JPH01132160A - 半導体装置 - Google Patents

半導体装置

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JPH01132160A
JPH01132160A JP62289365A JP28936587A JPH01132160A JP H01132160 A JPH01132160 A JP H01132160A JP 62289365 A JP62289365 A JP 62289365A JP 28936587 A JP28936587 A JP 28936587A JP H01132160 A JPH01132160 A JP H01132160A
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利幸 宇佐川
Masayoshi Kobayashi
正義 小林
Tomoyoshi Mishima
友義 三島
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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、半導体装置に係り、特に信頼性に優れた半導
体装置に関する。
〔従来の技術〕
従来、GaAs/AQGaAs Pnp型へテロ接合バ
イポーラトランジスタのエミッタ電極には1例えばアプ
ライド フィジックス レター46巻302頁(198
5) (Appl、 Phys、 Lett、 46.
302 (1985) )に記載されているように、A
uZn系などの材料が用いられていた。その主たる理由
は、FETにおいてはnチャンネルFETが、バイポー
ラトランジスタの場合にはnpn型がそれぞれ主流であ
ったことによる。
〔発明が解決しようとする問題点〕
上記従来技術は、Pnp型バイポーラトランジスタ等の
電子デバイス特有のp型電極の問題については配慮され
ておらず、Zn等の金属がGaAs中に非常に深く拡散
し、pn接合が劣化するという問題があった。電子デバ
イスではP型層を200〜300+m程度の厚さにする
ことが望ましく、半導体レーザの様に2〜3t1mと厚
くできないのでp−rL接合を劣化させるのである。
例えばPnp型二型光次元電子ガスロ接合バイポーラト
ランジスタ(特願昭61−4024に記載、以下2DE
G−HBTと略す)においては、二次元電子ガスの適正
な形式が不可欠である。すなわち、G a A sの高
い移動度を有し、急峻なヘテロ接合が保存されているこ
とが必要である。
ところが、従来p型GaAsへのオーミック電極として
用いられているA u Z n系電極は、アロイを用い
てオーミック接触を形成することに特徴があるが、Zn
がG a A s中を非常に深く拡散する傾向にあり、
pn接合が劣化することが見出された。
このZnの拡散は1/1111にも達する場合がある。
特に表面保護膜CVD5iO,形成時や配線工程に伴う
絶縁膜形成時にオーミック特性(比接触抵抗ρC)の劣
化が見られた。
この劣化現象は、Znの拡散によるもので、pn接合特
性の劣化及びオーミック特性ρCの劣化という問題から
、このような半導体装置を集積回路に適用する場合に信
頼性の面から大きな問題があった。
また、エミッタ寸法の微細化に伴い、エミッタ抵抗の低
減は望ましいことである。比接触抵抗ρCは10−’Ω
dを越えると、大コレクタ電流領域でエミッタ抵抗が支
配的になり、電流増幅率、カットオフ周波数の劣化が表
面化してくる。
本発明の目的は、信頼性に優れたp型GaAs層又はp
型Al1xGa、−1(As層を有する半導体装置を提
供することにある。
〔問題点を解決するための手段〕
上記目的は、p型GaAs又はp型MXGal−xAs
層上にp++GaAs又はp”+In、Ga、−、As
層を配置し、該p++GaAs又はp”+In、Ga1
−、As層の上に非アロイ型の金属層を配置し両者をト
ンネル接合によりオーミック接触することを特徴とする
半導体装置によって達成される。
トンネル接合によりオーミック接触をとるためには、例
えば上記p++GaAs層が約5X10”a++−’以
上のp型不純物を含有するか、p ” I nyGal
−yAs層が約lXl0’″C!1−”以上のp型不純
物を含有することが好ましい、このような場合、比接触
抵抗ρCがto−’Ωd以下になり、トンネル接合が形
成される。またp ” I nyGal−yAs層は、
p型GaAs又はp型All XG a 1− X A
 8層に近い側はyの値を小にし、逆の側はyの値が大
になるよう組成を傾斜化することが好ましい。
非アロイ型の金属としては、Ti/Pt/Au、Mo/
Au、W、WSi、An、WN、WAQ等を用いること
ができる。特にWSi、WAQ、WN、W等は加工性に
優れるためドライエツチング法を用いてエミッタ電極と
エミッタの寸法を同一にできるのでこれらの金属を用い
ることが好ましい。これは集積回路を形成する場合に特
に有効である。
これについて第1図を用いて説明する。第1図(a)(
b)は、本発明の概略を示す半導体装置の要部断面図で
ある。第1図(a)において、71は通常エミッタ領域
につながるp型GaAs層(又はp型1n、Ga1−y
As層)、70は5X10”Ω1−1程度のp型不純物
を含有するp++GaAs層(又は1x t o 19
ΩGW−’程度のp型不純物を含有するp++In、G
aニー、As層、この場合前記の如くその下層はp型G
aAs層71につながる組成であり、yの値を変化させ
て組成が傾斜していることが好ましい)、60は非アロ
イ型の金属であってTi/Pt/Au、Mo/Au等の
材料である。このような構造は通常のりフトオフ法によ
って形成することができる。
一方、第1図(b)は、非アロイ型の金属としてWSi
、WM、W等の加工性に優れた金属を用いた例で、この
場合この金属をマスクとしてp++GaAs層70.p
型GaAs層71をドライエツチングによりエツチング
除去して、図の如き形状とし得る。
〔作  用〕
本発明においては、アロイ型オーミック接触と異なり、
GaAs層中に準位を形成する原子の拡散がないので信
頼性の高いオーミック接触が得られる。また同様の理由
により、比接触抵抗ρCの劣化が少なく、少なくとも1
0−@Ωl程度の値が得られる。
〔実施例〕
以下1本発明の一実施例を図面を用いて説明する。
実施例 I Pnpn型GaAsBTに本発明を用いた例を第2図に
示す。図において、50はTi (300人)/Pt(
300人) / Au (1500人)のエミッタ電極
17はBeをlXl0”am−’含有するp ++Ga
As(1000人)、16はBeを5X1017an−
”含有するp型GaAs (1500人)、15は16
と同濃度のBeを含有するp型AQGaAs (100
0人)、14はSiを4×10”cm−’含むn型へl
lGaAs (250人)、13はアンドープAAGa
As (50人)、12はアンドープ(p−)GaAs
 (1500人)、11はBeを5 X 10” aa
−”含むp++GaAs (5000人)、10は半絶
縁性G a A s基板である。ベース電極51、コレ
クター電極52は通常の仕様で形成される。この様な多
層膜は分子線エピタキシー法(MBE)で形成したが、
MOCVD法で形成してもよい、素子分離はメサ分離に
より行なった。エミッタ電極はWSi (3500人)
を被着後、ドライエツチングを用いて形成してもよい。
この半導体素子は、pn接合の劣化を防ぎ、比接触抵抗
ρCを10−6Ωd以下にできた。
なお1本実施例では、17としてp++GaAsを用い
たがp++工nyGa1−アAsを用いることもできる
実施例 2 通常のPnp型HBTに本発明を用いた実施例を第3図
に示す。
50はMo (1500人) / Au (1500人
)のエミッタ電極、21はMgを5X10”CIl+−
”含むp + + 工nアGa□−yAs (0,5≦
y≦Oで層の下でyの値が小ざく1層の上でyの値が大
きくなるように傾斜している。1500人)、20はM
gを6 X 1017an−3含むp型GaAs (1
000人)、19はMgを6X10”an−’含むp型
AQxGa1−xAs (X =0.45.1000人
)、18はベース層でSiを4X10”″(n−’含む
n型GaAs(1000人) 、12’はMgを2 X
 10” am−’含むコレフタル型GaAs (30
00人)、11はコレクタ層でMgを5X10”as−
’含むp++GaAs (3000人)、1oは半絶縁
性GaAs基板である。ベース電極51、コレクタ電極
52は通常の方法で形成する。これらの多層膜も実施例
1と同様にMBE法又はMOCVD法で形成する。実施
例2の効果も、実施例1と同様であった。
なお、これらの実施例では、エミッタ領域が表面側に形
成されている場合の例を説明したが、コレクタ層が表面
側に形成されるコレクタトップ構造の場合にも、コレク
タ電極の形成に本発明を適用することは有効である。す
なわち、コレクタ層の下側にn層であるベース層が存在
し、コレクタベースのpn接合の劣化・の問題、コレク
タ抵抗の問題が生じるが、この場合も本発明を適用する
ことで問題を解決できる。
以上の実施例1及び2では、エミッタ電極オーミック形
成のp++GaAs又はp++InyGa1−、Asの
p型不純物としてBe、Mgを用い、MBE法又はMO
CVD法によりドープした。しかしガスソースMBE 
(MO−MBE)法により、有機金属(例えばトリメチ
ルガリウム)をガスソースとすると、C(カーボン)を
P型不純物としてドープすることができる。この場合、
大略10”(!m−’までドーピングでき、800℃以
上の熱工程を経てもCが拡散することがない。このよう
にMO−MBE法によりp++GaAs又はp ” I
 nyGal−yAs層を形成してもよい。
〔発明の効果〕
本発明によれば、拡散性の少ない金属と高濃度のp++
GaAs又はp ” I n、Ga1−、Asの接合を
用いてエミッタ領域にオーミック電極を形成したの−で
、pn接合の劣化を防ぎ、比接触抵抗ρCを1O−6Ω
l以下にできる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明を説明するための、一実施例の要部断
面図、第2図及び第3図はそれぞれ本発明の一実施例の
半導体装置の断面図である。 lO・・・半絶縁性GaAs基板

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、p型GaAs又はp型Al_xGa_1_−_xA
    s層上にp^+^+GaAs又はp^+^+In_yG
    a_1_−_yAs層を配置し、該p^+^+GaAs
    又はp^+^+In_yGa_1_−_yAs層の上に
    非アロイ型の金属層を配置し、両者をトンネル接合によ
    りオーミック接触することを特徴とする半導体装置。 2、上記p型GaAs又はp型Al_xGa_1_−_
    xAs層はpn接合におけるp型領域である特許請求の
    範囲第1項記載の半導体装置。 3、上記p^+^+GaAs又はp^+^+In_yG
    a_1_−_yAs層は、p型不純物としてカーボンを
    有する層である特許請求の範囲第1項記載の半導体装置
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