP JP7474986A patent/JPH07120659B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
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JPH07120659B2 (en) | 1995-12-20 |
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