JPS625658A - Hetero junction bipolar transistor and manufacture thereof - Google Patents

Hetero junction bipolar transistor and manufacture thereof

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JPS625658A
JPS625658A JP14552485A JP14552485A JPS625658A JP S625658 A JPS625658 A JP S625658A JP 14552485 A JP14552485 A JP 14552485A JP 14552485 A JP14552485 A JP 14552485A JP S625658 A JPS625658 A JP S625658A
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emitter
collector
base
layer
semiconductor
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Kazuo Eda
江田 和生
Masaki Inada
稲田 雅紀
Toshimichi Oota
順道 太田
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

PURPOSE:To reduce the capacity by forming a semi-insulation between a collector region and a base electrode leading layer, and reducing the areas of emitter- base and base-collector junctions smaller than that of an emitter electrode leading semiconductor layer. CONSTITUTION:An SiO2 film is formed on a semi-insulating GaAs substrate 16, a resist mask is formed, and etched in a mesa shape to expose a collector electrode leading GaAs layer 17. Then, an Al1Ga1-xAs emitter layer 20 and a collector 18 are merely selectively etched from the section of the mesa to recess the emitter. Then, the resist is removed, and a semi-insulating AlyGa1-yAs film 22 and a P-type GaAs film 23 are formed. Then, a resist mask is formed on emitter and base forming portions, and etched to expose a collector electrode leading GaAs layer 17. Then, the resist and the SiO2 film are removed to form ohmic electrodes 34-26. Thus, the collector and emitter capacities are reduced while holding the easiness of leading the base electrode to improve high frequency characteristics.

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は高周波特性に優れたベテロ接合バイポーラトラ
ンジスタに関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of Industrial Application The present invention relates to a beterojunction bipolar transistor with excellent high frequency characteristics.

従来の技術 従来のバイポーラトランジスタの代表的構造を第4図に
示す。図において、1はn型シリコン基板、2はエピタ
キシャル成長によってその上に設けられたn十型コレク
タ、3は拡散によって設けられたp型ベース、4は拡散
まだは合金によって設けられたn型エミッタ、6はコレ
クタ電極、6はベース電極、7はエミッタ電極である。
Prior Art A typical structure of a conventional bipolar transistor is shown in FIG. In the figure, 1 is an n-type silicon substrate, 2 is an n-type collector provided thereon by epitaxial growth, 3 is a p-type base provided by diffusion, 4 is an n-type emitter provided by diffusion or alloy, 6 is a collector electrode, 6 is a base electrode, and 7 is an emitter electrode.

これはnpnトランジスタであるが、pnpトランジス
タでも同様に構成することができる。この例は同一の半
導体材料すなわちシリコンを用いて、エミッタ、ベース
、コレクタを形成している。
Although this is an npn transistor, a pnp transistor may also be used. This example uses the same semiconductor material, silicon, to form the emitter, base, and collector.

ところで、エミッタをベースよりも禁制帯エネルギーの
大きい半導体を用いて形成すると、非常に高い電流利得
の得られることが知られている。
By the way, it is known that when the emitter is formed using a semiconductor having a higher forbidden band energy than the base, a very high current gain can be obtained.

これは材料を適当に選ぶことにより、エミッターベース
接合部のバンド構造を、電子に対してはあまシ障壁にな
らず、ホールに対して大きな障壁となるように構成でき
ることてよる。その代表的な例は、エミッタにム1xG
IL1−xASを、ベースとコレクタにGaAsを用い
たものである。
This is because by appropriately selecting materials, the band structure of the emitter-base junction can be configured so that it does not provide a weak barrier to electrons, but provides a large barrier to holes. A typical example is the emitter with 1xG
This is IL1-xAS using GaAs for the base and collector.

さらにこのような構造とすることにより、高周波特性が
いちじるしく改善されることが知られている。バイポー
ラトランジスタの最大遮断周波数Fcは FC=1/(2πRbCc)      (1)Rbi
ベース抵抗 CC;コレクタ容量 であられされる。エミッタをベースよりも禁制帯エネル
ギーの大きい半導体を用いて形成すると、前述の如く、
材料を適当に選ぶことにより、エミッターベース接合部
のバンド構造を、電子に対してはあまシ障壁【ならず、
ホールに対して大きな障壁となるように構成できる。そ
のため、ベースのキャリア濃度(ホール濃度)を非常に
高くすることができる。したがって、ベース抵抗を極端
に小さくすることができ、その結果として最大遮断周波
数Fcの非常に大きな値が得られるものである。
Furthermore, it is known that such a structure can significantly improve high frequency characteristics. The maximum cutoff frequency Fc of the bipolar transistor is FC=1/(2πRbCc) (1) Rbi
Base resistance CC: It is formed by collector capacitance. As mentioned above, if the emitter is formed using a semiconductor with higher forbidden band energy than the base,
By appropriately selecting materials, the band structure of the emitter-base junction can be changed to a structure that is not a weak barrier to electrons.
It can be configured to provide a large barrier to holes. Therefore, the carrier concentration (hole concentration) of the base can be made very high. Therefore, the base resistance can be made extremely small, and as a result, a very large maximum cutoff frequency Fc can be obtained.

しかしながらこの構造を得るのは、プロセス的には非常
に難しい。とくに高周波特性を上げるためベース長をみ
じかくしようとすると、そのベース電極の取り出しがむ
つかしくなる。
However, obtaining this structure is extremely difficult in terms of process. In particular, when attempting to shorten the base length in order to improve high-frequency characteristics, it becomes difficult to remove the base electrode.

第5図は、このベース電極の取り出しを改良した従来例
(特公昭55−3829)である。図において、8はn
型caAs基板、9はコレクタを形成するn型GaAs
、10はベースを形成するp型σaAs、11はエミッ
タを形成するn型ム1xGa1−xAs、12はベース
電極取り出しのためのp聖人1xGa1 、As、13
はコレクタ電極、14はベース電極、15はエミッタ電
極である。
FIG. 5 shows a conventional example (Japanese Patent Publication No. 55-3829) in which the extraction of the base electrode is improved. In the figure, 8 is n
type caAs substrate, 9 is n-type GaAs forming the collector
, 10 is p-type σaAs forming the base, 11 is n-type 1xGa1-xAs forming the emitter, 12 is p-type 1xGa1, As, 13 is for taking out the base electrode.
14 is a collector electrode, 14 is a base electrode, and 15 is an emitter electrode.

まず8のGaAs基板上に、液相エピタキシャル法によ
り、9,1o、11の各層を形成する。つぎにメサエッ
チングにより、9のコレクタ層の一部を露出させ、その
部分に再び液相エピタキシャルによって12のベース電
極取り出しのだめのp型” lx (r a 1−x 
A s層を形成しそれぞれに電極を形成したものである
First, layers 9, 1o, and 11 are formed on a GaAs substrate 8 by a liquid phase epitaxial method. Next, a part of the collector layer 9 is exposed by mesa etching, and a p-type "lx (r a 1-x
An As layer is formed and an electrode is formed on each layer.

発明が解決しようとする問題点 このような従来の構成では、まだコレクタ容量およびエ
ミッタ容量が大きく、そのため高周波特性に充分優れた
ものが得られない。本発明はかかる点に鑑みなされたも
ので、ベース電極の取り出しの容易さを保ったまま、コ
レクタ容量およびエミッタ容量の小さい構造を提供する
ことを目的としている。
Problems to be Solved by the Invention In such a conventional configuration, the collector capacitance and emitter capacitance are still large, and therefore it is not possible to obtain sufficiently excellent high frequency characteristics. The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to provide a structure with small collector capacitance and emitter capacitance while maintaining ease of taking out the base electrode.

問題点を解決するための手段 本発明は上記問題点を解決するため、コレクタ領域とベ
ース電極域シ出し用層の間に、半絶縁性半導体層を形成
することによって、ベース電極の取り出しの容易さを保
ったまま、コレクタ容量の小さい構造とし、更にエミッ
ターベース接合およびベース−コレクタ接合部の面積を
、エミッタ電極取り出し用半導体層の面積よりも小さく
することによって、エミッタ容量の小さい構造を提供す
るものである。
Means for Solving the Problems In order to solve the above problems, the present invention forms a semi-insulating semiconductor layer between the collector region and the layer for exposing the base electrode region, thereby making it easier to take out the base electrode. To provide a structure in which the emitter capacitance is small by making the area of the emitter base junction and the base-collector junction part smaller than the area of the semiconductor layer for taking out the emitter electrode. It is something.

作用 本発明は上記した構造により、コレクタ容量およびエミ
ッタ容量が低減するので高周波特性が改善される。
Effects The present invention improves high frequency characteristics because the collector capacitance and emitter capacitance are reduced by the above-described structure.

実施例 第1図は本発明の構造の一実施例を示しだものである。Example FIG. 1 shows an embodiment of the structure of the present invention.

第1図において、1eは半絶縁性QaAs基板、17は
n+型Ga人Sコレクタ層、18はn型GaAsニアv
クタ層、19はp型GaAsベース層、2)はn聖人7
IxGa1−xASエミッタ層(x=0.3)、21は
電極取り出し用n十型GaAs層、22は、17(7)
n+型Ga人Sコレクタ層の上に形成された半絶縁住人
Jy G aly A s層(7=0.3)、23は2
2の上に、19のp型GaAsベース層に隣接して形成
されたp型GaAs層、24はコレクタ電極、25はベ
ース電極、26はエミッタ電極である。
In FIG. 1, 1e is a semi-insulating QaAs substrate, 17 is an n+ type Ga layer, and 18 is an n type GaAs layer.
kuta layer, 19 is p-type GaAs base layer, 2) is n-saint 7
IxGa1-xAS emitter layer (x=0.3), 21 is an n-type GaAs layer for electrode extraction, 22 is 17 (7)
A semi-insulating layer formed on the n+ type Ga S collector layer (7=0.3), 23 is 2
A p-type GaAs layer is formed on 2 and adjacent to the p-type GaAs base layer 19, 24 is a collector electrode, 25 is a base electrode, and 26 is an emitter electrode.

2oのエミッ〉層とベース層の接合面積および18のコ
レクタ層とベース層の接合面積は、その上に形成された
21のエミッタ電極域シ出し用n十GaAs領域の面積
よりも小さくなっている。
The bonding area between the emitter layer and the base layer 2o and the bonding area between the collector layer 18 and the base layer are smaller than the area of the GaAs region 21 formed thereon for exposing the emitter electrode area. .

各層の厚みは、160半絶縁性GaAs基板が400μ
m、17のn+型GaAs層が40QO人、18のn型
G2LA5rL/クタ層が2)00人、19のp型Ga
Asベース層が1000人、2)のn型ム1xGa1−
xAsエミッタ層は15ooX、21のGaAs電極取
り出し用n生型Gaps層は1sooX。
The thickness of each layer is 400μ for the 160 semi-insulating GaAs substrate.
m, 17 n+ type GaAs layers are 40 QO people, 18 n type G2LA5rL/kuta layers are 2)00 people, 19 p type Ga
As base layer is 1000 people, 2) n-type mum 1xGa1-
The xAs emitter layer is 15ooX, and the n-type Gaps layer for taking out the 21 GaAs electrodes is 1sooX.

22)半絶縁性AlyGa1−アAs層は1esooX
22) Semi-insulating AlyGa1-As layer is 1esooX
.

23のp型GaAs層は2)00Xである。17〜23
の各層は、分子線エピタキシー(MBE)によって形成
された。
The p-type GaAs layer of 23 is 2)00X. 17-23
Each layer of was formed by molecular beam epitaxy (MBE).

次に本実施例の構造の素子の製造方法について述べる。Next, a method of manufacturing an element having the structure of this example will be described.

まず16の半絶縁性GaAs基板の上に分子線エピタキ
シーにより、17〜21の各層を所定の厚みに形成した
。次に化学気相成長(CYD)法により、その上に30
00XのS i 02膜を形成した。次に通常のホトリ
ソグラフィー法によりレジストマスクを形成し、このレ
ジストマスクによって、第2図に示すように、メサ状に
エツチングを行い17のコレクタ電極取り出し用GaA
s層を露出させた。第2図において、27は5i02膜
、28はレジストである。S i 02のエツチングは
、1(F(フッ酸)を用いて、G+aAs、AJxGa
l xAsのエツチングは、H2so4−H2O2−H
2)2)膜を用いて行なった。
First, layers 17 to 21 were formed to a predetermined thickness on a semi-insulating GaAs substrate 16 by molecular beam epitaxy. Next, by chemical vapor deposition (CYD) method, 30%
A 00X S i 02 film was formed. Next, a resist mask is formed by a normal photolithography method, and using this resist mask, as shown in FIG.
The s-layer was exposed. In FIG. 2, 27 is a 5i02 film and 28 is a resist. Etching of S i 02 is performed using 1(F (hydrofluoric acid)), G+aAs, AJxGa
The etching of lxAs is H2so4-H2O2-H
2) 2) Conducted using a membrane.

次K KI−r2−H2)系エツチング液により、メサ
部の断面からム1xG2L1−xASエミッタおよびコ
レクタ部のみを選択的にエツチングし、第6図に示すよ
うにエミッタ部を凹状にくぼませた。くぼみの深さはエ
ツチングの時間を変えることにより任意に制御すること
ができた。
Next, using a KKI-r2-H2) based etching solution, only the M1xG2L1-xAS emitter and collector parts were selectively etched from the cross section of the mesa part, and the emitter part was recessed into a concave shape as shown in FIG. The depth of the depression could be arbitrarily controlled by changing the etching time.

次にレジストをアセトンで除去し、分子線エピタキシー
によj5.1500Aの半絶縁性AlyGa1.ムS膜
および2)00Xのp型GaAs膜を形成した。17の
n+GaAS上に形成された膜はエピタキシャル成長し
ておシ、完全な単結晶膜であったが5i02膜上に形成
された膜は多結晶膜であった。H2S04−H2O2−
H2)2)膜を用いてエツチングすると、単結晶膜と多
結晶膜とでエツチング速度に大きな差があり、新に成長
させた単結晶膜がほとんどエツチングされない間に多結
晶膜を取り去ることができた。
Next, the resist was removed with acetone, and a semi-insulating AlyGa1. A 2)00X p-type GaAs film was formed. The film formed on the n+GaAS of No. 17 was epitaxially grown and was a perfect single crystal film, but the film formed on the 5i02 film was a polycrystalline film. H2S04-H2O2-
H2) 2) When etching is performed using a film, there is a large difference in etching speed between the single crystal film and the polycrystalline film, and the polycrystalline film can be removed while the newly grown single crystal film is hardly etched. Ta.

次にホトリソグラフィー法によって、エミッタおよびベ
ースを形成する部分にレジストマスクを形成し、このレ
ジストマスクを用いて、18〜23の各層をH2SO4
−H2O2−a、、o混合液を用いて工ノチングし、コ
レクタ電極取り出し用GaAs層を露出させた。
Next, by photolithography, a resist mask is formed on the portion where the emitter and base will be formed, and using this resist mask, each layer of 18 to 23 is formed using H2SO4.
The GaAs layer for taking out the collector electrode was exposed by etching using a mixed solution of -H2O2-a, , and o.

次に、レジスト部をアセトンで、5i02膜をHFによ
って除去し、通常のホトリソグラフィーおよび真空蒸着
および熱処理技術によp 24 、25 、26の各オ
ーミック電極を形成した。
Next, the resist portion was removed with acetone and the 5i02 film was removed with HF, and ohmic electrodes of p 24 , 25 , and 26 were formed using conventional photolithography, vacuum evaporation, and heat treatment techniques.

本実施例の構造のコレクタ容量Ccは18と19のpn
接合部の接合容量と、22と23の接合部の接合容量の
和となる。
The collector capacitance Cc of the structure of this example is 18 and 19 pn.
It is the sum of the junction capacitance of the junction and the junction capacitance of the junctions 22 and 23.

一般にpn接合の容量Cpnは a;接合部面積 q;電荷 NA1 ; p型半導体のアクセプタ濃度ND2Hn型
半導体のドナー濃度 ε1;p型半導体の誘電率 ε2;n型半導体の誘電率 vb;バイアス電圧 で与えられる。
In general, the capacitance Cpn of a pn junction is a; junction area q; charge NA1; acceptor concentration of p-type semiconductor ND2H donor concentration of n-type semiconductor ε1; dielectric constant of p-type semiconductor ε2; dielectric constant of n-type semiconductor vb; Given.

これより、アクセプタ濃度とドナー濃度の差が大きい場
合には、近似的にその大きさの小さい方で決ることがわ
かる。本実施例のp型GaAsベース層のアクセプタ濃
度は1・1019/c7j1n型GaAsコレクタ層の
ドナー濃度は5・101ンlである。
From this, it can be seen that when the difference between the acceptor concentration and the donor concentration is large, the difference is approximately determined by the smaller one. In this example, the acceptor concentration of the p-type GaAs base layer is 1.1019/c7j1, and the donor concentration of the n-type GaAs collector layer is 5.1019.

したがってコレクタ容量は近似的に Cj p n oc V「「「(3) となる。一方、n十型GaAs層と、半絶縁性AlyG
2L1−yAs層との接合容量は、半絶縁住人!アGa
1−ア人S層のアクセプタ濃度が1・1014//i以
下であるため、接合容量は、このアクセプタ濃度の平方
根に比例し、その値は、(3)式の値よりもはるかに小
さいものとなる。もし半絶縁性層がない場合には、22
と23の接合容量は、n + GaAs層のキャリア濃
度が、1・10”/ ciと大きいため、この部分のコ
レクタ容量が大きなものとなる。p型G2LASに代え
てp型AlxGa1−xASを用いても、接合容量はほ
とんどかわらない。以上の理由から、本実施例のように
、p型ベース電極取如出し用GaAs層とn型GaAs
コレクタ層との間に、半絶縁性層を形成することにより
、同一面積の構成であればコレクタ容量をはるかに小さ
くできる。
Therefore, the collector capacitance is approximately Cj p n oc V "" (3).On the other hand, the
The junction capacitance with the 2L1-yAs layer is semi-insulating! A Ga
1-Since the acceptor concentration of the S layer is less than 1·1014//i, the junction capacitance is proportional to the square root of this acceptor concentration, and its value is much smaller than the value in equation (3). becomes. If there is no semi-insulating layer, 22
The junction capacitance of For the above reasons, as in this example, the p-type base electrode removal GaAs layer and the n-type GaAs
By forming a semi-insulating layer between the collector layer and the collector layer, the collector capacitance can be made much smaller if the structure has the same area.

本実施例では、半絶縁性層としてAlyGa1−アAs
(0,3)を用いたが、y=o  すなわちGaAsを
用いても、コレクタ容量を低減させるということでは、
同じ効果を有することは明らかである。
In this example, AlyGa1-As is used as the semi-insulating layer.
(0,3), but y=o In other words, even if GaAs is used, the collector capacitance will not be reduced.
It is clear that they have the same effect.

本実施例では、y=0.3を用いたが、y〉0.3の人
βアG&、 −yAsを用いれば、コレクタよりも禁制
帯エネルギーが大きいため、これよりp型ベース電極取
り出し用GaAs層とn型コレクタ層との間のもれ電流
を、更にすくなくすることができる。
In this example, y=0.3 was used, but if y>0.3 βA G&, -yAs is used, the forbidden band energy is larger than that of the collector, so it is better to take out the p-type base electrode. Leakage current between the GaAs layer and the n-type collector layer can be further reduced.

もれ電流はトランジスタの電流増幅率を低下させるため
、もれ電流を低減させることによりミ流増幅率を向上さ
せることができる。
Since leakage current reduces the current amplification factor of the transistor, the current amplification factor can be improved by reducing the leakage current.

本実施例では、更にエッチングにより、コレクターベー
ス接合の面積を、エミッタ取り出し用GaAs部の面積
よりも大幅に小さくしているため、更にコレクタ容量は
小さなものとなる。
In this embodiment, the area of the collector base junction is further made much smaller than the area of the GaAs portion for taking out the emitter by etching, so that the collector capacitance is further reduced.

コレクターぺ〜ス接合の面積は、エツチングの時間を変
えることにより任意に制御することができる。
The area of the collector paste junction can be arbitrarily controlled by changing the etching time.

更に、トランジスタの電流増幅率が1となる最大周波数
ytは Ft=(1/2π)−(A−Ce+B)  (4)Ce
;エミッタ容量 ム+Bi定数 で与えられる。(S、M、Sze;Pysics  o
f’Sem1conductor  Devices、
JohnWiley  &  5ons、、Inc、 
 pp、283.1969.)したがって、エミッタ容
量Goをへらすことにより、高周波特性を改善すること
ができる。
Furthermore, the maximum frequency yt at which the current amplification factor of the transistor is 1 is Ft=(1/2π)-(A-Ce+B) (4)Ce
; It is given by emitter capacitance m+Bi constant. (S, M, Sze; Physics
f'Sem1conductor Devices,
John Wiley & 5ons, Inc.
pp, 283.1969. ) Therefore, by reducing the emitter capacitance Go, the high frequency characteristics can be improved.

このことは従来から知られているが、ホトリソグラフィ
ー技術の限界にあシ、ある一定以下のマスクの寸法は得
られず、そのだめ従来の方法(ベース−エミッタ部の面
積がエミッタ電極取り出し用半導体層の面積と同じにな
る方法)では、その限界以下のエミッターベース接合面
積の素子は得られなかった。
This has been known for a long time, but due to the limitations of photolithography technology, mask dimensions below a certain level cannot be obtained, so the conventional method (the area of the base-emitter part is However, it was not possible to obtain a device with an emitter-base junction area below that limit.

本実施例では、エミッターベース接合部の面積が工、チ
ングにより非常に小さくしてあり、Ce(Ceはエミッ
ターベース接合部の面積に比例する)が小さく、そのだ
め高周波特性が改善される。
In this embodiment, the area of the emitter-base junction is made very small by machining and etching, and Ce (Ce is proportional to the area of the emitter-base junction) is small, so that the high frequency characteristics are improved.

本実施例で得られたヘテロ接合バイポーラトランジスタ
は予想されたように以下の特徴を示した。
The heterojunction bipolar transistor obtained in this example exhibited the following characteristics as expected.

まず1oooXという非常に薄いベースに良好なオーミ
ック電極を形成することができた。またコレクタ容量お
よびエミッタ容量が非常に小さくなったことから、同一
寸法の場合、従来のものに比べて高周波特性が非常に向
上した。
First, we were able to form a good ohmic electrode on a very thin base of 1oooX. In addition, since the collector capacitance and emitter capacitance have become extremely small, the high-frequency characteristics are greatly improved compared to conventional products when the dimensions are the same.

なお本実施例では、半絶縁性半導体層はコレクタ電極取
り出し用n十型GaAs層の上に形成されているが、n
型GaAsコレクタ層の上に形成されても同様の効果の
得られることは明らかである。
In this example, the semi-insulating semiconductor layer is formed on the n-type GaAs layer for taking out the collector electrode, but
It is clear that the same effect can be obtained even if it is formed on a GaAs type collector layer.

また本実施例では、所定の構造を得るために分子線エピ
タキシーを用いたが、そのほかに、例えば、有機金属化
学気相成長(Mo−cvn)法を用いても作成すること
ができる。
Further, in this embodiment, molecular beam epitaxy was used to obtain a predetermined structure, but it can also be created using, for example, metal organic chemical vapor deposition (Mo-CVN) method.

まだ本実施例では、半導体としてG2LA!! −AJ
xG&1−xAsを用いたが、他の半導体材料、例えば
InP−InGaAsP等を用いても作成することがで
きる。またAββ変度して、X−〇、3、y−〇、3を
用いたが、これはQ〜1の範囲で任意に選ぶことができ
る。Xの値の大きい場合には、エミッタ層の選択エツチ
ング液としてHFを用いるこ七ができる。
In this embodiment, the semiconductor is G2LA! ! -A.J.
Although xG&1-xAs was used, other semiconductor materials such as InP-InGaAsP can also be used. In addition, Aββ variation was used, and X-〇, 3, y-〇, 3 were used, but this can be arbitrarily selected within the range of Q to 1. When the value of X is large, it is possible to use HF as a selective etching solution for the emitter layer.

また本実施例では、5i02膜を利用したがSi、3N
4など他の材料からなる膜を用いても良い。
Further, in this example, a 5i02 film was used, but Si, 3N
A film made of other materials such as No. 4 may also be used.

本実施例では、エミッタ、コレクタを、n型に、ベース
をp型にしたが、エミッタ、コレクタ電極型に、ベース
をn型にした場合には、ベース取り出し層をn型とすれ
ば良い。
In this embodiment, the emitter and collector are n-type and the base is p-type, but if the emitter and collector electrode types and the base are n-type, the base extraction layer may be n-type.

また本実施例では基板側をコレクタにしたが、基板側を
エミッタにしても、対称な構造であることから、同様の
特性の得られることは明らかである。
Further, in this embodiment, the substrate side is used as the collector, but it is clear that similar characteristics can be obtained even if the substrate side is used as the emitter, since the structure is symmetrical.

発明の効果 以上述べた如く、本発明は、ベース電極の取り出しの容
易さを保ったまま、コレクタおよびエミッタ容量を著し
く低減することにより、高周波特性に優れたヘテロ接合
バイポーラトランジスタを提供するものである。
Effects of the Invention As described above, the present invention provides a heterojunction bipolar transistor with excellent high frequency characteristics by significantly reducing the collector and emitter capacitance while maintaining the ease of taking out the base electrode. .

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

第1図は本発明の一実施例を示す図、第2図および第3
図は本発明の構造を実現するだめの製造途中の構造図、
第4図は従来のバイポーラトランジスタの構造図、第5
図は従来のヘテロ接合トランジスタの構造図である。 16・・・・・・半絶縁性GaAs基板、17・・・・
・・n+G&人S層、18・・・・・・n型GaAsコ
レクタ層、19・・・・・・pWGaAsベース!、2
)・・・・・・n聖人JxGa1−xAszミッタ層、
21 ’・−・−・n + GaAs層、22・・・・
・・半絶縁住人1xG2L1−xAS層、23・・・・
・・p型Gaps層、24・・・・・・コレクタ電極、
25・・・・・・ベース電極、26・・・・・・エミッ
タ電極、27・・・・・・S i 02膜、28・・・
・・・レジスト。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか1名d−
コレクタ 第2図 ト・  N 1N2     ′NN5 第4図 第5v!J
FIG. 1 is a diagram showing one embodiment of the present invention, FIG. 2 and FIG.
The figure is a structural diagram of a device in the process of manufacturing to realize the structure of the present invention.
Figure 4 is a structural diagram of a conventional bipolar transistor, Figure 5
The figure is a structural diagram of a conventional heterojunction transistor. 16... Semi-insulating GaAs substrate, 17...
...n+G & human S layer, 18...n-type GaAs collector layer, 19...pWGaAs base! ,2
)・・・・・・n saint JxGa1-xAszmitta layer,
21'・-・-・n + GaAs layer, 22...
...Semi-insulated resident 1xG2L1-xAS layer, 23...
...p-type Gaps layer, 24...collector electrode,
25...Base electrode, 26...Emitter electrode, 27...S i 02 film, 28...
...Resist. Name of agent: Patent attorney Toshio Nakao and 1 other person d-
Collector Figure 2 To N 1N2 'NN5 Figure 4 Figure 5v! J

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)少なくともエミッタ領域と、これに隣接して設け
られたエミッタ(コレクタ)電極取り出し用半導体層と
、ベース領域と、コレクタ領域を有し、エミッタおよび
コレクタがベースを形成する半導体より禁制帯エネルギ
ーの大きい半導体からなり、更に該エミッタ、ベース接
合およびベース、コレクタ接合面積が該エミッタ(コレ
クタ)電極取り出し用半導体層の面積よりも小さく、該
コレクタ(エミッタ)または該コレクタ(エミッタ)電
極取り出し用領域の一部の上に、半絶縁性層を有し、そ
の上に少なくとも該ベース領域に接触して設けられた半
導体領域を介して、ベースへの電気的接触をとったこと
を特徴とするヘテロ接合バイポーラトランジスタ。
(1) It has at least an emitter region, a semiconductor layer for taking out an emitter (collector) electrode provided adjacent to this, a base region, and a collector region, and the emitter and collector have a higher forbidden band energy than the semiconductor forming the base. furthermore, the emitter, base junction and base, collector junction area are smaller than the area of the semiconductor layer for taking out the emitter (collector) electrode, and the area for taking out the collector (emitter) or the collector (emitter) electrode. a semi-insulating layer on a part of the substrate, and electrical contact to the base is made through a semiconductor region provided on the semi-insulating layer in contact with at least the base region. junction bipolar transistor.
(2)半絶縁性層として、ベースを形成する半導体より
も禁制帯エネルギーの大きい半導体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 a semiconductor having a higher forbidden band energy than the semiconductor forming the base is used as the semi-insulating layer.
(3)半導体基板の上に、ベースを形成するのと同じ半
導体を用いてコレクタ(エミッタ)取り出し用半導体層
を形成し、次にベースを形成する半導体より禁制帯エネ
ルギーの大きい半導体を用いて、コレクタ(エミッタ)
領域を形成し、その上にベース領域を形成し、その上に
ベースを形成する半導体より禁制帯エネルギーの大きい
半導体を用いて、エミッタ(コレクタ)領域を形成し、
その上にエミッタ(コレクタ)電極形成用半導体層を形
成し、更に、絶縁膜マスクを用いて、エッチングにより
、該エミッタ、該ベース、該コレクタ領域の一部をメサ
(台地)状に残して、該コレクタ(エミッタ)取り出し
用半導体層を露出させ、更に選択エッチング液によって
、該エミッタ層および該コレクタ層のみ凹状にエッチン
グし、そのあとで露出された該コレクタ(エミッタ)電
極形成用半導体領域および該絶縁膜マスク上に半絶縁性
層を形成し、更に、その上に、少なくとも該ベース領域
に接触して半導体領域を形成し、エッチングによって該
絶縁膜マスクを除去し、更に該半導体領域と該半絶縁性
層の一部を、エッチングによって除去して該コレクタ(
エミッタ)の一部を露出させ、該エミッタ層、該半導体
領域、該コレクタ領域に、それぞれエミッタ電極、ベー
ス電極、コレクタ電極を形成し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の製造方法。
(3) Form a collector (emitter) extraction semiconductor layer on the semiconductor substrate using the same semiconductor that forms the base, and then use a semiconductor that has a higher forbidden band energy than the semiconductor that forms the base. Collector (emitter)
forming a base region thereon, forming an emitter (collector) region thereon using a semiconductor having a higher forbidden band energy than the semiconductor forming the base;
A semiconductor layer for forming an emitter (collector) electrode is formed thereon, and a part of the emitter, base, and collector region is left in a mesa (plateau) shape by etching using an insulating film mask. The semiconductor layer for taking out the collector (emitter) is exposed, and only the emitter layer and the collector layer are etched in a concave shape using a selective etching solution, and then the exposed semiconductor region for forming the collector (emitter) electrode and the A semi-insulating layer is formed on the insulating film mask, a semiconductor region is formed on the semi-insulating layer in contact with at least the base region, the insulating film mask is removed by etching, and the semiconductor region and the semi-insulating layer are removed by etching. A portion of the insulating layer is removed by etching to form the collector (
1. A method for manufacturing a heterojunction bipolar transistor, characterized in that a part of a heterojunction bipolar transistor (emitter) is exposed, and an emitter electrode, a base electrode, and a collector electrode are formed in the emitter layer, the semiconductor region, and the collector region, respectively.
(4)半絶縁性層として、ベースを形成する半導体より
禁制帯エネルギーの大きい半導体を用いたことを特徴と
する特許請求の範囲第(3)項記載のヘテロ接合バイポ
ーラトランジスタの製造方法。
(4) The method for manufacturing a heterojunction bipolar transistor according to claim (3), wherein a semiconductor having a higher forbidden band energy than the semiconductor forming the base is used as the semi-insulating layer.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4967252A (en) * 1988-03-18 1990-10-30 501 Fujitsu Limited Compound semiconductor bipolar device with side wall contact
US5485025A (en) * 1994-12-02 1996-01-16 Texas Instruments Incorporated Depleted extrinsic emitter of collector-up heterojunction bipolar transistor
JP2017152550A (en) * 2016-02-25 2017-08-31 日本電信電話株式会社 Heterojunction bipolar transistor and manufacturing method thereof

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JP2017152550A (en) * 2016-02-25 2017-08-31 日本電信電話株式会社 Heterojunction bipolar transistor and manufacturing method thereof

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