JPH0575095A - ヘテロバイポーラトランジスタ及びその製造方法 - Google Patents

ヘテロバイポーラトランジスタ及びその製造方法

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JPH0575095A
JPH0575095A JP3234589A JP23458991A JPH0575095A JP H0575095 A JPH0575095 A JP H0575095A JP 3234589 A JP3234589 A JP 3234589A JP 23458991 A JP23458991 A JP 23458991A JP H0575095 A JPH0575095 A JP H0575095A
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JP
Japan
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emitter
layer
collector
type
electrode
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Application number
JP3234589A
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English (en)
Inventor
Toshinobu Matsuno
年伸 松野
Takashi Hirose
貴司 廣瀬
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 HBTのエミッタ、コレクタのコンタクト抵
抗を低減し、かつ微細化に適したオーミックコンタクト
を形成する。 【構成】 HBT構造において、メサエッチングにより
エミッタ、及びベース領域を形成した後に窒化シリコン
膜、二酸化シリコン膜をマスクにMOCVD法によりに
エミッタとコレクタ電極の直下のみに選択的にIn組成
が0.5以上のInGaAs層を成長し、さらにエミッ
タ、及びコレクタ電極金属を全面に蒸着し、フッ酸系の
溶液によりエッチングを行い、エミッタ、及びコレクタ
電極以外の電極金属を二酸化シリコン膜と共に除去し、
エミッタ、及びコレクタ電極を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はヘテロバイポーラトラン
ジスタの構造、およびその製造方法に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】ヘテロバイポーラトランジスタは高利得
であり、電流駆動能力に優れているため超高速のICへ
の応用が期待されている。図5に示すメサ型のnpn
GaAs/AlGaAsヘテロバイポーラトランジスタ
(以下HBTと略す。)を例に従来の技術を説明する。
1は半絶縁性GaAs基板、2はコレクタのコンタクト
抵抗を低減するための高濃度N型GaAsコレクタコン
タクト層、3はN型GaAsコレクタ層、4は高濃度P
型GaAsベース層であり通常1X1019cm-3厚さ1
000Å程度としている。5はN型AlGaAsエミッ
タ層、6はN型GaAsエミッタコンタクト層、10は
エミッタ電極、11はコレクタ電極、12はベース電極
である。動作はエミッタ電極からベースへ注入された少
数キャリア(電子)の一部がベース内でベースを通過
し、コレクタに捕らえられる。ここでHBTの特徴とし
てエミッタにバンドギャップの大きなAlGaAsを用
いることによりエミッタからベースへの少数キャリアの
逆注入が小さいためエミッタの注入効率が大きく、電流
利得が大きい。またベース濃度を大きくしても高い電流
利得を維持する事が可能であるためベース抵抗の低減を
図ることができる。またHBTの高ft,高駆動能力を
生かすことが可能である超高速ディジタル回路への応用
が期待されており,IC化が進められている。
【0003】
【発明が解決しようとする問題】HBTのスピードを制
限する要因としてエミッタ抵抗、コレクタ容量、ベース
抵抗などが挙げられるがIC化を行なって行く為には、
素子の微細化が必要であり、素子寸法の縮小に伴い各電
極のコンタクト抵抗の低減も一層重要になってくる。ま
たnpn構造ではベースはP型で1x1019cm-3の高
濃度で電極金属との障壁も低いため比較的容易にコンタ
クトが取れるのに対しエミッタ、コレクタはN型でドー
ピング濃度も低い為、十分な合金化反応が必要となり、
オーミック形成のための熱処理によって電極金属表面に
合金化反応の不均一性などによりコンタクト抵抗にばら
つきが生じたり、凹凸が発生し非常に微細なHBTを考
えた場合、フォトリソグラフィの際などにパターン形成
が困難になるという問題が生じる。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明では前記の問題点
を解決するためにエミッタとコレクタ電極の直下に選択
的にIn組成が0.5以上のInGaAs層を設けた構
造を用いる。またそのような構造を実現する製造方法に
ついて以下に示す。半絶縁性GaAs基板にHBT構造
を成長し、メサエッチングによりエミッタ、及びベース
領域を形成した後に全面に窒化シリコン膜、二酸化シリ
コン膜を順に形成し、エミッタ電極及びコレクタ電極の
形成される部分の窒化シリコン膜、二酸化シリコン膜を
選択的に除去し、窓領域を形成する。MOCVD法によ
り前記の窓領域に選択的にIn組成が0.5以上のIn
GaAs層を成長し、さらにエミッタ、及びコレクタ電
極金属を全面に蒸着し、フッ酸系の溶液によりエッチン
グを行い、エミッタ、及びコレクタ電極以外の電極金属
を二酸化シリコン膜と共に除去し(リフトオフ)、エミ
ッタ、及びコレクタ電極を形成する。
【0005】
【作用】前記のような構造では、InGaAsは電極金
属との障壁が小さい為、合金化の為の熱処理を行なう必
要がないので電極金属の表面モホロジーを損なうことな
く低抵抗のオーミックコンタクトを形成する事が可能で
ある。またエミッタ、ベース領域形成後にエミッタ、コ
レクタ電極領域の窒化シリコン膜、二酸化シリコン膜に
窓開けを行いエミッタのN型GaAs及びコレクタのN
+GaAs表面を露出させる。MOCVDによりInG
aAsの成長を行なう為、InGaAsは窓開けをおこ
なったエミッタ、コレクタ電極領域にのみ選択的に成長
される。さらにそのまま電極金属を蒸着しリフトオフに
よりエミッタ、コレクタ電極領域にのみ電極を形成する
ことが可能である。その為以上のような方法によりエミ
ッタとコレクタのコンタクト抵抗を同時に低減可能とな
る。
【0006】
【実施例】本発明の実施例をメサ型のnpn GaAs
/AlGaAs HBTの作製工程を図1〜4を用いて
説明する。1は半絶縁性GaAs基板、2はコレクタの
コンタクト抵抗を低減するための5x1018cm-3にS
iドーピングされた厚さ5000Å程度の高濃度N型G
aAsコレクタコンタクト層、3は5x1016cm-3に
Siドーピングされた厚さ3000Å程度のN型GaA
sコレクタ層、4は高濃度BeまたはCドープP型Ga
Asベース層であり通常1ー5X1019cm-3厚さ10
00Å程度としている。5は5x1017cm-3にSiド
ーピングされた厚さ500Å程度Al組成0.3のN型
AlGaAsワイドギャップエミッタ層、6は5x10
18cm-3にSiドーピングされた厚さ1000Å程度N
型GaAsエミッタコンタクト層、10はエミッタ電
極、11はコレクタ電極、12はベース電極である。ま
ず半絶縁性GaAs基板上に高濃度N型GaAsコレク
タコンタクト層、N型GaAsコレクタ層、高濃度P型
GaAsベース層、N型AlGaAsエミッタ層、N型
GaAsエミッタコンタクト層をMBEまたはMOCV
D法によりエピタキシャル成長により順次形成しHBT
構造を形成する(a)。エミッタ領域となる部分を残し
エミッタ層をベース層表面まで選択的にエッチング除去
し(b)、さらにエミッタ領域を含みかつベース領域お
よびベース電極が形成される領域を残し、ベース層、及
びコレクタ層を選択的にN型GaAsコレクタコンタク
ト層表面までエッチング除去する(c)。次に全面に5
00Åの窒化シリコン膜8、3000Åの二酸化シリコ
ン膜9を順に形成し(d)、フォトリソグラフィーによ
りレジストをマスクにエミッタ電極及びコレクタ電極の
形成される部分の窒化シリコン膜をドライエッチングに
より、二酸化シリコン膜をフッ酸等により選択的に除去
し、窓領域を形成する(e)。レジストの除去を行い酸
などを用いて成長前の表面処理を行いMOCVD装置に
導入しMOCVD法によりIn組成が0.5以上のIn
GaAs層を成長する。MOCVD法では二酸化シリコ
ン膜上にはInGaAsの成長または堆積は起こらずG
aAs表面が露出した前記の窓領域に選択的にInGa
Asの成長が起こる(f)。さらにエミッタ、及びコレ
クタ電極となるAuGe/Ni/Ti/Au金属を全面
に蒸着し(g)、フッ酸系の溶液によりエッチングを行
い、エミッタ、及びコレクタ電極以外の電極金属を二酸
化シリコン膜と共に除去し、エミッタ、及びコレクタ電
極を形成する(h)。次にフォトリソグラフィによりレ
ジストをマスクにベース電極形成部の窒化シリコン膜を
選択的に除去し全面にベース電極となるCr/AuZn
/Auを蒸着し、ベース電極以外の電極金属をレジスト
と共に除去しベース電極を形成し(i)、エミッタ、ベ
ース、コレクタ領域を含む領域を残し、N型GaAsコ
レクタコンタクト層をエッチングにより除去し素子間分
離を行なう。
【0007】
【発明の効果】以上、本発明の構造及び製造方法のHB
Tによると合金化の為の熱処理を行なう必要がないノン
アロイオーミックのInGAsを用いており電極金属の
表面モホロジーを損なうことなく低抵抗のオーミックコ
ンタクトを形成する事が可能である為、集積化に伴う微
細加工が可能となる。またさらにそのまま電極金属を蒸
着しリフトオフによりエミッタ、コレクタ電極を同時に
形成することが可能であり作製工程を簡略化する事がで
きる。以上のような方法によりエミッタとコレクタのコ
ンタクト抵抗を同時に低減可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のHBTの断面構造図
【図2】本発明のHBTの第1の製造工程断面図
【図3】本発明のHBTの第2の製造工程断面図
【図4】本発明のHBTの第3の製造工程断面図
【図5】従来のHBTの断面構造図
【符号の説明】
1 半絶縁性GaAs基板 2 N型GaAsコレクタコンタクト層、 3 N型GaAsコレクタ層 4 P型GaAsベース層 5 N型AlGaAsエミッタ層 6 N型GaAsエミッタコンタクト層 7 InGaAs層 8 窒化シリコン膜 9 二酸化シリコン膜 10 エミッタ電極 11 コレクタ電極 12 ベース電極

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】半絶縁性GaAs基板上に高濃度N型Ga
    Asコレクタコンタクト層、N型コレクタ層、P型Ga
    Asベース層、N型AlGaAsエミッタ層、N型Ga
    Asエッミタコンタクト層を順次形成してからなるヘテ
    ロバイポーラトランジスタにおいて、エミッタ電極、及
    びコレクタ電極直下にIn組成が0.5以上のInGa
    As層を有するヘテロバイポーラトランジスタ。
  2. 【請求項2】半絶縁性GaAs基板上に高濃度N型Ga
    Asコレクタコンタクト層、N型GaAsコレクタ層、
    P型GaAsベース層、N型AlGaAsエミッタ層、
    N型GaAsエミッタコンタクト層をエピタキシャル成
    長により順次形成した後にエミッタ領域となる部分を残
    しエミッタ層をベース層表面まで選択的に除去し、さら
    にエミッタ領域を含みかつベース領域およびベース電極
    が形成される領域を残し、ベース層、及びコレクタ層を
    選択的にN型GaAsコレクタコンタクト層表面まで除
    去する工程と全面に窒化シリコン膜、二酸化シリコン膜
    を順に形成し、エミッタ電極及びコレクタ電極の形成さ
    れる部分の窒化シリコン膜、二酸化シリコン膜を選択的
    に除去し、窓領域を形成し、有機金属化学気相堆積法
    (MOCVD法)により前記の窓領域に選択的にIn組
    成が0.5以上のInGaAs層を成長し、さらにエミ
    ッタ、及びコレクタ電極金属を全面に蒸着し、フッ酸系
    の溶液によりエッチングを行い、エミッタ、及びコレク
    タ電極以外の電極金属を二酸化シリコン膜と共に除去
    し、エミッタ、及びコレクタ電極を形成する工程を有す
    るヘテロバイポーラトランジスタの製造方法。
JP3234589A 1991-09-13 1991-09-13 ヘテロバイポーラトランジスタ及びその製造方法 Pending JPH0575095A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6765242B1 (en) * 2000-04-11 2004-07-20 Sandia Corporation Npn double heterostructure bipolar transistor with ingaasn base region
JP2004221501A (ja) * 2003-01-17 2004-08-05 Sumitomo Chem Co Ltd 半導体材料及びそれを用いた半導体素子

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US6765242B1 (en) * 2000-04-11 2004-07-20 Sandia Corporation Npn double heterostructure bipolar transistor with ingaasn base region
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