JPS62271466A - Bipolar transistor and manufacture thereof - Google Patents

Bipolar transistor and manufacture thereof

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Publication number
JPS62271466A
JPS62271466A JP11521086A JP11521086A JPS62271466A JP S62271466 A JPS62271466 A JP S62271466A JP 11521086 A JP11521086 A JP 11521086A JP 11521086 A JP11521086 A JP 11521086A JP S62271466 A JPS62271466 A JP S62271466A
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JP
Japan
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region
emitter
forming
collector
contact
Prior art date
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Pending
Application number
JP11521086A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Toshimichi Oota
順道 太田
Masaki Inada
稲田 雅紀
Kazuo Eda
江田 和生
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Filing date
Publication date
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Publication of JPS62271466A publication Critical patent/JPS62271466A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To reduce the effective area of an emitter region without altering the area of an emitter contact region by implanting ions to the same semiconductor as the emitter region in the periphery of the emitter region and forming an insulating region. CONSTITUTION:A collector contact region 32 containing a high-concentration N type impurity, a collector region 33 containing an N-type impurity, a base region 34 containing a high-concentration P-type impurity, N-type impurity containing layers 35, 37 and an emitter contact region 36 are shaped onto a semi-insulating GaAs substrate 31 in succession. The insulating region 37 is formed around the emitter region 35 by deeply implanting oxygen ions. The whole is thermally treated, the heads of the regions 34, 32 are exposed successively through mesa etching to a stepped shape, and a collector electrode 7, an emitter electrode 9 and a base electrode 8 are shaped.

Description

【発明の詳細な説明】 3、発明の詳細な説明 産業上の利用分野 本発明は、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 3. Detailed Description of the Invention Field of Industrial Application The present invention relates to a bipolar transistor and a method of manufacturing the same.

従来の技術 半導体装置の動向は、高密度集積化と高速化・高周波化
にある。バイポーラトランジスタにおいて、高周波化を
考える場合の基本的性能因子は、遮断周波数ftである
。ftは一般につぎの弐で表わされる。
Conventional technology Trends in semiconductor devices are toward higher density integration, higher speeds, and higher frequencies. In bipolar transistors, the fundamental performance factor when considering higher frequencies is the cutoff frequency ft. ft is generally expressed as:

ft =1/ (2πτec)      ・・1ll
r e c = r e + r b + r c +
 r c ’ ・・・(21ここで、τeはエミッタ空
乏層チャージング時間、τbはベース走行時間、τCは
コレクタ空乏層走行時間、τC°はコレクタ空乏層チャ
ージング時間である。
ft = 1/ (2πτec) ・・1ll
r e c = r e + r b + r c +
r c ' (21) Here, τe is the emitter depletion layer charging time, τb is the base transit time, τC is the collector depletion layer transit time, and τC° is the collector depletion layer charging time.

(2)式において、τeおよびτC′はエミッタ領域お
よびコレクタ領域の抵抗弁に比例する。微細化によって
トランジスタサイズを小さくすると、その面積に反比例
して抵抗弁は増加するので、τeおよびτC°は増加し
、ftO値が下がる。この抵抗弁は、各領域の内部抵抗
と、各領域に設けられたオーミック電極によるコンタク
ト抵抗の和で表される。そのため、コンタクト抵抗の低
減はバイポーラトランジスタにおける高周波化の必要事
項である。オーミック電極は、半導体に含まれる導電性
の不純物濃度が高い程形成され易いため、最上層にエミ
ッタ領域を有するバイポーラトランジスタにおいて、エ
ミッタ領域の不純物濃度が低い場合は、一般にエミッタ
領域上に高濃度導電性不純物台をのエミッタコンタクト
領域を設ける。
In equation (2), τe and τC' are proportional to the resistance valves in the emitter region and collector region. When the transistor size is reduced through miniaturization, the resistance valve increases in inverse proportion to its area, so τe and τC° increase, and the ftO value decreases. This resistance valve is represented by the sum of the internal resistance of each region and the contact resistance due to ohmic electrodes provided in each region. Therefore, reducing contact resistance is a necessary requirement for increasing the frequency of bipolar transistors. The higher the concentration of conductive impurities contained in a semiconductor, the easier it is for an ohmic electrode to be formed. Therefore, in a bipolar transistor that has an emitter region in the top layer, if the impurity concentration of the emitter region is low, a high concentration conductive electrode is generally formed on the emitter region. An emitter contact region is provided with a base impurity.

従来の膜成長によるメサ型(台状)バイポーラトランジ
スタの場合は、エミッタ領域と、その上のエミッタコン
タクトBM域は同じ面積を有している。その−例を第4
図に示す。
In the case of a mesa-type (trapezoidal) bipolar transistor formed by conventional film growth, the emitter region and the emitter contact BM region thereon have the same area. The fourth example is
As shown in the figure.

半導体基板1上に、コレクタコンタクト領域2、コレク
タ領域3、ベース領域4、エミッタ領域5およびエミッ
タコンタクト領域6が順に形成され、コレクタコンタク
ト領域6の上に、オーミンク接触するコレクタ電極7、
ベース電極8およびエミッタ電極9がそれぞれ形成され
ている。
A collector contact region 2, a collector region 3, a base region 4, an emitter region 5, and an emitter contact region 6 are formed in this order on the semiconductor substrate 1, and on the collector contact region 6, a collector electrode 7 in ohmink contact is formed.
A base electrode 8 and an emitter electrode 9 are each formed.

発明が解決しようとする問題点 しかし上記のような構成では、トランジスタサイズの微
細化による面積減少の影響を最も被る最上層のエミッタ
コンタクト領域は、そのすぐ下のエミッタ領域の面積に
制限され、微細化が進むにつれて充分に低いコンタクト
抵抗を得ることが困難になり、高周波化の妨げとなる。
Problems to be Solved by the Invention However, in the above structure, the emitter contact region of the top layer, which is most affected by area reduction due to miniaturization of transistor size, is limited to the area of the emitter region immediately below it, and As the technology advances, it becomes difficult to obtain a sufficiently low contact resistance, which hinders higher frequencies.

本発明は、上記従来の問題点を大きく改良するもので、
面積減少によるコンタクト抵抗の増加を解消する構成を
有するバイポーラトランジスタと、その製造方法を提供
することを目的とする。
The present invention greatly improves the above-mentioned conventional problems,
It is an object of the present invention to provide a bipolar transistor having a configuration that eliminates an increase in contact resistance due to a decrease in area, and a method for manufacturing the same.

問題点を解決するだめの手段 上記問題点を解決するため、本発明のバイポーラトラン
ジスタは、最上層のエミ・ツタコンタクト領域の下のエ
ミッタ領域の周辺にイオン注入で絶縁領域を形成して、
エミッタコンタクト領域の面積を変えずにエミッタ領域
の実効的な面積を減少させ、トランジスタサイズの微細
化と同等の効果を得る構成を有することを特徴とする。
Means for Solving the Problems In order to solve the above problems, the bipolar transistor of the present invention includes forming an insulating region around the emitter region under the emitter/vine contact region of the uppermost layer by ion implantation.
It is characterized by having a configuration in which the effective area of the emitter region is reduced without changing the area of the emitter contact region, and an effect equivalent to miniaturization of the transistor size is obtained.

作用 上記構成のバイポーラトランジスタは、従来の構成によ
る同じエミッタ領域の面積を有するバイポーラトランジ
スタと比較した場合、エミッタ領域の面積よりも大きな
エミッタコンタクト領域を有するため、最上層のエミッ
タコンタクト領域のオーミック電極のコンタクト抵抗を
低くすることができ、これによる抵抗弁の減少はバイポ
ーラトランジスタの高周波化に大きく貢献する。
Effect The bipolar transistor with the above configuration has an emitter contact area larger than the area of the emitter area when compared with a bipolar transistor with the conventional configuration having the same emitter area area. Contact resistance can be lowered, and the resulting reduction in the number of resistance valves greatly contributes to higher frequencies of bipolar transistors.

実施例 以下、本発明の一実施例を第1図から第3図に基づいて
説明する。
EXAMPLE Hereinafter, an example of the present invention will be described based on FIGS. 1 to 3.

第1図は、本発明の第1の実施例におけるGaAsバイ
ポーラトランジスタの断面図である。まず、半絶縁性G
aAs基板31上に、コレクタコンタクト領域32とな
る高濃度n型不純物含有のコレクタコン〉クト層、コレ
クタ領域33となるn型不純物含有のコレクタ層、ベー
ス領域34となる高濃度n型不純物含有のベース層、エ
ミッタ領域35となるn型不純物含有のエミッタ層およ
びエミッタコンタクト領域36となるエミッタコンタク
ト層を順に膜成長により形成し、酸素イオンを深く注入
して、上記エミッタ層の一部を絶縁化し、絶縁領域37
を形成する。熱処理した後に、階段状にメサエツチング
をして、順次ベース領域34、コレクタコンタクト領域
32の頭出しを行う。次にn型オーミフク電極となるA
uGeで、コレクタ電極7、エミッタ電極9を、上記コ
レクタコンタクト領域32、エミッタコンタクト領域3
6上に形成して熱処理し、p型オーミック電掻となるA
uZnで、ベース電極8を、上記ベース領域34上に形
成して本実施例におけるGaAsバイポーラトランジス
タが完成する。
FIG. 1 is a cross-sectional view of a GaAs bipolar transistor in a first embodiment of the present invention. First, semi-insulating G
On the aAs substrate 31 are formed a collector contact layer containing a high concentration n-type impurity, which becomes the collector contact region 32, a collector layer containing n-type impurity, which becomes the collector region 33, and a collector layer containing a high concentration n-type impurity, which becomes the base region 34. A base layer, an emitter layer containing n-type impurities that will become the emitter region 35, and an emitter contact layer that will become the emitter contact region 36 are sequentially formed by film growth, and oxygen ions are deeply implanted to insulate a part of the emitter layer. , insulation region 37
form. After the heat treatment, stepwise mesa etching is performed to sequentially locate the base region 34 and the collector contact region 32. Next, A becomes an n-type Ohmifuku electrode.
With uGe, the collector electrode 7 and the emitter electrode 9 are connected to the collector contact region 32 and the emitter contact region 3.
A is formed on 6 and heat-treated to become a p-type ohmic electrode.
A base electrode 8 made of uZn is formed on the base region 34 to complete the GaAs bipolar transistor in this embodiment.

上記製造工程における熱処理と、メサエッチングの順は
前後してもよい。
The order of the heat treatment and mesa etching in the above manufacturing process may be changed.

第2図は、本発明の第2の実施例におけるGaAs−A
lxGa 1−xAsヘテロ接合バイポーラトランジス
タ(以下rHBTJと称す)の断面図である。また第3
図は、第2図のHBTを真上から見た場合の構成図であ
る。このHBTは、ベース領域に用いる半導体よりもバ
ンドギャップの大きい半導体をエミッタ領域に用いるバ
イポーラトランジスタであり、理論的に、通常のバイポ
ーラトランジスタに比べてより高周波化に優れるという
特徴をもつ。前記の(1)弐および(2)式は、HI3
Tについても同様に成り立つ。
FIG. 2 shows GaAs-A in a second embodiment of the present invention.
FIG. 1 is a cross-sectional view of an lxGa 1-xAs heterojunction bipolar transistor (hereinafter referred to as rHBTJ). Also the third
The figure is a configuration diagram of the HBT of FIG. 2 viewed from directly above. This HBT is a bipolar transistor that uses a semiconductor in the emitter region that has a larger band gap than the semiconductor used in the base region, and is theoretically characterized by being better at higher frequencies than a normal bipolar transistor. The above formulas (1) 2 and (2) are HI3
The same holds true for T.

本実施例の製造工程は第1図の第1の実施例と同様の工
程であるが、エミッタ領域38としてQaAsの代りに
、それよりもバイトギャップの大きいAlxGa I−
xAsを膜成長させる点と、絶縁領域39を形成するた
めに、酸素イオンをさらに深く注入してベース領域34
の周辺部までも絶縁化する点が異なる。
The manufacturing process of this embodiment is similar to that of the first embodiment shown in FIG.
In order to grow the xAs film and to form the insulating region 39, oxygen ions are implanted deeper to form the base region 34.
The difference is that even the periphery of the device is insulated.

第1図では絶縁領域37をベース領域34上に形成する
ため、エミッタ領域35の実効面積は小さくなっても、
ベース領域34は小さくならない構成であるが、本実施
例は第2図、第3図のように、絶縁領域39によってエ
ミッタ領域38、ベース領域34の実効面積は大巾に小
さくできる。第3図では、最上層のエミッタ電極9はH
字型をしているが、一方の絶縁領域を削除してT字型の
エミッタ電極を形成しても有効である。
In FIG. 1, since the insulating region 37 is formed on the base region 34, even if the effective area of the emitter region 35 is reduced,
Although the base region 34 is configured not to be made small, in this embodiment, as shown in FIGS. 2 and 3, the effective areas of the emitter region 38 and the base region 34 can be greatly reduced by the insulating region 39. In FIG. 3, the emitter electrode 9 of the uppermost layer is
Although it has a T-shaped emitter electrode, it is also effective to delete one insulating region and form a T-shaped emitter electrode.

発明の効果 以上に記したように、本発明の構成のバイポーラトラン
ジスタは、エミッタコンタクト領域の面積を、エミッタ
領域となる面積よりも大きくすることが可能なため、コ
ンタクト抵抗を低くすることができる。このことは、バ
イポーラトランジスタの微細化において問題となるエミ
ッタ電極部でのコンタクト抵抗の増大を防ぎ、バイポー
ラトランジスタの高周波化に大きく貢献する。
Effects of the Invention As described above, in the bipolar transistor having the structure of the present invention, the area of the emitter contact region can be made larger than the area serving as the emitter region, so that the contact resistance can be lowered. This prevents an increase in contact resistance at the emitter electrode portion, which is a problem when miniaturizing bipolar transistors, and greatly contributes to increasing the frequency of bipolar transistors.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の第1の実施例の構成を示す断面図、第
2図は本発明の第2の実施例の構成を示す断面図、第3
図は第2図を真上から見た場合の構成図、第4図は従来
のバイポーラトランジスタの構成を示す断面図である。 7・・・・・・コレクタ電極、8・・・・・・ベース電
極、9・・・・・・エミッタ電極、31・・・・・・半
絶縁性GaAs基板、32・・・・・・コレクタコンタ
クト6M 域、33・・・・・・コレクタ領域、34・
・・・・・ベース領域、35.38・・・・・・エミッ
タ領域、36・・・・・・エミッタコンタクト領域、3
7.39・・・・・・絶縁領域。 代理人の氏名 弁理士 中尾敏男 はか1名7・−コレ
クタも7黛 δ−−−へ−ズを独 7−−−エξ・・・7宅鍾 5灯−−−エミ・7り確す戎 第 1 図 ? Jδ−−一エミ・ツタR順六、 J7−・・柁井」I或 第2図 第 3 図 /−一一半導A本子4艮 2−−− コレ77 コン77)4A 6−° エミー174貝ブ或゛ 1=−一 エミ・ノクコ〉7り)2順3札N4図 デ
FIG. 1 is a sectional view showing the structure of a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a sectional view showing the structure of a second embodiment of the invention, and FIG.
This figure is a configuration diagram when FIG. 2 is viewed from directly above, and FIG. 4 is a sectional view showing the configuration of a conventional bipolar transistor. 7...Collector electrode, 8...Base electrode, 9...Emitter electrode, 31...Semi-insulating GaAs substrate, 32... Collector contact 6M area, 33... Collector area, 34.
...Base region, 35.38 ...Emitter region, 36 ...Emitter contact region, 3
7.39... Insulation area. Name of agent: Patent attorney Toshio Nakao 1 name 7 - Collector also 7 Mayuzuda δ - - German 7 - E ξ... 7 Takujo 5 lights - Emi 7 First diagram? Jδ--1 Emi Tsuta R Junroku, J7-...Yasui' I or Fig. 2 Fig. 3/-11 Semiconductor A Honko 4 Atsu 2-- Kore 77 Con 77) 4A 6-° Emmy 174 Shell 1=-1 Emi Nokuko〉7ri) 2 order 3 bills N4 figure de

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)半導体基板上に、基板側から順にコレクタ領域、
ベース領域およびエミッタ領域を有し、少なくとも前記
エミッタ領域に用いた半導体を用いて形成された絶縁領
域を前記エミッタ領域の周辺部に隣接して有し、前記エ
ミッタ領域へのオーミック接触を容易にするためのエミ
ッタコンタクト領域を前記エミッタ領域および前記絶縁
領域上に有し、前記エミッタコンタクト領域上にオーミ
ック接触するエミッタ電極を有することを特徴とするバ
イポーラトランジスタ。
(1) On the semiconductor substrate, in order from the substrate side, a collector region,
It has a base region and an emitter region, and has an insulating region formed using at least the semiconductor used for the emitter region adjacent to the periphery of the emitter region to facilitate ohmic contact to the emitter region. A bipolar transistor, comprising: an emitter contact region on the emitter region and the insulating region; and an emitter electrode in ohmic contact with the emitter contact region.
(2)エミッタ領域として、少なくともベース領域に用
いる半導体よりもバンドギャップの大きい半導体を用い
たエミッタ領域を有す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トランジスタ。
(2) The bipolar transistor according to claim (1), characterized in that the emitter region is made of a semiconductor having a larger bandgap than the semiconductor used for at least the base region.
(3)半導体基板上に、コレタク領域を形成するための
コレクタ層、ベース領域を形成するためのベース層、エ
ミッタ領域を形成するためのエミッタ層および前記エミ
ッタ領域へのオーミック接触を容易にするエミッタコン
タクト領域を形成するためのエミッタコンタクト層を膜
成長により順に形成する工程と、少なくとも前記エミッ
タ領域の周辺部に隣接する絶縁領域を深いイオン注入に
より形成する工程と、前記エミッタコンタクト領域上に
オーミック接触するエミッタ電極を形成する工程とを有
することを特徴とするバイポーラトランジスタの製造方
法。
(3) A collector layer for forming a collector region, a base layer for forming a base region, an emitter layer for forming an emitter region, and an emitter for facilitating ohmic contact to the emitter region on the semiconductor substrate. a step of sequentially forming an emitter contact layer for forming a contact region by film growth; a step of forming at least an insulating region adjacent to the periphery of the emitter region by deep ion implantation; and a step of forming an ohmic contact on the emitter contact region. 1. A method for manufacturing a bipolar transistor, comprising the step of forming an emitter electrode.
(4)絶縁領域を形成する工程において、少なくともエ
ミッタ領域およびベース領域の周辺部に隣接する絶縁領
域を深いイオン注入により形成する工程を有することを
特徴とする特許請求の範囲第(3)項記載のバイポーラ
トランジスタの製造方法。
(4) The step of forming the insulating region includes the step of forming at least the insulating region adjacent to the peripheral portions of the emitter region and the base region by deep ion implantation. A method for manufacturing bipolar transistors.
JP11521086A 1986-05-20 1986-05-20 Bipolar transistor and manufacture thereof Pending JPS62271466A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0278226A (en) * 1988-09-13 1990-03-19 Nec Corp Heterojunction bipolar transistor and its manufacture

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0278226A (en) * 1988-09-13 1990-03-19 Nec Corp Heterojunction bipolar transistor and its manufacture

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