JPS63275171A - バイポ−ラトランジスタおよびその製造方法 - Google Patents

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】 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。

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１−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。ｇｔは一般につぎの式で表わされる。

ｆ　ｔ　　＝　１　／　（２πｒ　ｅ　ｃ）　　　　　
−＋１）ｒｅｃ＝ｒｅ＋ｒｂ＋τ（、＋　ｒ　ｃ　’　
　−（２）ここで、τｅはエミッタ空乏層充電時間、τ
ｂはベース走行時間、τＣはコレクタ空乏層充電時間、
τＣ′はコレクタ空乏層充電時間である。

（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骨および容量分に比例する。容
量分の低減のために、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骨は増加
するので、τｅおよびτＣ′は増加し、ｆｔの値が下が
る。この抵抗骨は、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接触抵抗の和で表される。

そのため、接触抵抗の低減と容量分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。

従来の複数エミッタ電極・単一ベース電極を有する台形
状バイポーラトランジスタの場合は、エミッタ電極は、
エミッタ領域上に目合せで形成していた。その例を第２
図に示す。

半導体基板１上に、コレクタ領域４、ベース領域３およ
び２つのエミッタ領域２が順に形成され、各領域上にオ
ーミック接触するコレクタ電極７、ベース電極６および
エミッタ電極５がそれぞれ形成されている（たとえば信
学技報、電子デバイス８６−１０７．２１ページ）。

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、最上層のエミッタ電極は
、エミッタ領域上に目合せで形成されるため、エミッタ
電極の面積はエミッタ電極の面積よりも小さくなり、ト
ランジスタの微細化が進むにつれて充分に低い接触抵抗
を得ることが困難になり、またベース電極直下の不要な
コレクタ領域に容量が存在し、高周波化の妨げとなる。

また、目合せの形成のため歩留りも低下する。

本発明は、上記従来の問題点を大きく改良するもので、
ベース電極直下の不要なコレクタ領域の容量を減少し、
面積減少による接触抵抗の増加を解消する構成を有し、
歩留りを向上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。

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、本発明のバイポーラトラン
ジスタは、異方性エツチングにより逆台形状に形成され
た複数のエミッタ領域上全面に上記逆台形状を利用して
自己整合で形成されたエミッタ電極と、上記エミッタ領
域に挟まれた領域に同じく自己整合で形成されたベース
電極と、上記ベース電極直下のコレクタ領域に形成され
た絶縁領域と、同じく自己整合で形成されたコレクタ電
極とを有することを特徴とする。

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と同じ面積の
エミッタ電極を有するため、エミッタ電極による接触抵
抗を構造上最小にし、かつ他の電極も自己整合により形
成するため各領域での抵抗をより低くすることができる
。さらに、ベース電極直下の不要なコレクタ領域に絶縁
領域を形成するため、容量を低減することができる。

また自己整合により歩留りも向上する。

実施例 以下、本発明の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に基づいて説明する。

第１図は、本発明の実施例におけるｎｐｎ型バイポーラ
トランジスタの断面図である。まず、半導体基板２１上
に、コレクタ領域２４となるｎ型不純物含有のコレクタ
層、ベース領域２３となるｐ型不純物含有のベース層、
エミッタ領域２２となるｎ型不純物含有のエミッタ層を
順に膜成長により形成し、エミッタ領域２２になる部分
の上にレジスト７１を断面方向が逆台形状（砒化ガリウ
ム結晶ならば〔０１１〕方向）になるように形成し、異
方性エツチング（砒化ガリウム結晶の湿式エツチングな
らばたとえば硫酸・過酸化水素・水を１対１対１２）を
用いてコレクタ領域２４までエツチングする。レジスト
７１を除去した後に、ｎ型オーミック金属（砒化ガリウ
ム結晶ならばたとえば金ゲルマニウム）を全面に蒸着し
、エミッタ領域２２、コレクタ領域２４上に、上記逆台
形状を利用した自己整合によりエミッタ電極８２、コレ
クタ電極８４をそれぞれ同時に形成する。次にレジスト
７２でエミッタ電極８２上の一部に穴あけをし、電極の
エツチング（金糸ならば沃化カリウム液）とエミッタ領
域２２の異方性エツチングを行い、ベース領域２３の頭
出しをする。レジスト７２を除去し、熱処理を行ってエ
ミッタ電極８２とコレクタ電極８４を合金化することに
よりオーミック電極を形成する。次に、上記エミッタ電
極８２とコレクタ電極８４をマスクとして、ベース領域
２３直下のコレクタ領域２４に深くイオン注入（たとえ
ば水素イオン）し、絶縁領域４２を形成する。最後に、
全面にｐ型オーミック金属（砒化ガリウム結晶ならばた
とえば金亜鉛）を蒸着し、ベース電極９３を上記ベース
領域２３上に自己整合により形成し、熱処理をしてベー
ス電極９３を合金化することによりオーミック電極が得
られる。上記工程で、エミッタ電極８２とコレクタ電極
８４の熱処理とイオン注入の順は前後してもよい。以上
の順で本実施例におけるｎｐｎ型バイポーラトランジス
タが完成する。

上記製造工程を、より高周波特性に優れたベテロ（異種
）接合バイポーラトランジスタに用いることもでき、こ
の場合は膜成長の時にベースに用いた半導体よりも大き
な禁制帯幅を有する半導体をエミッタに用いればよい。

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、自己整合でエミッタ電極の面積を、エミッタ
領域の面積と等しくすることが可能なため、接触抵抗を
構造上最小にすることができ、また、ベース電極、コレ
クタ電極も自己整合で形成することができ、バイポーラ
トランジスタの微細化において問題となる各領域での抵
抗の増大を防く。さらに、ベース電極直下の不要なコレ
クタ領域に絶縁領域を形成するため、容量を低減するこ
とができる。このことは、バイポーラトランジスタの高
周波化に大きく貢献し、自己整合により歩留りも向上す
る。また、複数のエミッタ・ベースを有するような櫛型
のトランジスタを作製する場合にも同し製造工程を用い
ることができる。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明の一実施例の構成を示す断面図、第２図
は従来の複数エミッタ・単一ベースのバイポーラトラン
ジスタの構成を示す断面図である。 ２１・・・・・・半導体基板、２２・・・・・・エミッ
タ領域、２３・・・・・・ベース領域、２４・・・・・
・コレクタ領域、４２・・・・・・絶縁領域、７１．７
２・・・・・・レジスト、８２・・・・・・エミッタ電
極、９３・・・・・・ベース電極、８４・・・・・・コ
レクタ電極。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）エミッタ電極とベース電極を結ぶ断面で逆台形状
   となる少なくとも二つのエミッタ領域と、上記エミッタ
   領域上全面を覆うエミッタ電極と、上記エミッタ領域に
   挟まれたベース電極と、上記ベース電極直下のコレクタ
   領域に絶縁領域を有することを特徴とするバイポーラト
   ランジスタ。
2. （２）ベース電極に用いる半導体よりも禁制帯幅の大き
   い半導体をエミッタ領域に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。
3. （３）半導体基板にコレクタ領域となるコレクタ層、ベ
   ース領域となるベース層、エミッタ領域となるエミッタ
   層を順に膜成長する工程と、エミッタ電極とベース電極
   を結ぶ断面で逆台形状となる異方性エッチングにより上
   記コレクタ層までエッチングして少なくとも二つのエミ
   ッタ領域を形成する工程と、上記エミッタ領域とコレク
   タ領域となるコレクタ層上全面にオーミック接触する金
   属を蒸着して同時にエミッタ電極とコレクタ電極を形成
   する工程と、上記エミッタ領域の一部をベース領域まで
   エッチングする工程と、上記エミッタ電極をマスクとし
   て上記ベース領域直下のコレクタ領域にイオン注入で絶
   縁領域を形成する工程と、上記ベース領域上にオーミッ
   ク接触する金属を蒸着してベース電極を形成する工程を
   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。
4. （４）ベース領域に用いる半導体よりも禁制帯幅の大き
   い半導体をエミッタ領域に用い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。（５）水素イオン注入で絶縁領域を形成する
   ことを特徴とする特許請求の範囲第（４）項記載のバイ
   ポーラトランジスタの製造方法。