JPS6343370A - 半導体装置およびその製造方法 - Google Patents

半導体装置およびその製造方法

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JPS6343370A
JPS6343370A JP18712986A JP18712986A JPS6343370A JP S6343370 A JPS6343370 A JP S6343370A JP 18712986 A JP18712986 A JP 18712986A JP 18712986 A JP18712986 A JP 18712986A JP S6343370 A JPS6343370 A JP S6343370A
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JP
Japan
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layer
type
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conductivity type
insulating
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JP18712986A
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English (en)
Inventor
Soichi Kimura
木村 壮一
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/68Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
    • H01L29/70Bipolar devices
    • H01L29/72Transistor-type devices, i.e. able to continuously respond to applied control signals
    • H01L29/73Bipolar junction transistors
    • H01L29/737Hetero-junction transistors
    • H01L29/7371Vertical transistors
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/02Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/06Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape; characterised by the shapes, relative sizes, or dispositions of the semiconductor regions ; characterised by the concentration or distribution of impurities within semiconductor regions
    • H01L29/10Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape; characterised by the shapes, relative sizes, or dispositions of the semiconductor regions ; characterised by the concentration or distribution of impurities within semiconductor regions with semiconductor regions connected to an electrode not carrying current to be rectified, amplified or switched and such electrode being part of a semiconductor device which comprises three or more electrodes
    • H01L29/1004Base region of bipolar transistors

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
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  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Bipolar Transistors (AREA)

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 本発明は半導体装置およびその製造方法に関し、特に半
導体集積回路に用いられるバイポーラトランジスタとそ
の製造方法に関するものが要求される0 従来の技術 ヘテロバイポーラトランジスタ(Heterojun−
ction Bipolar Transistor 
: HB T以下HBTと略す)は、シリコン バイポ
ーラトランジスタにとって゛かわる超高速論理素子とし
て注目され最近特に活発に研究開発が行なわれている。
HBTはワイドバンドギャップエミッタ構造によりベー
ース濃度を犬きくしても注入効率を1に近づけることが
できる。従って、ベース濃度を大きくしてペース抵抗を
小さくシトランジスタの高速動作ヲ8易にすることがで
きる。また、化合物半導体特有の高い移動度によりベー
ス走行時間が小さくなり高速動作が期待できる0 第7図に従来のInP系を用いたHBTの一例を示す。
バンドギャップの大きいInPをエミツタ層に、バンド
ギャップの小さいInGaAsPをベース層に用するこ
とによりHBTを構成している。
発明が解決しようとする問題点 このHBTは、先に述べたような特徴を有しているにも
かかわらず以下のような欠点があった〇(1)p型In
GaAsP層23ベース層とn型InP層22コレクタ
層の接合面積が大きく、そのためCBc(コレクタ・ベ
ース容、fJ1)が大きくなってトランジスタの高速動
作を制限する。
(2)逆)ランジスタとして用いた場合、ベース・エミ
ッタ接合面、漬に比べ、ベース・コレクタ接合面積が小
さくよってコレクタの捕獲効率が低くなって電流増幅率
を大きくできない。
本発明は従来のHBTで問題となっていた、(1)CB
cが大きくこれにより高速動作が制限される、(2)逆
トランジスタの電流増幅率が小さい、という点を解決す
るものである。
問題点を解決するための手段 本発明は、半絶縁性半導体基板上に一導電型の第1の層
、第1の層と逆導電型の第2の層、第2の層と逆導電型
の第3の層を順次積層し、積層表面あるいは第3の層が
選択的に除去された第2の層の表面から第2の層と同一
導電型の不純物を基板に達するまで拡散して第1の領域
を形成し、第2、第3の層を選択的にエツチング除去し
て第1の層を露出させ、第1.第3の層及び第1の領域
にオーミック電極を形成することによりHBTを構成す
るものである。
作   用 本発明は、グラフトベースとなるp型不純物拡散を半絶
縁性基板に達するまで行なうことによりベース・コレク
タ接合面積を減少させCBcを小さくし、それにより高
速動作を可能とする。同時に、逆トランジスタとして用
いた場合にベース・エミッタ接合面積とベース・コレク
タ接合面積の差を小さくして電流増幅率を犬きくするも
のである。
実施例 本発明の第1の実施例を図面を用いて説明する0本実施
例は、InP系のHBTについて記述する0第1図a、
t)は、第1の実施例によるInP系HBTの上面図と
断面構造1図である。断面構造図は、上面図におけるA
 −AI線に沿った断面を示している0以下、第2〜第
6図を参照して本実施例の製造方法について述べる。ま
ず、半絶縁性InP基板1上に、n型InP層2(コレ
クタ層)yp型InGaAsP層3(ベース層)、n型
InP層4(エミツタ層)を順次、液相エビタキ/ヤル
成長法を用いて成長する。成長後の断面を第2図に示す
。次に、通常のフォトリングラフィ工程及びエツチング
工程を用いて選択的にn型InP、Q4 、 P型In
GaAsP層3を除去する。これはInPとInGaA
sPの選択エツチング液(例えば、InPにはHCl系
、 InGaAsPでばH2SO4系)を用いて容易に
行なえる。除去後の断面と第3図に示す。次に、通常の
絶縁膜工程、フォ) IJソゲラフイエ程及び拡散工程
によりp型不純物(例えばZn、Cd等)を選択的に拡
散する。拡散は、n型InP層4の表面からp型InG
aAsP層3.n型InP層2を突き抜けて半絶縁性I
nP基板1に達するまで行ない、第4図に示すようにp
型不純物拡散層8を形成する。その後、通常のフォトリ
ングラフィ工程及びエツチング工程により選択的にn型
InP層2を除去する。その様子を第5図に示す。最後
にn型InP層2(コレクタ層)とn型InP層4(エ
ミツタ層)及びp型不純物拡散層8にそれぞれ、n型オ
ーミックコンタクト金属(例えばAu/Sn)、p型オ
ーミックコンタクト金属(例えばAu/Zn)  を蒸
着し、電極を形成して第1図に示した素子が完成する。
n型InP層2をコレクタ5.p型InGaAsP層3
をベース6、n型InP層4をエミッタ7としてHBT
を構成している。
本実施例のHBTのベース・コレクタ接合面積を従来例
と比べると、同じセルサイズで比較した場合、およそ3
分の1程度になる。これは、ベース抵抗を小さくするた
めにp型不純物拡散層の面積をある程度大きくしておく
必要があり、そのため従来のHBTではベース・コレク
タ接合面積が大きくなっていた。それに対し本発明では
p型不純物拡散を半絶縁性基板に達するまで行っている
ので、実質的にp型不純物拡散層直下のベース・コレク
タ接合が存在せず、従って従来に比べべ一ス・コレクタ
接合面積を大幅に小さくできるもの゛である。よってC
Bcも小さくなるので高速化が可能になる。また、本発
明によるHBTではp型不純物拡散層の面積を大きくし
てもベース・コレクタ接合面積は変化しないので、p型
不純物拡散層の面積を十分大きくしてベース抵抗をかな
り小さくすることも可能である。さらに、p型不純物拡
散層直下のベース・コレクタ接合が実質的に存在しない
ことがらHBTを逆トランジスタとして用いる場合、従
来に比ベベース・エミッタ接合面積とベース・コレクタ
接合面積の差が小さいのでコレクタの電子捕獲効率が大
きくなり電流増幅率を大きくすることができる。本実施
例の場合、逆トランジスタとして用いた場合でもワイド
バンドギャップ効果をでより濃度に関係なくほぼ順方向
のトランジスタと同程度の電流増幅率を得ることができ
るものである。
第6図に第2の実施例を示す。第1の実施例と異なる部
分はp型の不純物拡散をp型I n G a A s 
P層33の表面より行なう点である。よってn型InP
層34を選択的にエツチング除去する工程が一工程増え
るという欠点があるが拡散深さが第1の実施例に比べ浅
くてよいため制御しやすいという利点がある。他の工程
は第1の実施例と全く同様に行うことができ、かつ同様
の効果を得ることができる。
なお、第1.第2の実施例ともInP系材料を例にした
がGaAs系など他の化合物半導体材料についても同様
な効果が期待できる。
発明の効果 本発明による半導体装置では、p型不純物拡散層の面積
はベース・コレクタ接合面積に寄与しないので従来に比
ベベース・コレクタ接合面積を大幅に小さくすることが
でき、従ってCBcも小さくなり高速動作を可能にする
。また、p型不純物拡散層の面積を大きくしてベース抵
抗を小さくし高速動作を容易にすることもできる。さら
に逆トランジスタとして用いた場合でも、従来に比べ大
幅にコレクタの捕獲効率を大きくすることができ、従っ
て逆トランジスタの電流増幅率を大幅に改善することが
できる。
【図面の簡単な説明】
第1図aは本発明の第1の実施例におけるHBTの平面
図、第1図すは同図aのA−A’線断面図、第2図〜第
5図は同HBTの製造方法を説明する断面図、第6図a
は同第2の実施例におけるHBTの平面図、第6図すは
同図aのB −B’線断面図、第7図aは従来のHBT
の平面図、第7図すは同図aのC−C’線断面図である
。 1・・・・・・半絶縁性InP基板、2・・・・・・n
m1nP層、3−−−−−− p型InGaAsP層、
4−= −= Ill型InP層、8・・・・・・p型
不純物拡散層。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか1名イ・
−−−1!千色豫tX本王Ink、基ぶ更2.4−−−
 nq y。?漫 3−−− P 党1nGrtAs F 45−−−ゴム
クタ 第2図    1−Ht!−ffi”a4iLと1販3
−? q Irl GILre 31’/%第4図  
   8−Pグモ紘藺;数4’f−−−Jg 仁Qよ=
InF)J¥u、22、z4−n ¥1h FA: 23−−− ? ’ti Zn’ro−;SP%第  
7  図                  25−
−−コし7gり6−−−4゛−ス 27・−こ乏Iり

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)半絶縁性半導体基板上に、一導電型の第1の層、
    前記第1の層と逆導電型の第2の層、前記第2の層と逆
    導電型の第3の層が順次形成された積層構造において、
    前記第2の層と同一導電型の第1の領域が前記第3の層
    の表面あるいは前記第3の層が選択的に除去された前記
    第2の層の表面から前記基板まで延びてなる半導体装置
  2. (2)第2の層の禁制帯幅が第1の層より小さい特許請
    求の範囲第1項記載の半導体装置。
  3. (3)半絶縁性半導体基板上に一導電型の第1の層前記
    第1の層と逆導電型の第2の層、前記第2の層と逆導型
    の第3の層を順次積層する工程と、前記第2の層と同一
    導電型の不純物を前記第3の層の表面あるいは前記第3
    の層が選択的に除去された前記第2の層の表面から前記
    基板まで選択的に拡散し第1の領域を形成する工程と、
    前記第3、第2の層を選択的にエッチング除去し前記第
    1の層の表面を露出させる工程と、前記第1、第3の層
    及び前記第1の領域にオーミック電極を形成する工程と
    を備えてなる半導体装置の製造方法。
JP18712986A 1986-08-08 1986-08-08 半導体装置およびその製造方法 Pending JPS6343370A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4927773A (en) * 1989-06-05 1990-05-22 Santa Barbara Research Center Method of minimizing implant-related damage to a group II-VI semiconductor material

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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