JPH01241166A - バイポーラトランジスタの製造方法 - Google Patents
バイポーラトランジスタの製造方法Info
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- JPH01241166A JPH01241166A JP63067369A JP6736988A JPH01241166A JP H01241166 A JPH01241166 A JP H01241166A JP 63067369 A JP63067369 A JP 63067369A JP 6736988 A JP6736988 A JP 6736988A JP H01241166 A JPH01241166 A JP H01241166A
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- JP
- Japan
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- collector
- base
- bipolar transistor
- emitter
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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。
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、高周波・高速動作に好適なバイポーラトラン
ジスタとその製造方法に係る。
ジスタとその製造方法に係る。
従来、バイポーラトランジスタの非能動部分によって生
じる静電容量を減少させる手段としてはアイ・イー・イ
ー・イー、エレクトロン デバイス レターズ イーデ
ーエル5.8(1984年)第310頁から第312頁
’(TRHR,ElectronDevice Lef
fars、 EDL−5,8(1984)pp310−
312)において論じられている。
じる静電容量を減少させる手段としてはアイ・イー・イ
ー・イー、エレクトロン デバイス レターズ イーデ
ーエル5.8(1984年)第310頁から第312頁
’(TRHR,ElectronDevice Lef
fars、 EDL−5,8(1984)pp310−
312)において論じられている。
上記従来技術はイオン打ち込みにより半導体を空乏化さ
せて静電容量を減少させているために、同時に多数の欠
陥が導入され、電気的特性が劣化すると同時に信頼性が
低下するという解決すべき課題があった。
せて静電容量を減少させているために、同時に多数の欠
陥が導入され、電気的特性が劣化すると同時に信頼性が
低下するという解決すべき課題があった。
本発明の目的は上記a題を解決し、電気的特性を劣化さ
せずにエミッタ、ベース、コレクタ層の非能動部分に起
因する静電容量、もれ電流を減少させることにある。
せずにエミッタ、ベース、コレクタ層の非能動部分に起
因する静電容量、もれ電流を減少させることにある。
上記目的はエミッタおよびコレクタ層の非能動部分を消
去することによって達成できる。−例を第1図に示す、
エミッタ層6およびコレクタ層3は非能部分を除去して
いる。べ゛−ス層5には非能動部分が残っており、その
部分にベース電極8が形成されている。
去することによって達成できる。−例を第1図に示す、
エミッタ層6およびコレクタ層3は非能部分を除去して
いる。べ゛−ス層5には非能動部分が残っており、その
部分にベース電極8が形成されている。
また、コレクタ層3の上下にエツチングストップ層4お
よび2を設ける製造方法とすることにより、上記目的を
達成できる。
よび2を設ける製造方法とすることにより、上記目的を
達成できる。
非能動部分を除去することによってもれ電流成分は消滅
する。又、静電容量成分は、半導体の比誘電率の逆数に
比例して減少する。従って高速動作が可能になる。
する。又、静電容量成分は、半導体の比誘電率の逆数に
比例して減少する。従って高速動作が可能になる。
また、エツチングストップ層を設けることにより、コレ
クタ層を選択的に精度良くエツチングでき、所望の特性
の素子を再現性良く製造できる。
クタ層を選択的に精度良くエツチングでき、所望の特性
の素子を再現性良く製造できる。
以下本発明の実施例を図を用いて説明する。
実施例1
、本発明の実施例1のバイポーラトランジスタの製造工
程断面図を第2図(a)〜第2図(6)に示す。
程断面図を第2図(a)〜第2図(6)に示す。
第2図(a)に示す様に、n型GaAs基板1(不純物
密度n == 1 x 10”/i)の上にn型A Q
xG a 1−3IA 8下部エッチストップ層2
(x≧0、1 、 n = 5 X 10”/’a
js厚さd=10nm)、n型G a A m :Iレ
クタ層3 (n=5XIQ1B/ad、d=400nm
) 、n型A Q xG a t−xA s上部エッチ
ストップ層4 (x≧O,i 、n=5X1016/
cd、 d = 10 n m) 、p型GaAsベー
ス層5 (p =4 X 10”/cd、 d =60
n m)、n型A Q zG a z−mA sエミ
ッタ層6 (n=IX1017/d、 d = 100
n m)を順次結晶成長させる。尚、n型不純物とし
てはSt、p型不純物としてはBeを用いたが、n型に
Sn* S# Ss。
密度n == 1 x 10”/i)の上にn型A Q
xG a 1−3IA 8下部エッチストップ層2
(x≧0、1 、 n = 5 X 10”/’a
js厚さd=10nm)、n型G a A m :Iレ
クタ層3 (n=5XIQ1B/ad、d=400nm
) 、n型A Q xG a t−xA s上部エッチ
ストップ層4 (x≧O,i 、n=5X1016/
cd、 d = 10 n m) 、p型GaAsベー
ス層5 (p =4 X 10”/cd、 d =60
n m)、n型A Q zG a z−mA sエミ
ッタ層6 (n=IX1017/d、 d = 100
n m)を順次結晶成長させる。尚、n型不純物とし
てはSt、p型不純物としてはBeを用いたが、n型に
Sn* S# Ss。
Go等、pにはMg、Mn、Zn、C等を用いても同様
の効果が得られる0次に、成長した結晶上エミッタ領域
6となる部分以外を通常のリソグラフィー及びエツチン
グを用いて加工し第2図(b)に示す形状にする。続い
てエミッタ領域6よりも2μmずつ外側に広いベース領
域5となる部分以外も同様に加工し、上部エツチングス
トップ層4より深く下部エツチングストップ層2より浅
くエツチングした特恵でエツチングを止めて第2図(c
)に示す形状にする。次にCCQ 2 F xガスとH
eガスの混合ガスを用い、反応室圧力0.06Torr
、バイアスRFパワー100Wで3分間G a A s
n 3 、5 のみを選択的にエツチングする。
の効果が得られる0次に、成長した結晶上エミッタ領域
6となる部分以外を通常のリソグラフィー及びエツチン
グを用いて加工し第2図(b)に示す形状にする。続い
てエミッタ領域6よりも2μmずつ外側に広いベース領
域5となる部分以外も同様に加工し、上部エツチングス
トップ層4より深く下部エツチングストップ層2より浅
くエツチングした特恵でエツチングを止めて第2図(c
)に示す形状にする。次にCCQ 2 F xガスとH
eガスの混合ガスを用い、反応室圧力0.06Torr
、バイアスRFパワー100Wで3分間G a A s
n 3 、5 のみを選択的にエツチングする。
この際下方向へのエツチングは下部エツチングストップ
層2で阻止されそこで停止する0層3及び層5に対して
は横方向にもエツチングが進むが、M5の方が薄く、エ
ツチングず進むにつれ反応性ガスの供給が少なくなるた
め、層3を横方向に2μmエツチングする上記の条件で
は層5は300nmの程度エツチングされるにすぎず、
第2図(d)に示す形状が得られる。更に、ホトレジス
ト10を除去した後、エミッタ領域、ベース領域。
層2で阻止されそこで停止する0層3及び層5に対して
は横方向にもエツチングが進むが、M5の方が薄く、エ
ツチングず進むにつれ反応性ガスの供給が少なくなるた
め、層3を横方向に2μmエツチングする上記の条件で
は層5は300nmの程度エツチングされるにすぎず、
第2図(d)に示す形状が得られる。更に、ホトレジス
ト10を除去した後、エミッタ領域、ベース領域。
基板裏面にそれぞれオーミック接触がとれる様な金属・
例えばn型に対してはA u G e合金。
例えばn型に対してはA u G e合金。
AuSn合金等、P型に対してはA u Z n合金。
A u B e合金等を被着させる。これを通常のりフ
トオフ技法を用いて選択的に除去し、第2図(a)に示
す形状のトランジスタを得る。このトランジスタにおい
て、エミッタ領域直下は能動部分、それ以外の部分は非
能動部分である。非能動部分に起因するベース・コレク
タ間静電容量Ctsaは約2XIO″″”F/jとなり
、非能動部分を除去しなった場合の約4%、イオン打込
みによりコレクタを空乏化させ球場合の約7.5 %に
まで小さくなる。
トオフ技法を用いて選択的に除去し、第2図(a)に示
す形状のトランジスタを得る。このトランジスタにおい
て、エミッタ領域直下は能動部分、それ以外の部分は非
能動部分である。非能動部分に起因するベース・コレク
タ間静電容量Ctsaは約2XIO″″”F/jとなり
、非能動部分を除去しなった場合の約4%、イオン打込
みによりコレクタを空乏化させ球場合の約7.5 %に
まで小さくなる。
この結果、エミッタ寸法2μm X 5μmのトランジ
スタについて本発明のトランジスタのCaCは6.7
X 10″’1fiF、これに対し、イオン打ち込みで
空乏化させた場合には18.6 X i O″″ll5
F、また、特に処理を行なわない場合には31.3X1
0″″1!ip となる。これらのトランジスタの最
大遮断周波数JTはいずれも45GHzであり、べ−大
抵抗r5はいずれも20Ωである。最大発振可能周波数
f waaxはfT、r’b 、Cacの関数として次
の式の様に表わされる。
スタについて本発明のトランジスタのCaCは6.7
X 10″’1fiF、これに対し、イオン打ち込みで
空乏化させた場合には18.6 X i O″″ll5
F、また、特に処理を行なわない場合には31.3X1
0″″1!ip となる。これらのトランジスタの最
大遮断周波数JTはいずれも45GHzであり、べ−大
抵抗r5はいずれも20Ωである。最大発振可能周波数
f waaxはfT、r’b 、Cacの関数として次
の式の様に表わされる。
f−ax= (fT/(8π rbcac))”これ
からf maXを各々のトランジスタについて計算する
と、115GHz、69GHz、53G Hzとなる。
からf maXを各々のトランジスタについて計算する
と、115GHz、69GHz、53G Hzとなる。
実測では各々108GHz、63GHz、48GHzと
なり計算と良く一致し1本発明により著しい向上が見ら
れた。
なり計算と良く一致し1本発明により著しい向上が見ら
れた。
実施例2
本発明の実施例2のバイポーラトランジスタを第3図に
より説明する。
より説明する。
実施例1においてn型GaAs基板1に替わり半絶縁性
GaAs基板1を用い、基板1と下部エツチングストッ
プ層2の間にn型G a A s層11(n=5X10
”/cd、d=500nm)を挿入し、以下実施例1と
同様の工程を経る。但し、コレクタ電極9は基板裏面で
なく1表面側に付着せしめ、第3図に示す構造のトラン
ジスタを作製する。尚、コレクタ電極部分9の下部エツ
チングストップ層は必ずしも除去しなくともよい0本構
造では素子の性能は実施例1と全く同様であるが半絶縁
性基板を用いているため、多数の素子を集積化するのに
適している。
GaAs基板1を用い、基板1と下部エツチングストッ
プ層2の間にn型G a A s層11(n=5X10
”/cd、d=500nm)を挿入し、以下実施例1と
同様の工程を経る。但し、コレクタ電極9は基板裏面で
なく1表面側に付着せしめ、第3図に示す構造のトラン
ジスタを作製する。尚、コレクタ電極部分9の下部エツ
チングストップ層は必ずしも除去しなくともよい0本構
造では素子の性能は実施例1と全く同様であるが半絶縁
性基板を用いているため、多数の素子を集積化するのに
適している。
実施例3
本発明の実施例3のバイポーラトランジスタを第4図に
より説明する。
より説明する。
実施例1あるいは実施例2において、第2図(a)の工
程の後第2図(b)の工程を経ずして第2図(0)の工
程を行なった。ベース電極8の取り出しは、エミッタ層
6の非能動部分にアクセプタ不純物を導入してベース層
5と電気的導通を取り1表面に電極部して行なった。ア
クセプタ不純物としてはMg、Zn、Be等いずれを用
いても同様の効果が得られる。又、導入方法としては表
面から熱拡散による方法と、不純物イオンを打ち込んだ
後に600℃以上の高温で熱処理する方法とがあり、い
ずれの方法によっても同様の効果が得られる。最終的に
第4図に示す形状のトランジスタが得られる。このトラ
ンジスタでは表面層が厚くなるためにベース部分の強度
が増加する。
程の後第2図(b)の工程を経ずして第2図(0)の工
程を行なった。ベース電極8の取り出しは、エミッタ層
6の非能動部分にアクセプタ不純物を導入してベース層
5と電気的導通を取り1表面に電極部して行なった。ア
クセプタ不純物としてはMg、Zn、Be等いずれを用
いても同様の効果が得られる。又、導入方法としては表
面から熱拡散による方法と、不純物イオンを打ち込んだ
後に600℃以上の高温で熱処理する方法とがあり、い
ずれの方法によっても同様の効果が得られる。最終的に
第4図に示す形状のトランジスタが得られる。このトラ
ンジスタでは表面層が厚くなるためにベース部分の強度
が増加する。
従ってベース電極部下コレクタ層3の横方向エツチング
深さを大きくすることができる。例えばベース部分全膜
厚を300nmとすると横方向に3μm程度は信頼性を
そこなうことなくエツチングすることが可能である。
深さを大きくすることができる。例えばベース部分全膜
厚を300nmとすると横方向に3μm程度は信頼性を
そこなうことなくエツチングすることが可能である。
実施例4
実施例1〜実施例3において、p型GaAsベース層5
と上部エツチングストップ層4の間にn型GaAs層1
3、あるいはアンドープG a A s層13’(n≦
5 X 10工8/al、 d = 200 n m)
を導入する。他は同様に工程を進める。すると層13あ
るいは13′のベース電極下の部分は表面からの空乏領
域が広がるために静電容量をここに生じることが無い。
と上部エツチングストップ層4の間にn型GaAs層1
3、あるいはアンドープG a A s層13’(n≦
5 X 10工8/al、 d = 200 n m)
を導入する。他は同様に工程を進める。すると層13あ
るいは13′のベース電極下の部分は表面からの空乏領
域が広がるために静電容量をここに生じることが無い。
一方ベース部分の強度は厚みの増大と共に増加する。
実施例5
実施例1〜実施例4でn型とあるところをp型に、p型
とあるところをn型に変えて、pnp型トランジスタを
作製した。このトランジスタのfrは30GHzであり
% f waxは97 G Hzとなった。これは約2
倍の改善である。
とあるところをn型に変えて、pnp型トランジスタを
作製した。このトランジスタのfrは30GHzであり
% f waxは97 G Hzとなった。これは約2
倍の改善である。
実施例6
本発明の実施例6のバイポーラトランジスタを第5図(
a)〜第5図(Q)により説明する。
a)〜第5図(Q)により説明する。
実施例1〜実施例5において、第2図(c)の工程に代
えて第5図(a)〜第5図(c)の工程を行なう。すな
わち、上部エッチストップ層4を突き抜けてエツチング
を行なう工程の前に第1の保護膜14、例えば5iOi
を付着せしめ、その後リソグラフィー及びエツチングを
行なって第5図(a)の形状に加工する。次にホトレジ
ストを除去した後筒2の保護膜15を例えはSing付
着せしめ、第5図(b)に示す形状を得る。この保護膜
14.15を更に上方より異方性エツチングによりエツ
チングすると第5図(c)の形状を得ることができる。
えて第5図(a)〜第5図(c)の工程を行なう。すな
わち、上部エッチストップ層4を突き抜けてエツチング
を行なう工程の前に第1の保護膜14、例えば5iOi
を付着せしめ、その後リソグラフィー及びエツチングを
行なって第5図(a)の形状に加工する。次にホトレジ
ストを除去した後筒2の保護膜15を例えはSing付
着せしめ、第5図(b)に示す形状を得る。この保護膜
14.15を更に上方より異方性エツチングによりエツ
チングすると第5図(c)の形状を得ることができる。
続いて、実施例1〜5の選択性エツチング以降の工程を
経てトランジスタを作製する。この場合ベース層5の側
面が第2の保護膜15によって形成された側壁16で覆
われている為、ベース層5に対してエツチングが行なわ
れない利点がある。
経てトランジスタを作製する。この場合ベース層5の側
面が第2の保護膜15によって形成された側壁16で覆
われている為、ベース層5に対してエツチングが行なわ
れない利点がある。
上記の実施例はいずれもG a A sとAQGaAs
の材料の組み合わせについて述べたが、これ以外の材料
の組み合わせについても選択比の大きいエツチングが可
能であれば全く同様の工程で同様の構造を作製し得るの
は勿論のことである。例えば、InPとInGaAsの
組み合わせについては、硫酸、過酸化水素、水の混合液
はI n G a A sを選択的にエツチングする。
の材料の組み合わせについて述べたが、これ以外の材料
の組み合わせについても選択比の大きいエツチングが可
能であれば全く同様の工程で同様の構造を作製し得るの
は勿論のことである。例えば、InPとInGaAsの
組み合わせについては、硫酸、過酸化水素、水の混合液
はI n G a A sを選択的にエツチングする。
又、塩酸、過酸化水素。
水の混合液はInPを選択的にエツチングする。
他にもI n G a A sとI nAfiAsの組
み合わせではI nAQAsがフッ酸、あるいは塩酸と
水の混合物で選択的にエツチングされる。そこで、これ
らの選択的にエツチングされる層をコレクタ層とし、そ
の両側にエツチングされない阻止層を設ければ、同様の
構造1.効果が得られる。
み合わせではI nAQAsがフッ酸、あるいは塩酸と
水の混合物で選択的にエツチングされる。そこで、これ
らの選択的にエツチングされる層をコレクタ層とし、そ
の両側にエツチングされない阻止層を設ければ、同様の
構造1.効果が得られる。
本発明によれば、トランジスタの非能動部分に起因する
静電容量及び電流を減少あるいは消滅させ得るので高速
動作が可能になる。
静電容量及び電流を減少あるいは消滅させ得るので高速
動作が可能になる。
第1図は本発明を説明するためのバイポーラトランジス
タの断面図、第2図は本発明の実施例1のバイポーラト
ランジスタの製造工程断面図、第3図および第4図は各
々本発明の実施例2および実施例3のバイポーラトラン
ジスタの断面図、第5図(a )〜第5図(c)は本発
明の実施例6のバイポーラトランジスタの製造工程断面
図である。 1・・・基板、2・・・下部エツチングストップ層、3
・・・コレクタ層、4・・・上部エツチングストップ層
、5・・・ベース層、6.・・・エミッタ層、7・・・
エミッタ電極、8・・・ベース電極、9・・・コレクタ
電極、10・・・ホトレジスト、11・・・コレクタ層
、12・・・アクセプタ不純物導入領域、14・・・第
1保護膜、15・・・第2第 11¥1 第 2 の (Ill”) (b) (C) 10 ネトレジ゛久ト 早z(21 (改) 第 3因 茅40
タの断面図、第2図は本発明の実施例1のバイポーラト
ランジスタの製造工程断面図、第3図および第4図は各
々本発明の実施例2および実施例3のバイポーラトラン
ジスタの断面図、第5図(a )〜第5図(c)は本発
明の実施例6のバイポーラトランジスタの製造工程断面
図である。 1・・・基板、2・・・下部エツチングストップ層、3
・・・コレクタ層、4・・・上部エツチングストップ層
、5・・・ベース層、6.・・・エミッタ層、7・・・
エミッタ電極、8・・・ベース電極、9・・・コレクタ
電極、10・・・ホトレジスト、11・・・コレクタ層
、12・・・アクセプタ不純物導入領域、14・・・第
1保護膜、15・・・第2第 11¥1 第 2 の (Ill”) (b) (C) 10 ネトレジ゛久ト 早z(21 (改) 第 3因 茅40
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、能動部分および非能動部分を有するベース層と、大
略能動部分から成るエミッタ層およびコレクタ層を有し
、上記ベース層と上記エミッタ層の非能動部分の重なり
面積および上記ベース層と上記コレクタ層の非能動部分
の重なり面積を小さくしたバイポーラトランジスタ。 2、上記エミッタ層の非能動部分は上記ベース層と同一
導電型の層に変換されており、該層上にベース電極が形
成されてい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、特許請求の範囲第1項記載のバイポーラトランジス
タの製造方法において、コレクタ層を挾んでエッチング
ストップ層を設けておき、該コレクタ層のエッチング時
に他の層がエッチングされないことを特徴とするバイポ
ーラトランジスタの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63067369A JP2667863B2 (ja) | 1988-03-23 | 1988-03-23 | バイポーラトランジスタの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63067369A JP2667863B2 (ja) | 1988-03-23 | 1988-03-23 | バイポーラトランジスタの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01241166A true JPH01241166A (ja) | 1989-09-26 |
| JP2667863B2 JP2667863B2 (ja) | 1997-10-27 |
Family
ID=13343030
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63067369A Expired - Fee Related JP2667863B2 (ja) | 1988-03-23 | 1988-03-23 | バイポーラトランジスタの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2667863B2 (ja) |
Cited By (5)
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| US6147371A (en) * | 1997-12-22 | 2000-11-14 | Nec Corporation | Bipolar transistor and manufacturing method for same |
| JP2009253022A (ja) * | 2008-04-07 | 2009-10-29 | Sony Corp | 半導体デバイスの製造方法 |
| JP2019135766A (ja) * | 2012-06-14 | 2019-08-15 | スカイワークス ソリューションズ, インコーポレイテッドSkyworks Solutions, Inc. | 窒化タンタルで終端されるウェハ貫通ビアを含むパワーアンプモジュールおよび関連するシステム、デバイスおよび方法 |
| US11984423B2 (en) | 2011-09-02 | 2024-05-14 | Skyworks Solutions, Inc. | Radio frequency transmission line with finish plating on conductive layer |
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| JPS625660A (ja) * | 1985-07-02 | 1987-01-12 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | ヘテロ接合バイポ−ラトランジスタおよびその製造方法 |
| JPS6218761A (ja) * | 1985-07-18 | 1987-01-27 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | ヘテロ接合トランジスタの製造方法 |
-
1988
- 1988-03-23 JP JP63067369A patent/JP2667863B2/ja not_active Expired - Fee Related
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