JPH06163829A - 集積回路とその製法 - Google Patents
集積回路とその製法Info
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- JPH06163829A JPH06163829A JP5190597A JP19059793A JPH06163829A JP H06163829 A JPH06163829 A JP H06163829A JP 5190597 A JP5190597 A JP 5190597A JP 19059793 A JP19059793 A JP 19059793A JP H06163829 A JPH06163829 A JP H06163829A
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- Y10S148/009—Bi-MOS
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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- Y10S148/072—Heterojunctions
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- Bipolar Transistors (AREA)
- Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
- Junction Field-Effect Transistors (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 電界効果デバイスを含む集積回路の生産性及
び歩留り向上。 【構成】 集積回路がバイポーラ・トランジスタと電界
効果トランジスタで構成され、電界効果トランジスタの
チャンネル及びバイポーラ・トランジスタのベースがベ
ース・エピタキシャル層16から形成され、この為電界
効果トランジスタ及びバイポーラ・トランジスタが共通
の材料の構造内に形成される。別の形式では、集積回路
が基板10、サブコレクタ層12、コレクタ層14、ベ
ース層16、エミッタ層18、エミッタ層18に対する
電気接点20,28,35、ベース層16に対するベー
ス接点34及びサブコレクタ層12に対するコレクタ接
点42が形成されたバイポーラ・トランジスタ、及びエ
ミッタ層18に対する第1のゲート接点20,30、ベ
ース層16に対する第1のソース接点36及びベース層
16に対する第1のドレイン接点37が形成された電界
効果トランジスタで構成される。
び歩留り向上。 【構成】 集積回路がバイポーラ・トランジスタと電界
効果トランジスタで構成され、電界効果トランジスタの
チャンネル及びバイポーラ・トランジスタのベースがベ
ース・エピタキシャル層16から形成され、この為電界
効果トランジスタ及びバイポーラ・トランジスタが共通
の材料の構造内に形成される。別の形式では、集積回路
が基板10、サブコレクタ層12、コレクタ層14、ベ
ース層16、エミッタ層18、エミッタ層18に対する
電気接点20,28,35、ベース層16に対するベー
ス接点34及びサブコレクタ層12に対するコレクタ接
点42が形成されたバイポーラ・トランジスタ、及びエ
ミッタ層18に対する第1のゲート接点20,30、ベ
ース層16に対する第1のソース接点36及びベース層
16に対する第1のドレイン接点37が形成された電界
効果トランジスタで構成される。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は全般的に電界効果トラ
ンジスタとバイポーラ・トランジスタとを集積する方法
に関する。
ンジスタとバイポーラ・トランジスタとを集積する方法
に関する。
【0002】
【従来の技術及び課題】この発明の範囲を制限するつも
りはないが、1例として、ヘテロ接合バイポーラ・トラ
ンジスタ(HBT)及び接合形電界効果トランジスタ
(JFET)を集積したモノリシック回路についてこの
発明の背景を説明する。
りはないが、1例として、ヘテロ接合バイポーラ・トラ
ンジスタ(HBT)及び接合形電界効果トランジスタ
(JFET)を集積したモノリシック回路についてこの
発明の背景を説明する。
【0003】従来、この分野では、バイポーラの大電
力、並びに電界効果装置によって可能になる小電力のス
イッチング及び論理をモノリシック・チップの上に合せ
て持つと云う魅力的な組合せの為、バイポーラ及び電界
効果トランジスタ技術を組合せる努力が払われてきた。
こう云う従来の試みは、バイポーラ・トランジスタに一
層よく適した方法及び材料構造の中に電界効果装置を収
容する様に設計しなければならない為に、限られた範囲
でしか成功を収めなかった。更に、電界効果装置を含め
る為に必要な余分のプロセス工程がプロセスを複雑に
し、生産性及び歩留まりを悪くしていた。こう云う従来
の方法の制約を克服する様な解決策が望まれている。
力、並びに電界効果装置によって可能になる小電力のス
イッチング及び論理をモノリシック・チップの上に合せ
て持つと云う魅力的な組合せの為、バイポーラ及び電界
効果トランジスタ技術を組合せる努力が払われてきた。
こう云う従来の試みは、バイポーラ・トランジスタに一
層よく適した方法及び材料構造の中に電界効果装置を収
容する様に設計しなければならない為に、限られた範囲
でしか成功を収めなかった。更に、電界効果装置を含め
る為に必要な余分のプロセス工程がプロセスを複雑に
し、生産性及び歩留まりを悪くしていた。こう云う従来
の方法の制約を克服する様な解決策が望まれている。
【0004】
【課題を解決する為の手段及び作用】集積回路にHBT
及びJFETを組合せることの利点は従来から認識され
ている。HBTの速度、電力及び直線性とFETによっ
て可能になる密に詰込んだ小電力の論理又はメモリとの
組合せにより、従来は2つ又は3つのチップを必要とし
ていた様な機能を1個のチップの上に集積することがで
きる。然し、従来の解決策は、FETよりもHBTによ
り適した方法及び材料を使って、FETを集積するのが
一般的であった。その為、FETを追加することは、追
加の写真製版又はエピタキシャル成長工程だけを用いて
達成されるのが一般的であった。然し、この発明はFE
T装置を含める為に、この様な譲歩をしない。FETを
含める為に余分の写真製版工程を必要とせず、追加のエ
ピタキシャル成長も必要としない。
及びJFETを組合せることの利点は従来から認識され
ている。HBTの速度、電力及び直線性とFETによっ
て可能になる密に詰込んだ小電力の論理又はメモリとの
組合せにより、従来は2つ又は3つのチップを必要とし
ていた様な機能を1個のチップの上に集積することがで
きる。然し、従来の解決策は、FETよりもHBTによ
り適した方法及び材料を使って、FETを集積するのが
一般的であった。その為、FETを追加することは、追
加の写真製版又はエピタキシャル成長工程だけを用いて
達成されるのが一般的であった。然し、この発明はFE
T装置を含める為に、この様な譲歩をしない。FETを
含める為に余分の写真製版工程を必要とせず、追加のエ
ピタキシャル成長も必要としない。
【0005】準相補形回路、即ち異なる装置系のn形及
びp形装置(例えば、nチャンネル形FETを持つpn
p形HBT又はpチャンネル形FETを持つnpn形の
HBT)は、回路の性能及び効率にかなりの有利をもた
らす可能性があるにも関わらず、従来の方法では広く利
用されていない。これは恐らく、npn形HBTを使う
ことによって一層よい性能が得られると従来考えられて
いた為であると思われる。npn形HBT及びpチャン
ネル形FETの組合せは、HBTのベースに使われるp
形層がFETのチャンネルには適していない為、簡単で
はない。これは比較的強くドープするのが典型的であ
り、その為ピンチオフが困難である。npn形HBTの
性能を余り犠牲にしてはならないとすると、FETチャ
ンネルはその構造内のどこか他の所に導入しなければな
らない。別個のFETチャンネルを使っても、GaAs
に於ける正孔の移動度が低い為に、FETの性能が限ら
れている。
びp形装置(例えば、nチャンネル形FETを持つpn
p形HBT又はpチャンネル形FETを持つnpn形の
HBT)は、回路の性能及び効率にかなりの有利をもた
らす可能性があるにも関わらず、従来の方法では広く利
用されていない。これは恐らく、npn形HBTを使う
ことによって一層よい性能が得られると従来考えられて
いた為であると思われる。npn形HBT及びpチャン
ネル形FETの組合せは、HBTのベースに使われるp
形層がFETのチャンネルには適していない為、簡単で
はない。これは比較的強くドープするのが典型的であ
り、その為ピンチオフが困難である。npn形HBTの
性能を余り犠牲にしてはならないとすると、FETチャ
ンネルはその構造内のどこか他の所に導入しなければな
らない。別個のFETチャンネルを使っても、GaAs
に於ける正孔の移動度が低い為に、FETの性能が限ら
れている。
【0006】これと対照的に、この発明はnチャンネル
形FETと集積したpnp形HBTを利用する。典形的
には、pnp形HBTのベースが、相当するfmax を持
つnpnよりも一層薄手であり、一層軽くドープされて
いる。その為、FETチャンネルとして使う時、pnp
形ベース層はずっと低い電圧でピンチオフになる。更
に、その結果得られるnチャンネル形FETは、GaA
sに於けるpチャンネル形FETで可能であるよりも、
ずっと高い性能(ft ,トランスコンダクタンス)を持
つ。
形FETと集積したpnp形HBTを利用する。典形的
には、pnp形HBTのベースが、相当するfmax を持
つnpnよりも一層薄手であり、一層軽くドープされて
いる。その為、FETチャンネルとして使う時、pnp
形ベース層はずっと低い電圧でピンチオフになる。更
に、その結果得られるnチャンネル形FETは、GaA
sに於けるpチャンネル形FETで可能であるよりも、
ずっと高い性能(ft ,トランスコンダクタンス)を持
つ。
【0007】従来の方法は、HBT又はFETの一部分
を形成する為にイオン打込み並びに/又は拡散に頼って
いる。これは控え目に見ても余分の処理工程であるが、
更に重要な制約は、打込みによって生じた損傷を修理す
る為にアニールを必要とすることである。アニール温度
は典形的には約800℃程度である。このアニールより
前にくるプロセスの工程は、このアニール温度に耐える
ことができなければならない。金属はアニールに特有な
高い温度によって特に影響を受けやすい。大抵の場合は
約450℃で合金化するオーミック接点はこう云う高い
温度によって破壊されることがある。一般的に金属は、
GaAs基板から剥離せずに、高い温度に晒してもよい
様にする様な熱膨張係数を持つ様に注意深く選ばなけれ
ばならない。或る方法でドーパントをデポジットする為
に打込みを使うと、この打込みより前に行なうことがで
きる処理に著しい制約が加わることが理解されよう。こ
の発明では、装置の能動領域を形成する為にドーパント
の打込みを必要としない。装置に関係する全てのドーピ
ングは、装置の材料構造を構成するエピタキシャル層を
形成する時にその場所で行なわれる。更に、FET装置
は、HBTの同じメサ・エッチング方法を用いて形成さ
れる。FETチャンネルを形成する為に打込みの必要が
ない。
を形成する為にイオン打込み並びに/又は拡散に頼って
いる。これは控え目に見ても余分の処理工程であるが、
更に重要な制約は、打込みによって生じた損傷を修理す
る為にアニールを必要とすることである。アニール温度
は典形的には約800℃程度である。このアニールより
前にくるプロセスの工程は、このアニール温度に耐える
ことができなければならない。金属はアニールに特有な
高い温度によって特に影響を受けやすい。大抵の場合は
約450℃で合金化するオーミック接点はこう云う高い
温度によって破壊されることがある。一般的に金属は、
GaAs基板から剥離せずに、高い温度に晒してもよい
様にする様な熱膨張係数を持つ様に注意深く選ばなけれ
ばならない。或る方法でドーパントをデポジットする為
に打込みを使うと、この打込みより前に行なうことがで
きる処理に著しい制約が加わることが理解されよう。こ
の発明では、装置の能動領域を形成する為にドーパント
の打込みを必要としない。装置に関係する全てのドーピ
ングは、装置の材料構造を構成するエピタキシャル層を
形成する時にその場所で行なわれる。更に、FET装置
は、HBTの同じメサ・エッチング方法を用いて形成さ
れる。FETチャンネルを形成する為に打込みの必要が
ない。
【0008】一般的に云うと、この発明の一形式では、
集積回路がバイポーラ・トランジスタと電界効果トラン
ジスタで構成され、電界効果トランジスタのチャンネル
及びバイポーラ・トランジスタのベースが同じエピタキ
シャル層から形成され、この為電界効果トランジスタ及
びバイポーラ・トランジスタが共通の材料の構造の中に
形成される。
集積回路がバイポーラ・トランジスタと電界効果トラン
ジスタで構成され、電界効果トランジスタのチャンネル
及びバイポーラ・トランジスタのベースが同じエピタキ
シャル層から形成され、この為電界効果トランジスタ及
びバイポーラ・トランジスタが共通の材料の構造の中に
形成される。
【0009】この発明の別の形式では、集積回路が、基
板と、エピタキシャル・サブコレクタ層と、エピタキシ
ャル・コレクタ層と、エピタキシャル・ベース層と、エ
ピタキシャル・エミッタ層と、エミッタ層に対するエミ
ッタ電気接点、ベース層に対するベース接点及びサブコ
レクタ層に対するコレクタ接点が形成されたバイポーラ
・トランジスタと、エミッタ層に対する第1のゲート接
点、ベース層に対する第1のソース接点及びベース層に
対する第1のドレイン接点が形成された電界効果トラン
ジスタとで構成される。エピタキシャルのデポジッショ
ン並びにその結果得られる層又はその一部分が、この明
細書ではバイポーラ・トランジスタの機能によって果た
される。従って、「ベース」層の一部分が電界効果トラ
ンジスタに対するソース/チャンネル/ドレイン領域と
して作用する。
板と、エピタキシャル・サブコレクタ層と、エピタキシ
ャル・コレクタ層と、エピタキシャル・ベース層と、エ
ピタキシャル・エミッタ層と、エミッタ層に対するエミ
ッタ電気接点、ベース層に対するベース接点及びサブコ
レクタ層に対するコレクタ接点が形成されたバイポーラ
・トランジスタと、エミッタ層に対する第1のゲート接
点、ベース層に対する第1のソース接点及びベース層に
対する第1のドレイン接点が形成された電界効果トラン
ジスタとで構成される。エピタキシャルのデポジッショ
ン並びにその結果得られる層又はその一部分が、この明
細書ではバイポーラ・トランジスタの機能によって果た
される。従って、「ベース」層の一部分が電界効果トラ
ンジスタに対するソース/チャンネル/ドレイン領域と
して作用する。
【0010】ここで説明するこの発明の方法は、ドーパ
ントのイオン打込みをせずに、同じ基板上に品質の高い
準相補形のHBT及びFETを作ることのできる最初の
方法であると考えられる。これは、HBTを収容する様
に設計された材料構造内にFETを含める為の最も簡単
な方法であるとも考えられる。ここで説明する方法は、
HBTをつくるのに必要な以上に、余分なプロセス工程
を必要としない。最後に、pnp形HBT及びnチャン
ネル形FETの組合せは、性能に於て他の組合せより優
れていると考えられる。
ントのイオン打込みをせずに、同じ基板上に品質の高い
準相補形のHBT及びFETを作ることのできる最初の
方法であると考えられる。これは、HBTを収容する様
に設計された材料構造内にFETを含める為の最も簡単
な方法であるとも考えられる。ここで説明する方法は、
HBTをつくるのに必要な以上に、余分なプロセス工程
を必要としない。最後に、pnp形HBT及びnチャン
ネル形FETの組合せは、性能に於て他の組合せより優
れていると考えられる。
【0011】図面全体に亘り、対応する参照数字及び記
号は、特に断らない限り、対応する部分を表わすものと
する。
号は、特に断らない限り、対応する部分を表わすものと
する。
【0012】
【実施例】第1の好ましい実施例の装置を形成する為の
エピタキシャル材料構造が図1に示されている。好まし
い実施例の構造では、例えばp形のGaAsのサブコレ
クタ層12が(分子ビーム・エピタキシャル法又は金属
−有機化学反応気相成長の様な)適当な方法により、反
絶縁正GaAsの基板10の上に好ましくは1μmの厚
さにエピタキシャルに成長させられ、例えば約5×10
18cm-3の濃度にCでドープされる。Cはその拡散係数が
(例えばZnに比べて)非常に小さいので好ましい。コ
レクタ層14を、好ましくは0.5μmの厚さに、例え
ばGaAsからエピタキシャル成長させ、例えばCで約
3×1016cm-3にドープする。ベース層16は、好まし
くは50nmの厚さに例えばGaAsで成長させ、例えば
Siで約2×1018cm-3にn形にドープする。例えばA
lGaAsのエミッタ層18及びエミッタ・キャップ層
20を成長させる。エミッタ層は50nmの厚さであるこ
とが好ましく、例えばCで約1×1018cm-3にp形にド
ープする。例えばGaAsのエミッタ・キャップ層は3
00nmの厚さであることが好ましく、例えばCで約5×
1019cm-3にドープする。
エピタキシャル材料構造が図1に示されている。好まし
い実施例の構造では、例えばp形のGaAsのサブコレ
クタ層12が(分子ビーム・エピタキシャル法又は金属
−有機化学反応気相成長の様な)適当な方法により、反
絶縁正GaAsの基板10の上に好ましくは1μmの厚
さにエピタキシャルに成長させられ、例えば約5×10
18cm-3の濃度にCでドープされる。Cはその拡散係数が
(例えばZnに比べて)非常に小さいので好ましい。コ
レクタ層14を、好ましくは0.5μmの厚さに、例え
ばGaAsからエピタキシャル成長させ、例えばCで約
3×1016cm-3にドープする。ベース層16は、好まし
くは50nmの厚さに例えばGaAsで成長させ、例えば
Siで約2×1018cm-3にn形にドープする。例えばA
lGaAsのエミッタ層18及びエミッタ・キャップ層
20を成長させる。エミッタ層は50nmの厚さであるこ
とが好ましく、例えばCで約1×1018cm-3にp形にド
ープする。例えばGaAsのエミッタ・キャップ層は3
00nmの厚さであることが好ましく、例えばCで約5×
1019cm-3にドープする。
【0013】装置の能動領域を限定する区域に亘って約
4.0μmのAu 24をデポジットする為の蒸着及び
持上げ手順にフォトレジスト(図に示していない)を使
う。Au 24が5 MevのO2 の打込みに対するマ
スクとして作用し、この打込みが、エミッタ、ベース、
コレクタ及びサブコレクタ層を反絶縁性領域に変換する
ことにより、半導体ウェーハ上の装置の能動領域を隔離
するのに役立つ。この打込みは装置の能動領域にドーパ
ントを入れるものではないことに注意されたい。それ
は、装置を取巻くドープされた層を反絶縁状態に変換す
るのに役立つだけである。その結果得られる構造が図2
に示されており、この図で隔離された領域22は陰影線
を施して示してある。
4.0μmのAu 24をデポジットする為の蒸着及び
持上げ手順にフォトレジスト(図に示していない)を使
う。Au 24が5 MevのO2 の打込みに対するマ
スクとして作用し、この打込みが、エミッタ、ベース、
コレクタ及びサブコレクタ層を反絶縁性領域に変換する
ことにより、半導体ウェーハ上の装置の能動領域を隔離
するのに役立つ。この打込みは装置の能動領域にドーパ
ントを入れるものではないことに注意されたい。それ
は、装置を取巻くドープされた層を反絶縁状態に変換す
るのに役立つだけである。その結果得られる構造が図2
に示されており、この図で隔離された領域22は陰影線
を施して示してある。
【0014】フォトレジスト26を使って図3に示す金
属エミッタ接点28及びゲート金属30を限定するが、
これは例えば20nmのTi/20nmのPt/100nmの
Auで構成される。その後フォトレジスト26を取除
き、過剰の接点金属31を持上げによって取去る。
属エミッタ接点28及びゲート金属30を限定するが、
これは例えば20nmのTi/20nmのPt/100nmの
Auで構成される。その後フォトレジスト26を取除
き、過剰の接点金属31を持上げによって取去る。
【0015】次に、例えばH2 SO4 :H2 O2 :H2
O(容積比1:8:160)の溶液を用いて、エミッタ
接点層20及びエミッタ層18を取去る。これによって
ベース層16が露出する。エミッタ接点金属28及びゲ
ート金属30がエミッタ・エッチに対する自然のマスク
として作用する。このエッチはエミッタ接点金属28を
若干アンダーカットする。その結果得られる構造が図4
に示されている。
O(容積比1:8:160)の溶液を用いて、エミッタ
接点層20及びエミッタ層18を取去る。これによって
ベース層16が露出する。エミッタ接点金属28及びゲ
ート金属30がエミッタ・エッチに対する自然のマスク
として作用する。このエッチはエミッタ接点金属28を
若干アンダーカットする。その結果得られる構造が図4
に示されている。
【0016】フォトレジスト32を使って、金属ベース
接点34、ソース金属接点36及びドレイン金属接点3
7を限定するが、これらは例えば50nmのAuGe/1
4nmのNi/200nmのAuで構成され、蒸着によって
デポジットされる。その後、過剰のメタライズ部分38
はフォトレジストと共に持上げて取去る。蒸着の際、若
干のベース金属もエミッタ・メタの上にデポジットされ
る。これが図5に接点35として示されている。ベース
・エッチでアンダーカットの輪郭になる為、接点35は
ベース接点34から電気的に隔離されている。
接点34、ソース金属接点36及びドレイン金属接点3
7を限定するが、これらは例えば50nmのAuGe/1
4nmのNi/200nmのAuで構成され、蒸着によって
デポジットされる。その後、過剰のメタライズ部分38
はフォトレジストと共に持上げて取去る。蒸着の際、若
干のベース金属もエミッタ・メタの上にデポジットされ
る。これが図5に接点35として示されている。ベース
・エッチでアンダーカットの輪郭になる為、接点35は
ベース接点34から電気的に隔離されている。
【0017】フォトレジスト40をパターンぎめエッチ
の為に使い、サブコレクタ層12を露出する。同じフォ
トレジスト40を持上げ過程で使って、コレクタ接点金
属42、例えば、10nmのAu/150nmのAuZn/
100nmのAuをデポジットする。コレクタ・メタライ
ズ部分42を蒸着した後、過剰のメタライズ部分44は
フォトレジスト40を除去する時に持上げられて除かれ
る。この持上げの前の構造が図6に示されている。持上
げの後の構造が図7に示されている。これは、pnp形
HBT及びnチャンネル形JFETを準相補形に集積す
るこの発明の考えの第1の実施例を表わす。HBTがエ
ミッタ・メサ(35,28,20及び18)、ベース接
点34及びコレクタ接点42を含む。JFETが図7に
示されており、ゲート・メサ(39,30,20及び1
8)、ソース接点36及びドレイン接点37を含む。
の為に使い、サブコレクタ層12を露出する。同じフォ
トレジスト40を持上げ過程で使って、コレクタ接点金
属42、例えば、10nmのAu/150nmのAuZn/
100nmのAuをデポジットする。コレクタ・メタライ
ズ部分42を蒸着した後、過剰のメタライズ部分44は
フォトレジスト40を除去する時に持上げられて除かれ
る。この持上げの前の構造が図6に示されている。持上
げの後の構造が図7に示されている。これは、pnp形
HBT及びnチャンネル形JFETを準相補形に集積す
るこの発明の考えの第1の実施例を表わす。HBTがエ
ミッタ・メサ(35,28,20及び18)、ベース接
点34及びコレクタ接点42を含む。JFETが図7に
示されており、ゲート・メサ(39,30,20及び1
8)、ソース接点36及びドレイン接点37を含む。
【0018】第2の好ましい実施例の構造が図8に示さ
れている。HBTは図7と同じ様に示されているが、J
FETはMESFETに置換わっている。この構造は、
第1の好ましい実施例の構造と同様につくられるが、ゲ
ート・メサを形成する代わりに、ゲート金属46がベー
ス層16に直接的に適用される。希望によっては、ゲー
ト金属46を適用する前に、ゲート・リセス・エッチを
実施して、FETの閾値電圧を変えることができる。こ
の金属−半導体界面が、MESFET装置に特有のショ
ットキー接合を形成する。
れている。HBTは図7と同じ様に示されているが、J
FETはMESFETに置換わっている。この構造は、
第1の好ましい実施例の構造と同様につくられるが、ゲ
ート・メサを形成する代わりに、ゲート金属46がベー
ス層16に直接的に適用される。希望によっては、ゲー
ト金属46を適用する前に、ゲート・リセス・エッチを
実施して、FETの閾値電圧を変えることができる。こ
の金属−半導体界面が、MESFET装置に特有のショ
ットキー接合を形成する。
【0019】第3の好ましい実施例の構造が図9に示さ
れている。この場合も、HBT構造は第1及び第2の実
施例と変らない。然し、FETは、ゲート・メサからの
チャンネル制御だけに頼る代わりに、サブコレクタ層1
2及びコレクタ層14に対する接点48をも含む。或る
構成では、ゲート・メサ(39,30,20及び18)
はバックゲート接点48に接続することができる。これ
によって、ゲート・メサの下方にある層16内のチャン
ネル領域は、ゲート・メサだけの場合よりも印加電圧を
一層小さくして空乏状態にすることができる。
れている。この場合も、HBT構造は第1及び第2の実
施例と変らない。然し、FETは、ゲート・メサからの
チャンネル制御だけに頼る代わりに、サブコレクタ層1
2及びコレクタ層14に対する接点48をも含む。或る
構成では、ゲート・メサ(39,30,20及び18)
はバックゲート接点48に接続することができる。これ
によって、ゲート・メサの下方にある層16内のチャン
ネル領域は、ゲート・メサだけの場合よりも印加電圧を
一層小さくして空乏状態にすることができる。
【0020】第4の好ましい実施例の構造は第1の好ま
しい実施例のHBT及びJFETを第2の好ましい実施
例のMESFET構造と組合せたものである。3種類の
装置全部を同時に形成することができ、図10に示す様
に、殆ど或いは全く余分のプロセス工程を必要としな
い。
しい実施例のHBT及びJFETを第2の好ましい実施
例のMESFET構造と組合せたものである。3種類の
装置全部を同時に形成することができ、図10に示す様
に、殆ど或いは全く余分のプロセス工程を必要としな
い。
【0021】以上若干の好ましい実施例を詳しく説明し
た。この発明の範囲は、以上説明したものと異なるが、
特許請求の範囲に含まれる実施例をも包括することを承
知されたい。
た。この発明の範囲は、以上説明したものと異なるが、
特許請求の範囲に含まれる実施例をも包括することを承
知されたい。
【0022】内部及び外部の接続はオーミック、容量
性、直接又は間接形、バイヤ経由回路又はその他の形に
することができる。実際に構成するには、シリコン、砒
化ガリウム又はその他の電子材料系並びに光学をベース
にした又はその他の技術をベースにした形で、完全な集
積回路として又は個別部品とすることが考えられる。
性、直接又は間接形、バイヤ経由回路又はその他の形に
することができる。実際に構成するには、シリコン、砒
化ガリウム又はその他の電子材料系並びに光学をベース
にした又はその他の技術をベースにした形で、完全な集
積回路として又は個別部品とすることが考えられる。
【0023】この発明を実施例について説明したが、以
上の説明はこの発明を制約するものと解してはならな
い。当業者には、以上の説明から、実施例の種々の変更
及び組合せやこの発明のその他の実施例が考えられよ
う。従って、特許請求の範囲はこの様な変更又は実施例
をも包括することを承知されたい。
上の説明はこの発明を制約するものと解してはならな
い。当業者には、以上の説明から、実施例の種々の変更
及び組合せやこの発明のその他の実施例が考えられよ
う。従って、特許請求の範囲はこの様な変更又は実施例
をも包括することを承知されたい。
【0024】以上の説明に関連して、この発明は下記の
実施態様を有する。 1)バイポーラ・トランジスタ及び電界効果トランジス
タを有し、該電界効果トランジスタのチャンネル及び前
記バイポーラ・トランジスタのベースがベース・エピタ
キシャル層から形成され、電界効果トランジスタ及びバ
イポーラ・トランジスタが共通の材料の構造の中に形成
されている集積回路。
実施態様を有する。 1)バイポーラ・トランジスタ及び電界効果トランジス
タを有し、該電界効果トランジスタのチャンネル及び前
記バイポーラ・トランジスタのベースがベース・エピタ
キシャル層から形成され、電界効果トランジスタ及びバ
イポーラ・トランジスタが共通の材料の構造の中に形成
されている集積回路。
【0025】2)1)に記載した集積回路に於て、電界
効果トランジスタがバイポーラ・トランジスタのエミッ
タ層で形成された第1のゲート構造を有する集積回路。
効果トランジスタがバイポーラ・トランジスタのエミッ
タ層で形成された第1のゲート構造を有する集積回路。
【0026】3)1)に記載した集積回路に於て、電界
効果トランジスタが、バイポーラ・トランジスタのベー
ス層に対するオーミック・ソース接点と、バイポーラ・
トランジスタのベース層に対するショットキー障壁接点
と、バイポーラ・トランジスタのベース層に対するオー
ミック・ドレイン接点とを有する集積回路。
効果トランジスタが、バイポーラ・トランジスタのベー
ス層に対するオーミック・ソース接点と、バイポーラ・
トランジスタのベース層に対するショットキー障壁接点
と、バイポーラ・トランジスタのベース層に対するオー
ミック・ドレイン接点とを有する集積回路。
【0027】4)2)に記載した集積回路に於て、バイ
ポーラ・トランジスタのサブコレクタ層と接触する第2
のゲート構造を有する集積回路。
ポーラ・トランジスタのサブコレクタ層と接触する第2
のゲート構造を有する集積回路。
【0028】5)1)に記載した集積回路に於て、バイ
ポーラ・トランジスタがヘテロ接合バイポーラ・トラン
ジスタである集積回路。
ポーラ・トランジスタがヘテロ接合バイポーラ・トラン
ジスタである集積回路。
【0029】6)1)に記載した集積回路に於て、ベー
ス層がn形にドープされている集積回路。
ス層がn形にドープされている集積回路。
【0030】7)1)に記載した集積回路に於て、ベー
ス・エピタキシャル層が該層の成長の間にデポジットさ
れたn形ドーパントを含む集積回路。
ス・エピタキシャル層が該層の成長の間にデポジットさ
れたn形ドーパントを含む集積回路。
【0031】8)1)に記載した集積回路に於て、ベー
ス・エピタキシャル層がGaAsで構成されている集積
回路。
ス・エピタキシャル層がGaAsで構成されている集積
回路。
【0032】9)4)に記載した集積回路に於て、バイ
ポーラ・トランジスタがnpn形であり、電界効果トラ
ンジスタがpチャンネル形である集積回路。
ポーラ・トランジスタがnpn形であり、電界効果トラ
ンジスタがpチャンネル形である集積回路。
【0033】10)基板と、エピタキシャル・サブコレ
クタ層と、エピタキシャル・コレクタ層と、エピタキシ
ャル・ベース層と、エピタキシャル・エミッタ層と、前
記エミッタ層に対するエミッタ電気接点、前記ベース層
に対するベース接点及び前記サブコレクタ層に対するコ
レクタ接点が形成されたpnp形バイポーラ・トランジ
スタと、第1のゲート、前記ベース層に対する第1のソ
ース・オーミック接点、及び前記ベース層に対する第1
のドレイン・オーミック接点が形成された第1のnチャ
ンネル形電界効果トランジスタとを有し、この為前記バ
イポーラ・トランジスタ及び電界効果トランジスタが共
通の材料の構造内につくられている集積回路。
クタ層と、エピタキシャル・コレクタ層と、エピタキシ
ャル・ベース層と、エピタキシャル・エミッタ層と、前
記エミッタ層に対するエミッタ電気接点、前記ベース層
に対するベース接点及び前記サブコレクタ層に対するコ
レクタ接点が形成されたpnp形バイポーラ・トランジ
スタと、第1のゲート、前記ベース層に対する第1のソ
ース・オーミック接点、及び前記ベース層に対する第1
のドレイン・オーミック接点が形成された第1のnチャ
ンネル形電界効果トランジスタとを有し、この為前記バ
イポーラ・トランジスタ及び電界効果トランジスタが共
通の材料の構造内につくられている集積回路。
【0034】11)10)に記載した集積回路に於て、
第1のゲートがエミッタ層と接触している集積回路。
第1のゲートがエミッタ層と接触している集積回路。
【0035】12)10)に記載した集積回路に於て、
第1のゲートがベース層と共にショットキー障壁接点を
形成する集積回路。
第1のゲートがベース層と共にショットキー障壁接点を
形成する集積回路。
【0036】13)10)に記載した集積回路に於て、
サブコレクタ層に接続された第2のゲート接点を有する
集積回路。
サブコレクタ層に接続された第2のゲート接点を有する
集積回路。
【0037】14)10)に記載した集積回路に於て、
第1のゲートがエミッタ層と接触し、更にベース層に対
するショットキー障壁ゲート接点、前記ベース層に対す
る第2のオーミック・ソース接点及び前記ベース層に対
する第2のオーミック・ドレイン接点が形成された第2
の電界効果トランジスタを有する集積回路。
第1のゲートがエミッタ層と接触し、更にベース層に対
するショットキー障壁ゲート接点、前記ベース層に対す
る第2のオーミック・ソース接点及び前記ベース層に対
する第2のオーミック・ドレイン接点が形成された第2
の電界効果トランジスタを有する集積回路。
【0038】15)10)に記載した集積回路に於て、
エピタキシャル成長の間、前記層にドーパントが添加さ
れる集積回路。
エピタキシャル成長の間、前記層にドーパントが添加さ
れる集積回路。
【0039】16)10)に記載した集積回路に於て、
バイポーラ・トランジスタがヘテロ接合バイポーラ・ト
ランジスタである集積回路。
バイポーラ・トランジスタがヘテロ接合バイポーラ・ト
ランジスタである集積回路。
【0040】17)集積回路を形成する方法に於て、基
板、エピタキシャル・サブコレクタ層、エピタキシャル
・コレクタ層、エピタキシャル・ベース層、エピタキシ
ャル・エミッタ層及びエピタキシャル・エミッタ・キャ
ップ層からなる材料構造を形成し、前記エミッタ・キャ
ップ層の上に金属をデポジットしてエミッタ接点を形成
し、該エミッタ接点によって覆われていない区域から前
記エミッタ・キャップ層及び前記エミッタ層をエッチン
グし、前記ベース層の上に金属をデポジットして、少な
くとも1つのベース接点、ドレイン接点及びソース接点
を同時に形成し、前記ベース層をエッチングして、バイ
ポーラ・トランジスタのベース・メサから電界効果トラ
ンジスタのソース/チャンネル/ドレイン領域を隔離す
る工程を含む方法。
板、エピタキシャル・サブコレクタ層、エピタキシャル
・コレクタ層、エピタキシャル・ベース層、エピタキシ
ャル・エミッタ層及びエピタキシャル・エミッタ・キャ
ップ層からなる材料構造を形成し、前記エミッタ・キャ
ップ層の上に金属をデポジットしてエミッタ接点を形成
し、該エミッタ接点によって覆われていない区域から前
記エミッタ・キャップ層及び前記エミッタ層をエッチン
グし、前記ベース層の上に金属をデポジットして、少な
くとも1つのベース接点、ドレイン接点及びソース接点
を同時に形成し、前記ベース層をエッチングして、バイ
ポーラ・トランジスタのベース・メサから電界効果トラ
ンジスタのソース/チャンネル/ドレイン領域を隔離す
る工程を含む方法。
【0041】18)17)に記載した方法に於て、エミ
ッタ・キャップ層の上に金属をデポジットしてエミッタ
接点を形成する工程がゲート接点をも形成し、エミッタ
接点によって覆われていない区域からエミッタ・キャッ
プ層及びエミッタ層をエッチングする工程が、ゲート接
点によって覆われた区域からエミッタ・キャップ層及び
エミッタ層をエッチングすることを除外する方法。
ッタ・キャップ層の上に金属をデポジットしてエミッタ
接点を形成する工程がゲート接点をも形成し、エミッタ
接点によって覆われていない区域からエミッタ・キャッ
プ層及びエミッタ層をエッチングする工程が、ゲート接
点によって覆われた区域からエミッタ・キャップ層及び
エミッタ層をエッチングすることを除外する方法。
【0042】19)17)に記載した方法に於て、ショ
ットキー障壁ゲート接点を形成する為の金属をデポジッ
トすることを含む方法。
ットキー障壁ゲート接点を形成する為の金属をデポジッ
トすることを含む方法。
【0043】20)17)に記載した方法に於て、ベー
ス層がGaAsであり、エミッタ層がAlGaAsであ
る方法。
ス層がGaAsであり、エミッタ層がAlGaAsであ
る方法。
【0044】21)17)に記載した方法に於て、バイ
ポーラ・トランジスタがヘテロ接合バイポーラ・トラン
ジスタである方法。
ポーラ・トランジスタがヘテロ接合バイポーラ・トラン
ジスタである方法。
【0045】22)全般的に云うと、この発明の1形式
では、集積回路がバイポーラ・トランジスタと電界効果
トランジスタで構成され、電界効果トランジスタのチャ
ンネル及びバイポーラ・トランジスタのベースがベース
・エピタキシャル層16から形成され、この為電界効果
トランジスタ及びバイポーラ・トランジスタが共通の材
料の構造内に形成される。この発明の別の形式では、集
積回路が基板10、エピタキシャル・サブコレクタ層1
2、エピタキシャル・コレクタ層14、エピタキシャル
・ベース層16、エピタキシャル・エミッタ層18、エ
ミッタ層18に対するエミッタ電気接点20,28,3
5、ベース層16に対するベース接点34及びサブコレ
クタ層12に対するコレクタ接点42が形成されたバイ
ポーラ・トランジスタ、及びエミッタ層18に対する第
1のゲート接点20,30、ベース層16に対する第1
のソース接点36及びベース層16に対する第1のドレ
イン接点37が形成された電界効果トランジスタで構成
される。
では、集積回路がバイポーラ・トランジスタと電界効果
トランジスタで構成され、電界効果トランジスタのチャ
ンネル及びバイポーラ・トランジスタのベースがベース
・エピタキシャル層16から形成され、この為電界効果
トランジスタ及びバイポーラ・トランジスタが共通の材
料の構造内に形成される。この発明の別の形式では、集
積回路が基板10、エピタキシャル・サブコレクタ層1
2、エピタキシャル・コレクタ層14、エピタキシャル
・ベース層16、エピタキシャル・エミッタ層18、エ
ミッタ層18に対するエミッタ電気接点20,28,3
5、ベース層16に対するベース接点34及びサブコレ
クタ層12に対するコレクタ接点42が形成されたバイ
ポーラ・トランジスタ、及びエミッタ層18に対する第
1のゲート接点20,30、ベース層16に対する第1
のソース接点36及びベース層16に対する第1のドレ
イン接点37が形成された電界効果トランジスタで構成
される。
【図1】種々の完成段階に於ける第1の好ましい実施例
の装置の断面図。
の装置の断面図。
【図2】種々の完成段階に於ける第1の好ましい実施例
の装置の断面図。
の装置の断面図。
【図3】種々の完成段階に於ける第1の好ましい実施例
の装置の断面図。
の装置の断面図。
【図4】種々の完成段階に於ける第1の好ましい実施例
の装置の断面図。
の装置の断面図。
【図5】種々の完成段階に於ける第1の好ましい実施例
の装置の断面図。
の装置の断面図。
【図6】種々の完成段階に於ける第1の好ましい実施例
の装置の断面図。
の装置の断面図。
【図7】種々の完成段階に於ける第1の好ましい実施例
の装置の断面図。
の装置の断面図。
【図8】第2の好ましい実施例の装置の断面図。
【図9】第3の好ましい実施例の装置の断面図。
【図10】第4の好ましい実施例の装置の断面図。
【符号の説明】 16 ベース・エピタキシャル層 30 FETのゲート接点 34 バイポーラのベース接点
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01L 21/338 29/812 7377−4M H01L 29/72 7376−4M 29/80 B
Claims (3)
- 【請求項1】 バイポーラ・トランジスタ及び電界効果
トランジスタを有し、該電界効果トランジスタのチャン
ネル及び前記バイポーラ・トランジスタのベースがベー
ス・エピタキシャル層から形成され、電界効果トランジ
スタ及びバイポーラ・トランジスタが共通の材料の構造
の中に形成されている集積回路。 - 【請求項2】 基板と、エピタキシャル・サブコレクタ
層と、エピタキシャル・コレクタ層と、エピタキシャル
・ベース層と、エピタキシャル・エミッタ層と、前記エ
ミッタ層に対するエミッタ電気接点、前記ベース層に対
するベース接点及び前記サブコレクタ層に対するコレク
タ接点が形成されたpnp形バイポーラ・トランジスタ
と、第1のゲート、前記ベース層に対する第1のソース
・オーミック接点、及び前記ベース層に対する第1のド
レイン・オーミック接点が形成された第1のnチャンネ
ル形電界効果トランジスタとを有し、この為前記バイポ
ーラ・トランジスタ及び電界効果トランジスタが共通の
材料の構造内につくられている集積回路。 - 【請求項3】 集積回路を形成する方法に於て、基板、
エピタキシャル・サブコレクタ層、エピタキシャル・コ
レクタ層、エピタキシャル・ベース層、エピタキシャル
・エミッタ層及びエピタキシャル・エミッタ・キャップ
層からなる材料構造を形成し、前記エミッタ・キャップ
層の上に金属をデポジットしてエミッタ接点を形成し、
該エミッタ接点によって覆われていない区域から前記エ
ミッタ・キャップ層及び前記エミッタ層をエッチング
し、前記ベース層の上に金属をデポジットして、少なく
とも1つのベース接点、ドレイン接点及びソース接点を
同時に形成し、前記ベース層をエッチングして、バイポ
ーラ・トランジスタのベース・メサから電界効果トラン
ジスタのソース/チャンネル/ドレイン領域を隔離する
工程を含む方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US92304692A | 1992-07-31 | 1992-07-31 | |
| US923046 | 1992-07-31 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06163829A true JPH06163829A (ja) | 1994-06-10 |
Family
ID=25448023
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5190597A Pending JPH06163829A (ja) | 1992-07-31 | 1993-07-30 | 集積回路とその製法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5391504A (ja) |
| JP (1) | JPH06163829A (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH1041400A (ja) * | 1996-07-26 | 1998-02-13 | Sony Corp | 半導体装置およびその製造方法 |
| US6368930B1 (en) * | 1998-10-02 | 2002-04-09 | Ziptronix | Self aligned symmetric process and device |
| US6919590B2 (en) * | 2003-08-29 | 2005-07-19 | Motorola, Inc. | Heterojunction bipolar transistor with monolithically integrated junction field effect transistor and method of manufacturing same |
| WO2008097604A2 (en) * | 2007-02-07 | 2008-08-14 | Microlink Devices, Inc. | Hbt and field effect transistor integration |
| EP2180517A1 (en) * | 2008-10-24 | 2010-04-28 | Epcos Ag | Pnp bipolar transistor with lateral collector and method of production |
| CN113066762B (zh) * | 2021-03-18 | 2024-05-07 | 厦门市三安集成电路有限公司 | 一种双极型场效应晶体管及其制备方法 |
Family Cites Families (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0626242B2 (ja) * | 1983-12-05 | 1994-04-06 | 富士通株式会社 | 半導体集積回路装置 |
| GB8607822D0 (en) * | 1986-03-27 | 1986-04-30 | Plessey Co Plc | Iii-v semiconductor devices |
| US5162877A (en) * | 1987-01-27 | 1992-11-10 | Fujitsu Limited | Semiconductor integrated circuit device and method of producing same |
| CA1301897C (en) * | 1988-02-29 | 1992-05-26 | Goro Sasaki | Method for producing an opto-electronic integrated circuit |
| JPH0812910B2 (ja) * | 1988-09-05 | 1996-02-07 | 日本電気株式会社 | 化合物半導体装置およびその製造方法 |
| JPH02109360A (ja) * | 1988-10-18 | 1990-04-23 | Hitachi Ltd | 半導体装置 |
| JPH02142179A (ja) * | 1988-11-24 | 1990-05-31 | Hitachi Ltd | 半導体集積回路装置 |
| US5223449A (en) * | 1989-02-16 | 1993-06-29 | Morris Francis J | Method of making an integrated circuit composed of group III-V compound field effect and bipolar semiconductors |
| US5068705A (en) * | 1990-07-31 | 1991-11-26 | Texas Instruments Incorporated | Junction field effect transistor with bipolar device and method |
| US5077231A (en) * | 1991-03-15 | 1991-12-31 | Texas Instruments Incorporated | Method to integrate HBTs and FETs |
| US5213987A (en) * | 1991-03-28 | 1993-05-25 | Texas Instruments Incorporated | Method of integrating heterojunction bipolar transistors with PIN diodes |
-
1993
- 1993-07-30 JP JP5190597A patent/JPH06163829A/ja active Pending
- 1993-11-03 US US08/147,108 patent/US5391504A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5391504A (en) | 1995-02-21 |
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