JPH07221274A - Compound semiconductor device and manufacturing method thereof - Google Patents

Compound semiconductor device and manufacturing method thereof

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JPH07221274A
JPH07221274A JP6011017A JP1101794A JPH07221274A JP H07221274 A JPH07221274 A JP H07221274A JP 6011017 A JP6011017 A JP 6011017A JP 1101794 A JP1101794 A JP 1101794A JP H07221274 A JPH07221274 A JP H07221274A
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JP
Japan
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layer
compound semiconductor
region
type compound
common
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Application number
JP6011017A
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Japanese (ja)
Inventor
Shigeru Nakajima
成 中島
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Sumitomo Electric Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Electric Industries Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 信頼性の高い化合物半導体装置およびその製
造方法を提供する。 【構成】 この化合物半導体装置は半導体基板10上の
第1の領域RE1にHBTが、第2の領域RE2にHE
MTが形成されている。HBTは、半導体基板10上に
バッファー層20、コレクタ層30a、ベース層40
1、エミッタ層50aおよびエミッタコンタクト層60
cが順次積層されることにより構成されている。そし
て、コレクタ層30aはその一部領域が厚み方向に僅か
に除去されてこれの内部表面が露出している。そして、
このコレクタ層30aの露出面上にはコレクタ電極70
が、ベース層401の露出面上にベース電極90が、エ
ミッタコンタクト層60c上にはエミッタ電極80がオ
ーミック接触を保持して形成されている。HEMTは、
バッファー層20をHBTとの共通層として、この上の
第1電子供給層30b、チャネル層40bおよび第2電
子供給層50bを順次積層することにより形成されてい
る。
(57) [Summary] [Object] To provide a highly reliable compound semiconductor device and a manufacturing method thereof. [Constitution] In this compound semiconductor device, HBT is provided in a first region RE1 and HE is provided in a second region RE2 on a semiconductor substrate 10.
MT is formed. The HBT includes a buffer layer 20, a collector layer 30 a, a base layer 40 on the semiconductor substrate 10.
1. Emitter layer 50a and emitter contact layer 60
It is configured by sequentially stacking c. A part of the collector layer 30a is slightly removed in the thickness direction to expose the inner surface of the collector layer 30a. And
A collector electrode 70 is formed on the exposed surface of the collector layer 30a.
However, the base electrode 90 is formed on the exposed surface of the base layer 401, and the emitter electrode 80 is formed on the emitter contact layer 60c while maintaining ohmic contact. HEMT is
The buffer layer 20 is formed as a common layer with the HBT, and the first electron supply layer 30b, the channel layer 40b, and the second electron supply layer 50b are sequentially stacked on the buffer layer 20.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[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(HBT)と高電子移動度トランジスタ(HEM
T)とが同一基板上に形成された化合物半導体装置およ
びその製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a hetero bipolar transistor (HBT) and a high electron mobility transistor (HEM).
T) and a compound semiconductor device formed on the same substrate and a method for manufacturing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】ヘテロバイポーラトランジスタ(HB
T)は消費電力は大きいが電流駆動能力に優れたデバイ
スであり、一方、高電子移動度トランジスタ(HEM
T)は電流駆動能力は小さいが消費電力が少ないデバイ
スであることが知られている。そこで、これらのHBT
とHEMTとを同一基板上に形成することで低消費電力
で高速動作が可能な大規模集積回路を実現しようとする
試みがなされている。このような集積化をおこなったデ
バイスとして「板倉啓二郎ら、電子情報通信学会誌E
D89−76 PP.83」に開示されている技術があ
る。このデバイスは、GaAs/GaAlAs系のHB
TとHEMTとをモノシリックに形成することにより、
低消費電力、且つ高速、高負荷駆動力の論理ゲートを実
現したものである。
2. Description of the Related Art Hetero Bipolar Transistor (HB
T) is a device that consumes a large amount of power but has an excellent current driving capability, while a high electron mobility transistor (HEM)
It is known that T) is a device that has a small current driving capability but consumes less power. So, these HBT
Attempts have been made to realize a large-scale integrated circuit capable of operating at high speed with low power consumption by forming the HEMT and the HEMT on the same substrate. As a device that has been integrated in this way, "Keijiro Itakura et al., IEICE Journal E
D89-76 PP. 83 ”. This device is a GaAs / GaAlAs-based HB
By forming T and HEMT monolithically,
This is a logic gate with low power consumption, high speed, and high load driving force.

【0003】そして、この論理ゲートの基本構成は、コ
ンタクト層上にnpnHBTを形成するとともにこれと
同一のコンタクト層下に電子供給層を有するHEMTを
形成することとしたものである。
The basic structure of this logic gate is that an npnHBT is formed on a contact layer and a HEMT having an electron supply layer is formed under the same contact layer as the npnHBT.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この論
理ゲートの基本構成では、HBTとHEMTとの段差が
大きく、これらのデバイスの間に配線や絶縁膜(パッシ
ベーション膜)を形成する際のステップカバレージが悪
くなり、配線切れのおそれがある。しかも、同文献の論
理ゲートの構成ではGaAlAsを含むHEMT領域上
にHBTを形成しているため、HBTを構成するGaA
s層等の結晶性が悪く、ベース内での再結合電流が増加
して動作特性が劣化する等の問題があった。
However, in the basic configuration of this logic gate, the step difference between the HBT and the HEMT is large, and the step coverage when forming a wiring or an insulating film (passivation film) between these devices is large. It may worsen and lead to wire breakage. Moreover, since the HBT is formed on the HEMT region containing GaAlAs in the structure of the logic gate of the same document, the GaA forming the HBT is formed.
There is a problem in that the crystallinity of the s layer and the like is poor, the recombination current in the base increases, and the operating characteristics deteriorate.

【0005】また、同文献のように選択エッチングを利
用してHEMT領域上のエピタキシャル層を除去する製
造方法においては、AlInAs/InGaAs系のエ
ッチングが良好に行えず、エッチングのばらつきにより
HEMTの特性がばらつくという問題があった。
Further, in the manufacturing method in which the epitaxial layer on the HEMT region is removed by using selective etching as in the same document, AlInAs / InGaAs system etching cannot be performed well, and the HEMT characteristics are changed due to etching variations. There was a problem of variation.

【0006】本発明はこのような問題に鑑みてなされた
ものであり、配線の形成時においても断線のおそれがな
く、また、選択エッチングの組み合わせが悪い場合でも
HEMTの特性が劣化しない化合物半導体装置およびそ
の製造方法を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of such a problem, and there is no fear of disconnection during the formation of wiring, and the HEMT characteristics are not deteriorated even when the combination of selective etching is bad. And a method for manufacturing the same.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】このような問題を解決す
るため、本発明は同一基板上の第1の領域に形成された
npnヘテロバイポーラトランジスタ(HBT)と第2
の領域に形成された高電子移動度トランジスタ(HEM
T)とを備える化合物半導体装置を対象とするものであ
り、(A)npnヘテロバイポーラトランジスタは、基
板上の第1の領域に形成された第1のn型化合物半導体
層と、第1のn型化合物半導体層上に形成されたp型化
合物半導体層と、p型化合物半導体層上に形成された第
2のn型化合物半導体層とを有し、第1または第2のn
型化合物半導体層の少なくともいずれか1層はp型化合
物半導体層よりも広いエネルギーバンドギャップを有
し、(B)高電子移動度トランジスタは、第1のn型化
合物半導体層と略等しい厚みを有して、基板上の第2の
領域に形成された第3のn型化合物半導体層と、第3の
n型化合物半導体層上に形成された化合物半導体チャネ
ル層と、化合物半導体チャネル層上に形成された第4の
n型化合物半導体層とを有し、第3のn型化合物半導体
層または第4のn型化合物半導体層は、化合物半導体チ
ャネル層よりも広いエネルギーバンドギャップを有して
電子供給層を形成することを特徴とする。
In order to solve such a problem, the present invention provides an npn hetero bipolar transistor (HBT) and a second npn hetero bipolar transistor (HBT) formed in the first region on the same substrate.
Electron mobility transistor (HEM
(A) npn hetero-bipolar transistor, wherein the first n-type compound semiconductor layer formed in the first region on the substrate and the first n-type compound semiconductor layer. A p-type compound semiconductor layer formed on the p-type compound semiconductor layer and a second n-type compound semiconductor layer formed on the p-type compound semiconductor layer.
At least one of the type compound semiconductor layers has an energy bandgap wider than that of the p type compound semiconductor layer, and the high electron mobility transistor (B) has a thickness substantially equal to that of the first n type compound semiconductor layer. Then, a third n-type compound semiconductor layer formed in the second region on the substrate, a compound semiconductor channel layer formed on the third n-type compound semiconductor layer, and a compound semiconductor channel layer formed on the compound semiconductor channel layer. And a fourth n-type compound semiconductor layer that has been formed, and the third n-type compound semiconductor layer or the fourth n-type compound semiconductor layer has a wider energy band gap than the compound semiconductor channel layer and supplies electrons. It is characterized by forming a layer.

【0008】そして、このような化合物半導体装置は、
電気伝導度の低い同一基板上にHBTとHEMTとを形
成することによって得られる。すなわち、本発明に係る
化合物半導体装置の製造方法は、HBTがエミッタアッ
プの構成を有する場合には、基板上の第1の領域におい
てヘテロバイポーラトランジスタのコレクタ層となるべ
き第1のn型化合物半導体共通層を、基板上の第1およ
び第2の領域を含む共通領域に形成する第1の工程と、
第2の領域において高電子移動度トランジスタの化合物
半導体チャネル層となるべきアンドープ化合物半導体共
通層を、第1のn型化合物半導体共通層上の共通領域に
形成する第2の工程と、アンドープ化合物半導体共通層
上の第1の領域内の所定の領域にp型不純物となるイオ
ンを注入してヘテロバイポーラトランジスタのベース層
を形成する第3の工程と、アンドープ化合物半導体共通
層よりもエネルギーバンドギャップが広く、かつ、第1
の領域においてヘテロバイポーラトランジスタのエミッ
タ層となり、第2の領域において高電子移動度トランジ
スタの電子供給層となるべき第2のn型化合物半導体共
通層を、このアンドープ化合物半導体共通層上の共通領
域に形成する第4の工程と、第2のn型化合物半導体共
通層から基板方向へのメサエッチングまたはイオン注入
を行うことにより、第1の領域と第2の領域を電気的に
分離する第5の工程とを具備することとした。
Then, such a compound semiconductor device is
It can be obtained by forming HBT and HEMT on the same substrate having low electric conductivity. That is, in the method for manufacturing a compound semiconductor device according to the present invention, when the HBT has an emitter-up structure, the first n-type compound semiconductor to be the collector layer of the hetero-bipolar transistor in the first region on the substrate. A first step of forming a common layer on a common region including first and second regions on the substrate;
A second step of forming an undoped compound semiconductor common layer to be a compound semiconductor channel layer of the high electron mobility transistor in the second region in the common region on the first n-type compound semiconductor common layer; and an undoped compound semiconductor A third step of forming a base layer of a hetero-bipolar transistor by implanting ions serving as p-type impurities into a predetermined region in the first region on the common layer, and an energy bandgap that is larger than that of the undoped compound semiconductor common layer. Wide and first
The second n-type compound semiconductor common layer, which is to be the emitter layer of the hetero-bipolar transistor in the region of 1) and the electron supply layer of the high electron mobility transistor in the second region, is formed in the common region on the undoped compound semiconductor common layer. A fourth step of forming and a fifth step of electrically separating the first region and the second region by performing mesa etching or ion implantation from the second n-type compound semiconductor common layer toward the substrate And a process.

【0009】また、このような化合物半導体装置のHB
Tがコレクタアップの構成を有する場合には、この化合
物半導体装置の製造方法は、基板上の第1の領域におい
てヘテロバイポーラトランジスタのエミッタ層となり、
第2の領域において高電子移動度トランジスタの電子供
給層となるべき第2のn型化合物半導体共通層を、基板
上の第1および第2の領域を含む共通領域に形成する第
1の工程と、第2のn型化合物半導体共通層よりもエネ
ルギーバンドギャップが狭く、かつ、第2の領域におい
て、高電子移動度トランジスタの化合物半導体チャネル
層となるべきアンドープ化合物半導体共通層を、第2の
n型化合物半導体共通層上の共通領域に形成する第2の
工程と、アンドープ化合物半導体層上の第1の領域内の
所定の領域にp型不純物となるイオンを注入してヘテロ
バイポーラトランジスタのベース層を形成する第3の工
程と、第1の領域においてヘテロバイポーラトランジス
タのコレクタ層となるべき第1のn型化合物半導体共通
層を、アンドープ化合物半導体共通層上の共通領域に形
成する第4の工程と、第1のn型化合物半導体共通層か
ら基板方向へのメサエッチングまたはイオン注入を行う
ことにより、第1の領域と第2の領域を電気的に分離す
る第5の工程とを具備することとした。
Further, the HB of such a compound semiconductor device
When T has a collector-up structure, the method for manufacturing a compound semiconductor device according to the present invention provides an emitter layer of a hetero-bipolar transistor in the first region on the substrate,
A first step of forming a second n-type compound semiconductor common layer to be an electron supply layer of the high electron mobility transistor in the second region in a common region including the first and second regions on the substrate; , An energy bandgap narrower than that of the second n-type compound semiconductor common layer, and an undoped compound semiconductor common layer to be a compound semiconductor channel layer of the high electron mobility transistor in the second region, A second step of forming a common region on the type compound semiconductor common layer, and a base layer of the hetero-bipolar transistor by implanting ions as p-type impurities into a predetermined region in the first region on the undoped compound semiconductor layer. And a first n-type compound semiconductor common layer to be a collector layer of the hetero-bipolar transistor in the first region is undoped. The fourth step of forming the common region on the compound semiconductor common layer, and the mesa etching or ion implantation from the first n-type compound semiconductor common layer toward the substrate to perform the first region and the second region. And a fifth step of electrically isolating the region.

【0010】[0010]

【作用】本発明の化合物半導体装置は、同一基板上にn
pnヘテロバイポーラトランジスタ(HBT)と高電子
移動度トランジスタ(HEMT)とを形成したものであ
る。そして、このHBTの第1のn型化合物半導体層、
p型化合物半導体層および第2のn型化合物半導体層
は、それぞれHBTのエミッタ、ベースおよびコレク
タ、または、コレクタ、ベース、エミッタとして機能す
る。そして、このHBTは、その第1のn型化合物半導
体層または第2のn型化合物半導体層のエネルギーバン
ドギャップがp型化合物半導体層よりも広いので、エミ
ッタとベース間のポテンシャル障壁によってエミッタ注
入効率を増加させて高速高利得な動作を行うことができ
る。
The compound semiconductor device of the present invention has n
A pn hetero bipolar transistor (HBT) and a high electron mobility transistor (HEMT) are formed. Then, the first n-type compound semiconductor layer of this HBT,
The p-type compound semiconductor layer and the second n-type compound semiconductor layer respectively function as an emitter, a base and a collector of the HBT, or a collector, a base and an emitter. Since the HBT has an energy bandgap of the first n-type compound semiconductor layer or the second n-type compound semiconductor layer that is wider than that of the p-type compound semiconductor layer, the HBT has a potential barrier between the emitter and the base, so that the emitter injection efficiency is high. Can be increased to perform high-speed, high-gain operation.

【0011】また、このHEMTは、化合物半導体チャ
ネル層と第3または第4n型化合物半導体層から構成さ
れる電子供給層とを有しており、これらの界面に生じる
2次元電子ガスを高速に伝搬させるとともに、低消費電
力で駆動させることができる。
The HEMT has a compound semiconductor channel layer and an electron supply layer composed of a third or fourth n-type compound semiconductor layer, and propagates a two-dimensional electron gas generated at the interface between them at high speed. It can be driven with low power consumption.

【0012】そして、HEMTの第3のn型化合物半導
体層は、HBTの第1のn型化合物半導体層と略等しい
厚みを有しているので、HEMTの化合物半導体チャネ
ル層とHBTのベースとなるp型化合物半導体層とは、
基板から同じ間隔だけ離隔して形成されることとなる。
従って、これらのHEMTとHBTとを配線を設置して
電気的に結合させて論理回路を実現する場合には、これ
らの段差が小さくてすみステップカバレージを良好に保
持することができる。
Since the third n-type compound semiconductor layer of the HEMT has substantially the same thickness as the first n-type compound semiconductor layer of the HBT, it serves as the compound semiconductor channel layer of the HEMT and the base of the HBT. What is a p-type compound semiconductor layer?
It is formed so as to be separated from the substrate by the same distance.
Therefore, when these HEMTs and HBTs are provided with wirings and electrically coupled to each other to realize a logic circuit, these steps have a small step and good step coverage can be maintained.

【0013】また、第2のn型化合物半導体層をヘテロ
バイポーラトランジスタのコレクタ層として用いた場合
には、エミッタの濃度を下げてエミッタ接合容量を低下
させるとともにコレクタの面積を減少させることができ
るので、コレクタ接合容量を低下させてかかるHBTの
遮断周波数を増加させることができる。
When the second n-type compound semiconductor layer is used as the collector layer of the hetero bipolar transistor, the emitter concentration can be reduced to reduce the emitter junction capacitance and the collector area. It is possible to reduce the collector junction capacitance and increase the cutoff frequency of the HBT.

【0014】また、前記基板は、化合物基板上に形成さ
れた化合物半導体バッファー層を含むこととすれば、こ
の層の上に形成される層の結晶性を良好に保持すること
ができる。なお、この基板はバイポーラトランジスタに
使用されるコレクタ埋め込み層等を含むことを許容し、
また、上記HBTおよびHEMTと構成する化合物半導
体層は、それぞれが構成材料の組成を格子整合のために
変化させたグレーデッド領域を含むことを許容しうる。
If the substrate includes a compound semiconductor buffer layer formed on the compound substrate, the crystallinity of the layer formed on this layer can be maintained well. In addition, this substrate is allowed to include a collector buried layer used in a bipolar transistor,
In addition, the compound semiconductor layers composed of the above HBT and HEMT may each include a graded region in which the composition of the constituent material is changed for lattice matching.

【0015】さらに、第3のn型化合物半導体層および
第4のn型化合物半導体層の双方が、化合物半導体チャ
ネル層よりも広いエネルギーバンドギャップを有して電
子供給層を形成することとすれば、、2次元電子ガスを
化合物半導体チャネル層と2層のn型電子供給層との2
界面に発生させることができるので、かかるHEMTの
電流密度を増加させることができる。
Further, if both the third n-type compound semiconductor layer and the fourth n-type compound semiconductor layer have an energy band gap wider than that of the compound semiconductor channel layer, the electron supply layer is formed. , A two-dimensional electron gas is supplied between the compound semiconductor channel layer and the two n-type electron supply layers.
Since it can be generated at the interface, the current density of the HEMT can be increased.

【0016】また、このような化合物半導体装置の製造
方法によれば、HBTがエミッタアップの構成を有する
場合には、まず、第1の工程により、例えばMBE法や
MOVPE法等の成膜技術を用いて基板上の第1の領域
においてヘテロバイポーラトランジスタのコレクタ層と
なるべき第1のn型化合物半導体共通層を、基板上の第
1および第2の領域を含む共通領域に形成し、つづいて
第2の工程により、第2の領域において高電子移動度ト
ランジスタの化合物半導体チャネル層となるべきアンド
ープ化合物半導体共通層を、第1のn型化合物半導体共
通層上の共通領域に形成する。
According to such a method of manufacturing a compound semiconductor device, when the HBT has an emitter-up structure, first, a film forming technique such as MBE method or MOVPE method is applied in the first step. A first n-type compound semiconductor common layer to be used as a collector layer of the hetero-bipolar transistor in the first region on the substrate is formed in the common region including the first and second regions on the substrate, and subsequently, By the second step, an undoped compound semiconductor common layer to be the compound semiconductor channel layer of the high electron mobility transistor in the second region is formed in the common region on the first n-type compound semiconductor common layer.

【0017】しかる後、第3の工程によりアンドープ化
合物半導体共通層上の第1の領域内の所定の領域にp型
不純物となるイオンを注入してヘテロバイポーラトラン
ジスタのベース層を形成し、第4の工程によりアンドー
プ化合物半導体共通層よりもエネルギーバンドギャップ
が広く、かつ、第1の領域においてヘテロバイポーラト
ランジスタのエミッタ層となり、第2の領域において高
電子移動度トランジスタの電子供給層となるべき第2の
n型化合物半導体共通層を、このアンドープ化合物半導
体共通層上の共通領域に形成する。
Then, in the third step, ions serving as p-type impurities are implanted into a predetermined region in the first region on the undoped compound semiconductor common layer to form a base layer of the hetero-bipolar transistor. In the second step, the energy bandgap is wider than that of the undoped compound semiconductor common layer, and it becomes the emitter layer of the hetero-bipolar transistor in the first region and the electron supply layer of the high electron mobility transistor in the second region. The n-type compound semiconductor common layer is formed in the common region on the undoped compound semiconductor common layer.

【0018】最後に、第5の工程により第2のn型化合
物半導体共通層から基板方向へのメサエッチングまたは
イオン注入を行うことにより、第1の領域と第2の領域
を電気的に分離することにより係る化合物半導体装置を
製造することができる。
Finally, in the fifth step, the first region and the second region are electrically separated by performing mesa etching or ion implantation from the second n-type compound semiconductor common layer toward the substrate. As a result, the compound semiconductor device can be manufactured.

【0019】また、このような化合物半導体装置のHB
Tがコレクタアップの構成を有する場合には、まず、第
1の工程により、基板上の第1の領域においてヘテロバ
イポーラトランジスタのエミッタ層となり、第2の領域
において高電子移動度トランジスタの電子供給層となる
べき第2のn型化合物半導体共通層を、基板上の第1お
よび第2の領域を含む共通領域に形成する。
Further, the HB of such a compound semiconductor device
When T has a collector-up structure, first, in the first step, it becomes the emitter layer of the hetero-bipolar transistor in the first region on the substrate, and the electron supply layer of the high electron mobility transistor in the second region. A second n-type compound semiconductor common layer to be formed is formed in the common region including the first and second regions on the substrate.

【0020】そして、第2の工程により第2のn型化合
物半導体共通層よりもエネルギーバンドギャップが狭
く、かつ、第2の領域において、高電子移動度トランジ
スタの化合物半導体チャネル層となるべきアンドープ化
合物半導体共通層を、第2のn型化合物半導体共通層上
の共通領域に形成する。
In the second step, the energy bandgap is narrower than that of the second n-type compound semiconductor common layer, and the undoped compound to be the compound semiconductor channel layer of the high electron mobility transistor in the second region. The semiconductor common layer is formed in the common region on the second n-type compound semiconductor common layer.

【0021】次に、第3の工程によりアンドープ化合物
半導体層上の第1の領域内の所定の領域にp型不純物と
なるイオンを注入してヘテロバイポーラトランジスタの
ベース層を形成し、第4の工程により第1の領域におい
てヘテロバイポーラトランジスタのコレクタ層となるべ
き第1のn型化合物半導体共通層を、アンドープ化合物
半導体共通層上の共通領域に形成する。
Next, in the third step, ions serving as p-type impurities are implanted into a predetermined region in the first region on the undoped compound semiconductor layer to form a base layer of the hetero-bipolar transistor. By the process, a first n-type compound semiconductor common layer to be a collector layer of the hetero bipolar transistor in the first region is formed in the common region on the undoped compound semiconductor common layer.

【0022】最後に、第5の工程により第1のn型化合
物半導体共通層から基板方向へのメサエッチングまたは
イオン注入を行うことにより、第1の領域と第2の領域
を電気的に分離することにより本発明に係る化合物半導
体装置を製造することができる。
Finally, in the fifth step, mesa etching or ion implantation is performed from the first n-type compound semiconductor common layer toward the substrate to electrically separate the first region and the second region. As a result, the compound semiconductor device according to the present invention can be manufactured.

【0023】[0023]

【実施例】以下、添付した図面に基づいて本発明に係る
化合物半導体装置について説明する。なお、同一要素に
は同一符号を用いることとし、重複する説明は省略す
る。
The compound semiconductor device according to the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. The same elements will be denoted by the same reference symbols, without redundant description.

【0024】まず、本発明に係る第1実施例の化合物半
導体装置の構造について説明する。図1は、第1実施例
に係る化合物半導体装置の構造を説明するための断面構
成図である。この化合物半導体装置は半導体基板10上
の第1の領域RE1にHBTが、第2の領域RE2にH
EMTが形成されている。HBTは、半導体基板10上
に厚さ5000オングストロームのバッファー層20、
厚さ1000オングストロームでキャリア濃度1×10
18/cm3 のコレクタ層30a、厚さ150オングスト
ロームで不純物濃度1×1021/cm3 のベース層40
1、厚さ1000オングストロームでキャリア濃度1×
1018/cm3 のエミッタ層50aおよび高濃度のエミ
ッタコンタクト層60cが順次積層されることにより構
成されている。そして、コレクタ層30aはその一部領
域が厚み方向に僅かに除去されてこれの内部表面が露出
している。そして、このコレクタ層30aの露出面上に
はコレクタ電極70が、オーミック接触を保持して形成
されている。また、これと同様にベース層401もその
一部領域露出しており、この露出面上にベース電極90
が、エミッタコンタクト層60c上にはエミッタ電極8
0がオーミック接触を保持して形成されている。
First, the structure of the compound semiconductor device according to the first embodiment of the present invention will be described. FIG. 1 is a sectional configuration diagram for explaining the structure of the compound semiconductor device according to the first example. This compound semiconductor device has HBT in the first region RE1 and H in the second region RE2 on the semiconductor substrate 10.
The EMT is formed. The HBT is a buffer layer 20 having a thickness of 5000 angstroms formed on the semiconductor substrate 10.
1000 Å thick carrier concentration 1 × 10
18 / cm 3 collector layer 30a, base layer 40 having a thickness of 150 Å and an impurity concentration of 1 × 10 21 / cm 3.
1. Thickness 1000 angstrom and carrier concentration 1x
The emitter layer 50a of 10 18 / cm 3 and the high-concentration emitter contact layer 60c are sequentially laminated. A part of the collector layer 30a is slightly removed in the thickness direction to expose the inner surface of the collector layer 30a. A collector electrode 70 is formed on the exposed surface of the collector layer 30a while maintaining ohmic contact. Similarly, the base layer 401 is partially exposed in the same manner, and the base electrode 90 is exposed on this exposed surface.
However, the emitter electrode 8 is formed on the emitter contact layer 60c.
0 is formed while maintaining ohmic contact.

【0025】一方、HEMTは、バッファー層20をH
BTとの共通層として、この上に厚さ1000オングス
トロームでキャリア濃度1×1018/cm3 の第1電子
供給層30b、厚さ150オングストロームで不純物濃
度1×1015/cm3 以下のチャネル層40bおよび厚
さ1000オングストロームでキャリア濃度1×1018
/cm3 の第2電子供給層50bを順次積層することに
より形成されている。そして、第2電子供給層50bは
一部領域がその厚み方向に僅かに(約500オングスト
ローム)除去されて、この除去により露出した面にゲー
ト電極110がショットキー接触を保持して形成されて
いる。また、第2電子供給層50b上にはゲート電極1
10を挟んでソースコンタクト層60aおよびドレイン
コンタクト層60bが形成されており、これらの上には
ソース電極100およびドレイン電極120がオーミッ
ク接触を保持してそれぞれ形成されている。
On the other hand, in HEMT, the buffer layer 20 is
As a common layer with BT, a first electron supply layer 30b having a thickness of 1000 angstroms and a carrier concentration of 1 × 10 18 / cm 3 is formed thereon, and a channel layer having a thickness of 150 angstroms and an impurity concentration of 1 × 10 15 / cm 3 or less. Carrier concentration of 1 × 10 18 at 40 b and a thickness of 1000 Å.
/ Cm 3 of the second electron supply layer 50b is sequentially laminated. Then, a part of the second electron supply layer 50b is slightly removed (about 500 angstroms) in the thickness direction, and the gate electrode 110 is formed on the surface exposed by this removal while maintaining Schottky contact. . In addition, the gate electrode 1 is formed on the second electron supply layer 50b.
A source contact layer 60a and a drain contact layer 60b are formed so as to sandwich 10, and a source electrode 100 and a drain electrode 120 are formed on these, respectively, while maintaining ohmic contact.

【0026】また、コレクタ電極70とソース電極10
0とは絶縁膜130を介して蒸着された配線(Ti/P
t/Au)140によって電気的に接続されている。な
お、本実施例では、簡単のためコレクタ電極70とソー
ス電極100のみを接続した構成としてあるが、これら
を集積回路用の論理回路に適用しようとする場合には、
前記文献に記載した論理回路を実現するように適宜接
続されることが望ましい。
Further, the collector electrode 70 and the source electrode 10
0 is a wiring (Ti / P) deposited through the insulating film 130.
t / Au) 140 for electrical connection. In this embodiment, for the sake of simplicity, only the collector electrode 70 and the source electrode 100 are connected, but when these are applied to a logic circuit for an integrated circuit,
It is desirable that they be appropriately connected so as to realize the logic circuit described in the above document.

【0027】そして、各層は同図中に示したような材料
から構成される。すなわち、半導体基板10は半絶縁性
のGaAs、バッファー層20はこの上に形成される層
の結晶性を良好に保つために形成されたGaAs、コレ
クタ層30aおよびチャネル層40bはn型のGaA
s、ベース層401はInGaAs(In=0.5)、
チャネル層40bはノンドープ(アンドープ:キャリア
濃度1×1015/cm3以下)のInGaAs、エミッ
タ層50aおよび第2電子供給層50bはn型のAlG
aAs層、コンタクト層60a〜cは高濃度n型GaA
sである。
Each layer is composed of the materials shown in FIG. That is, the semiconductor substrate 10 is semi-insulating GaAs, the buffer layer 20 is GaAs formed to maintain the crystallinity of the layer formed thereon, and the collector layer 30a and the channel layer 40b are n-type GaA.
s, the base layer 401 is InGaAs (In = 0.5),
The channel layer 40b is undoped (undoped: carrier concentration 1 × 10 15 / cm 3 or less) InGaAs, and the emitter layer 50a and the second electron supply layer 50b are n-type AlG.
The aAs layer and the contact layers 60a to 60c are high-concentration n-type GaA.
s.

【0028】そして、このような材料から構成されるこ
ととすると、エミッタ層50aのエネルギーバンドギャ
ップはベースのそれよりも広くなり、HBTを構成する
ことができる。なお、本実施例の構成によれば、コレク
タ層30aのエネルギーバンドギャップもベースのそれ
よりも広く設定されることとしてある。なお、各オーミ
ック接触を保持している電極70,80,90,10
0,120は、AuGe/Niから構成されており、シ
ョットキー接触を保持している電極110はTi/Pt
/Auから構成されることとしてある。また、チャネル
層40bのエネルギーバンドギャップは第2電子供給層
50bよりも狭いので、HEMTを構成することができ
る。ここで、このHEMTではチャネル層40bのエネ
ルギーバンドギャップも第1電子供給層30bよりも狭
く設定されているので、これらの界面でも2次元電子を
生成してHEMTを構成することとしてある。
If it is made of such a material, the energy band gap of the emitter layer 50a becomes wider than that of the base, and an HBT can be formed. According to the structure of this embodiment, the energy band gap of the collector layer 30a is also set wider than that of the base. The electrodes 70, 80, 90, 10 holding the respective ohmic contacts
0 and 120 are made of AuGe / Ni, and the electrode 110 holding the Schottky contact is Ti / Pt.
/ Au. Moreover, since the energy band gap of the channel layer 40b is narrower than that of the second electron supply layer 50b, a HEMT can be formed. Here, in this HEMT, the energy band gap of the channel layer 40b is also set narrower than that of the first electron supply layer 30b, so that two-dimensional electrons are also generated at these interfaces to form the HEMT.

【0029】そして、この様にチャネル層40bとベー
ス層401とを半導体基板10から等しい距離だけ離隔
して形成することにより、HEMTとHBTとの段差
(各電極間の段差)を小さくすることができ、配線14
0のステップカバレージを改善することができる。これ
により、配線140が電界の集中などの不都合な要因に
より断線する恐れを低減することができる。
By thus forming the channel layer 40b and the base layer 401 at an equal distance from the semiconductor substrate 10, the step between HEMT and HBT (step between electrodes) can be reduced. Yes, wiring 14
The step coverage of 0 can be improved. Accordingly, it is possible to reduce the risk that the wiring 140 is disconnected due to an inconvenient factor such as the concentration of an electric field.

【0030】次に本実施例の化合物半導体装置の作用に
ついて説明する。このHBTは、エミッタ層50aとベ
ース層401との間に順方向電圧、ベースとコレクタ層
30aとの間に逆方向電圧を印加することによりHBT
として動作する。そして、エミッタ層50aのエネルギ
ーバンドギャップはベース層401のそれよりも広いの
で、これらの間のポテンシャル障壁によりベース層40
1からエミッタ層50aへの逆方向注入電流を減少さ
せ、エミッタ注入効率を増加させて高速利得な動作を実
現できる。
Next, the operation of the compound semiconductor device of this embodiment will be described. This HBT is obtained by applying a forward voltage between the emitter layer 50a and the base layer 401 and a reverse voltage between the base and the collector layer 30a.
To work as. Since the energy band gap of the emitter layer 50a is wider than that of the base layer 401, the potential barrier between them causes the base layer 40a.
The reverse injection current from 1 to the emitter layer 50a can be reduced, the emitter injection efficiency can be increased, and high-speed gain operation can be realized.

【0031】また、このHEMTは、Dモードで動作す
るように設計してあり、ソース電極100とドレイン電
極120間に駆動電圧を印加するとともにゲート電極1
10に負電圧を印加することにより、第1電子供給層3
0bとチャネル層40bおよび第2電子供給層50bと
チャネル層40bとの界面に発生した2次元電子ガス濃
度を減少させてソース電極100とドレイン電極120
間を流れる2次元電子ガスの量を制御する。このような
HEMTは空間電荷の影響を受けることなく2次元電子
が走行するので、高速かつ低消費電力で動作することが
できる。
Further, this HEMT is designed to operate in the D mode, and a drive voltage is applied between the source electrode 100 and the drain electrode 120 and the gate electrode 1
By applying a negative voltage to the first electron supply layer 3,
0b and the channel layer 40b, and the two-dimensional electron gas concentration generated at the interface between the second electron supply layer 50b and the channel layer 40b is reduced to reduce the source electrode 100 and the drain electrode 120.
The amount of the two-dimensional electron gas flowing between them is controlled. In such a HEMT, since two-dimensional electrons travel without being affected by space charges, the HEMT can operate at high speed with low power consumption.

【0032】次に、この化合物半導体装置の製造方法に
ついて添付図面の図1〜8を用いて説明する。なお、各
層はこれを構成する材料元素(Ga,As,In)をM
BE(分子線エピタキシャル)法のソースとして用いて
形成した。まず、図1に示すようにMBE法により半導
体基板10上にバッファー層20、第1広バンドギャッ
プ層30および狭バンドギャップ層40を順次積層す
る。なお、狭バンドギャップ層40の層厚は約150オ
ングストロームとしたが、これは、この狭バンドギャッ
プ層40とこの上に形成される層の結晶性を良好に保持
する観点から、さらには、この狭バンドギャップ層40
は図1に示したHEMTの基板側の2次元電子ガス生成
のための層として機能するのでここに生じる電界強度保
持の観点から300オングストローム以下とすることが
望ましい。
Next, a method of manufacturing this compound semiconductor device will be described with reference to FIGS. In addition, each layer contains M (Ga, As, In) as a constituent element.
It was formed by using it as a source of BE (molecular beam epitaxial) method. First, as shown in FIG. 1, the buffer layer 20, the first wide bandgap layer 30, and the narrow bandgap layer 40 are sequentially stacked on the semiconductor substrate 10 by the MBE method. The layer thickness of the narrow bandgap layer 40 is set to about 150 angstroms. This is because the crystallinity of the narrow bandgap layer 40 and the layer formed thereon is kept good. Narrow band gap layer 40
Since it functions as a layer for generating two-dimensional electron gas on the substrate side of the HEMT shown in FIG. 1, it is preferably 300 angstroms or less from the viewpoint of maintaining the electric field strength generated here.

【0033】次に,図2に示すように第1広バンドギャ
ップ層30上にフォトレジスト100を塗布/露光(パ
ターニング)して、図1の第1領域RE1の所定の領域
のフォトレジスト100を剥離させる。しかる後、この
所定の領域にイオン注入法によりBe+ を10keVで
1×1014/cm2 注入して不純物濃度1×1021/c
m3 のp型ベース層401を形成する。なお、このp型
の不純物としてC+ を用い、これを15〜20keVで
1×1014/cm2 注入して不純物濃度1×1021/c
m3 のp型ベース層401を形成することとしてもよ
い。これにより、CのGaAsおよびInGaAs中で
の拡散係数は極めて小さいので、不純物濃度分布の浅い
ベース層401を形成することができる。
Next, as shown in FIG. 2, a photoresist 100 is applied / exposed (patterned) on the first wide band gap layer 30 to expose the photoresist 100 in a predetermined region of the first region RE1 of FIG. Peel off. Thereafter, 1 × 10 14 / cm 2 injected into the impurity concentration of 1 × 10 21 / c a Be + at 10keV by ion implantation into the predetermined area
An m 3 p-type base layer 401 is formed. C + was used as the p-type impurity and was implanted at 1 × 10 14 / cm 2 at 15 to 20 keV to obtain an impurity concentration of 1 × 10 21 / c.
The m 3 p-type base layer 401 may be formed. As a result, the diffusion coefficient of C in GaAs and InGaAs is extremely small, so that the base layer 401 having a shallow impurity concentration distribution can be formed.

【0034】この後、狭バンドギャップ層40上に第2
広バンドギャップ層50およびキャップ層60を順次成
長させる(図4参照)。この際、ベース層401内の不
純物の熱処理も同時に行ってこの不純物を活性化させ
る。なお、この活性化は第2広バンドギャップ層50の
成長前にRTA(850℃、2秒)により行うこととし
てもよい。次に、第2広バンドギャップ層50上に図示
しないフォトレジストを塗布/露光(パターニング)し
て、この上から図1の第1領域RE1と第2領域RE2
との間の領域を電気伝導の低いバッファー層20までエ
ッチングする。しかる後、このフォトレジストを剥離さ
せてHBTとHEMTとの素子間分離を行い、図1に示
したコレクタ層30a、第1電子供給層30b、チャネ
ル層40bおよび第2電子供給層50bを形成する(図
5参照)。なお、この素子間分離は図1の第1領域RE
1と第2領域RE2との間の領域の深さ方向に第2広バ
ンドギャップ層50からバッファー層20までO+ また
はB+ をイオン注入することにより行うこととしてもよ
い。
Then, a second layer is formed on the narrow band gap layer 40.
The wide band gap layer 50 and the cap layer 60 are sequentially grown (see FIG. 4). At this time, heat treatment of the impurities in the base layer 401 is also performed at the same time to activate the impurities. Note that this activation may be performed by RTA (850 ° C., 2 seconds) before the growth of the second wide band gap layer 50. Next, a photoresist (not shown) is applied / exposed (patterned) on the second wide band gap layer 50, and the first region RE1 and the second region RE2 of FIG.
The region between and is etched to the buffer layer 20 having low electrical conductivity. Then, the photoresist is peeled off to separate the HBT and the HEMT from each other to form the collector layer 30a, the first electron supply layer 30b, the channel layer 40b, and the second electron supply layer 50b shown in FIG. (See Figure 5). It should be noted that this element isolation is performed by the first region RE in FIG.
It may be performed by ion-implanting O + or B + from the second wide band gap layer 50 to the buffer layer 20 in the depth direction of the region between the first and second regions RE2.

【0035】そして、図6に示すように、図3と同様の
リソグラフィー工程(パターニングとエッチング)を行
うことにより、コレクタ層30aの一部の領域を露出さ
せて、この後コレクタ層30aにコレクタ電極70を形
成する領域を形成し、ベース層401の一部の領域を露
出させて、この後ベース層401aにベース電極90を
形成する領域を形成する。また、この際に同様のリソグ
ラフィー工程により第2広バンドギャップ層50をベー
ス層401aまでエッチングして図1のエミッタ層50
aを形成する。
Then, as shown in FIG. 6, the same lithography process (patterning and etching) as in FIG. 3 is performed to expose a part of the region of the collector layer 30a, and then the collector electrode is formed on the collector layer 30a. A region for forming 70 is formed to expose a partial region of the base layer 401, and then a region for forming the base electrode 90 is formed on the base layer 401a. At this time, the second wide bandgap layer 50 is etched to the base layer 401a by the same lithography process, and the emitter layer 50 of FIG.
a is formed.

【0036】次に、ベース層401a上の一部領域にベ
ース電極90を蒸着/リフトオフして形成する(図7参
照)。さらに、図8に示すようにHEMTのエミッタ層
50a上にコンタクト層60dを介して(AuGe/N
iの材料から構成される)ソース電極100およびドレ
イン電極120をパターニングして蒸着/リフトオフし
て420℃、1分間の合金化処理を行う。そして、この
際にベース層401とチャネル層40bとは半導体基板
10から厚み方向に等しい距離だけ離隔しており、これ
らの上に形成されるエミッタ層50aと第2電子供給層
50bとの厚さは等しいので、ソース電極100および
ドレイン電極120の形成工程と同時にエミッタ電極8
0の形成も同様のパターニングと蒸着/リフトオフ工程
により形成することができる。次に、コレクタ層30a
上にコレクタ電極70を蒸着/リフトオフして形成す
る。なお、このリソグラフィー工程は、ベース層40
1、エミッタ層50aやこれらの電極(80,90)を
形成する場合において自己整合を用いることとしてもよ
い。
Next, the base electrode 90 is formed by vapor deposition / lift-off in a partial region on the base layer 401a (see FIG. 7). Further, as shown in FIG. 8, on the emitter layer 50a of the HEMT via the contact layer 60d (AuGe / N
The source electrode 100 and the drain electrode 120 (which are made of the material of i) are patterned, vapor-deposited / lifted off, and alloyed at 420 ° C. for 1 minute. Then, at this time, the base layer 401 and the channel layer 40b are separated from the semiconductor substrate 10 by an equal distance in the thickness direction, and the thickness of the emitter layer 50a and the second electron supply layer 50b formed on the base layer 401 and the channel layer 40b are equal to each other. Are the same, the emitter electrode 8 and the drain electrode 120 are formed at the same time.
The formation of 0 can also be performed by the same patterning and vapor deposition / lift-off process. Next, the collector layer 30a
A collector electrode 70 is formed thereon by vapor deposition / lift-off. It should be noted that this lithography process is performed in the base layer 40.
1. Self-alignment may be used when the emitter layer 50a and these electrodes (80, 90) are formed.

【0037】しかる後、第2電子供給層50b上のソー
ス電極100とドレイン電極との領域に規定されるHE
MTのゲート領域に同様のパターニング(フォトレジス
トの塗布/露光/除去)を施して第2電子供給層50b
表面からの深さに約500オングストロームの位置まで
エッチングを行う。そして、ゲート領域上にこのパター
ニングに使用したマスクを使用してリセスエッチにて所
定の電流に第2電子供給層50bに厚さを設定してゲー
ト電極110(Ti/Pt/Au)を蒸着/リフトオフ
して形成する。
Thereafter, the HE defined in the region of the source electrode 100 and the drain electrode on the second electron supply layer 50b is defined.
The same patterning (photoresist coating / exposure / removal) is performed on the MT gate region to form the second electron supply layer 50b.
Etch to a depth of about 500 angstroms from the surface. Then, the gate electrode 110 (Ti / Pt / Au) is deposited / lifted off on the gate region by recess etching using the mask used for this patterning to set the thickness of the second electron supply layer 50b to a predetermined current. To form.

【0038】そして、これらの工程を経た後に絶縁膜
(SiN)130をプラズマCVD法により所望の各電
極以外の電極上に堆積し、配線140を蒸着してリフト
オフすることにより、図1に示した化合物半導体装置を
得る。
After passing through these steps, the insulating film (SiN) 130 is deposited on the electrodes other than the desired electrodes by the plasma CVD method, and the wiring 140 is vapor-deposited and lifted off, as shown in FIG. A compound semiconductor device is obtained.

【0039】以上の通り、本実施例の化合物半導体装置
の製造方法によれば、狭バンドギャップ層40をHBT
のベース層401とHEMTのチャネル層40bとの共
通層として形成することとしたので、これらは半導体基
板10から厚み方向に等しい距離だけ離隔することな
り、ソース電極100およびドレイン電極120の形成
工程と同時にエミッタ電極80の形成も同様のパターニ
ングと蒸着/リフトオフ工程により形成することができ
る。また、ソース電極100およびドレイン電極120
の半導体基板10からの高さは等しいので、露光時の照
射光の焦点位置が等しくなり、精密なパターンの電極を
形成することができる。さらに、この工程を採用するこ
とにより、HBTとHEMTとの段差は著しく減少し絶
縁膜130やこの上に配置される電極のステップカバレ
ージを改善させることができる。
As described above, according to the method of manufacturing the compound semiconductor device of the present embodiment, the narrow band gap layer 40 is formed in the HBT.
Since the base layer 401 and the HEMT channel layer 40b are formed as a common layer, they are separated from the semiconductor substrate 10 by an equal distance in the thickness direction, and the source electrode 100 and the drain electrode 120 are formed in the same process. At the same time, the emitter electrode 80 can be formed by the same patterning and vapor deposition / lift-off process. In addition, the source electrode 100 and the drain electrode 120
Since the heights from the semiconductor substrate 10 are the same, the focal positions of the irradiation light at the time of exposure are the same, and the electrodes having a precise pattern can be formed. Further, by adopting this step, the step difference between the HBT and the HEMT is remarkably reduced, and the step coverage of the insulating film 130 and the electrodes arranged thereon can be improved.

【0040】なお、本実施例の製造方法ではMBE法を
用いて各層の形成を行ったが、これはMOVPE法によ
って形成することとしてもよい。この場合には、MOV
PE法によるエピタキシャル成長は、トリメチルIn、
トリメチルGaおよびアルシンをソースとして行うこと
ができる。
In the manufacturing method of this embodiment, each layer was formed by using the MBE method, but it may be formed by the MOVPE method. In this case, MOV
Epitaxial growth by PE method is trimethyl In,
Trimethyl Ga and arsine can be used as sources.

【0041】次に、本発明に係る化合物半導体装置の第
2実施例について説明する。この化合物半導体装置もH
BTとHEMTとを同一基板上に形成したものである
が、本実施例ではHBTの構成をコレクタアップの構造
としたものである。なお、各層の材料、組成、層厚およ
び不純物濃度は第1実施例と同様とする。
Next, a second embodiment of the compound semiconductor device according to the present invention will be described. This compound semiconductor device is also H
Although the BT and the HEMT are formed on the same substrate, in this embodiment, the HBT has a collector-up structure. The material, composition, layer thickness and impurity concentration of each layer are the same as in the first embodiment.

【0042】図9は、第2実施例に係る化合物半導体装
置の構造を説明するための断面構成図である。この化合
物半導体装置は半導体基板10上の第1の領域RE1に
HBTが、第2の領域RE2にHEMTが形成されてい
る。HBTは、半導体基板10上にバッファー層20、
エミッタ層50a、ベース層401、コレクタ層50a
およびエミッタコンタクト層60cが順次積層されるこ
とにより構成されている。そして、エミッタ層50aは
その一部領域が厚み方向に僅かに除去されてこれの内部
表面が露出している。そして、このエミッタ層50aの
露出面上にはエミッタ電極80が、オーミック接触を保
持して形成されている。また、これと同様にベース層4
01もその一部領域露出しており、この露出面上にベー
ス電極90が、エミッタコンタクト層60c上にはエミ
ッタ電極80がオーミック接触を保持して形成されてい
る。
FIG. 9 is a cross sectional view for explaining the structure of the compound semiconductor device according to the second embodiment. In this compound semiconductor device, HBT is formed in the first region RE1 and HEMT is formed in the second region RE2 on the semiconductor substrate 10. The HBT includes a buffer layer 20 on the semiconductor substrate 10,
Emitter layer 50a, base layer 401, collector layer 50a
And the emitter contact layer 60c are sequentially laminated. A part of the emitter layer 50a is slightly removed in the thickness direction so that the inner surface of the emitter layer 50a is exposed. An emitter electrode 80 is formed on the exposed surface of the emitter layer 50a while maintaining ohmic contact. Also, similarly to this, the base layer 4
01 is also partially exposed, and the base electrode 90 is formed on this exposed surface and the emitter electrode 80 is formed on the emitter contact layer 60c while maintaining ohmic contact.

【0043】一方、HEMTは、その第2電子供給層5
0bと第1エミッタ供給層30bとがエミッタ層50a
とコレクタ層30aの図1との相違に対応して形成され
ている。すなわち、本実施例のHEMTは、バッファー
層20をHBTとの共通層として、この上に第2電子供
給層50b、チャネル層40bおよびの第12電子供給
層30bを順次積層することにより形成されている。そ
して、第1電子供給層30bは一部領域がその厚み方向
に僅かに(約500オングストローム)除去されて、こ
の除去により露出した面にゲート電極110がショット
キー接触を保持して形成されている。また、第1電子供
給層30b上にはゲート電極110を挟んでソースコン
タクト層60aおよびドレインコンタクト層60bが形
成されており、これらの上にはソース電極100および
ドレイン電極120がオーミック接触を保持してそれぞ
れ形成されている。また、エミッタ電極80とソース電
極100とは絶縁膜130を介して蒸着された配線(T
i/Pt/Au)140によって電気的に接続されてい
る。
On the other hand, the HEMT has its second electron supply layer 5
0b and the first emitter supply layer 30b are the emitter layer 50a.
And the collector layer 30a are formed corresponding to the difference from FIG. That is, the HEMT of the present embodiment is formed by sequentially stacking the second electron supply layer 50b, the channel layer 40b, and the twelfth electron supply layer 30b on the buffer layer 20 as a common layer with the HBT. There is. Then, a part of the first electron supply layer 30b is slightly removed (about 500 angstroms) in the thickness direction, and the gate electrode 110 is formed on the surface exposed by this removal while maintaining Schottky contact. . A source contact layer 60a and a drain contact layer 60b are formed on the first electron supply layer 30b with the gate electrode 110 interposed therebetween, and the source electrode 100 and the drain electrode 120 maintain ohmic contact on them. Are formed respectively. In addition, the emitter electrode 80 and the source electrode 100 have a wiring (T
i / Pt / Au) 140 for electrical connection.

【0044】このようなコレクタアップの構成とするこ
とによって、コレクタ層30aの面積を減少させること
ができるので、HBTのコレクタ接合容量を低減してH
BTおよびこれをHEMTとともに用いた論理回路の遮
断周波数を向上させることができる。また、この化合物
半導体装置は、第1実施例と同様の製造方法で作製され
る。よって、コレクタ層30aと第1電子供給層30b
とは、同一の製造工程で作製されることとなる。これ
は、この化合物半導体装置の動作特性に改善に有効な要
因となり得る。すなわち、遮断周波数の向上にはコレク
タ抵抗の低減が有効であるので、コレクタ層30aの不
純物濃度を増加させてこの低減を実現することができ
る。しかも、このHBTはコレクタ層30aの面積を低
減してコレクタ接合容量を減少させているので、不純物
濃度を増加させてコレクタ抵抗を減少させてもコレクタ
接合容量はあまり増加せず、高い遮断周波数を維持した
ままで係る化合物半導体装置を動作させることができ
る。この際には、コレクタ層30aと第1電子供給層3
0bとは、同一の不純物濃度を有することとなるので、
HEMTの第1電子供給層30bの不純物(キャリア)
濃度を増加させてHEMTの利得を増加させることがで
きる。ただし、回路の設計上コレクタ層30aの接合容
量を減少させる必要がある場合にはコレクタ層の濃度を
1×1017/cm3程度に減少させることも可能であ
る。
With such a collector-up configuration, the area of the collector layer 30a can be reduced, so that the collector junction capacitance of the HBT is reduced and H is reduced.
The cutoff frequency of the BT and the logic circuit using the BT together with the HEMT can be improved. Further, this compound semiconductor device is manufactured by the same manufacturing method as that of the first embodiment. Therefore, the collector layer 30a and the first electron supply layer 30b
And are manufactured in the same manufacturing process. This can be an effective factor for improving the operating characteristics of this compound semiconductor device. That is, since it is effective to reduce the collector resistance to improve the cutoff frequency, it is possible to increase the impurity concentration of the collector layer 30a to realize this reduction. Moreover, since the HBT reduces the area of the collector layer 30a to reduce the collector junction capacitance, the collector junction capacitance does not increase much even if the impurity concentration is increased to reduce the collector resistance, and a high cutoff frequency is obtained. The compound semiconductor device can be operated while maintaining it. At this time, the collector layer 30a and the first electron supply layer 3
Since 0b has the same impurity concentration,
Impurities (carriers) of the first electron supply layer 30b of HEMT
The HEMT gain can be increased by increasing the concentration. However, if it is necessary to reduce the junction capacitance of the collector layer 30a in designing the circuit, the concentration of the collector layer can be reduced to about 1 × 10 17 / cm 3 .

【0045】本発明は前述の実施例に限らず様々な変形
が可能である。すなわち、上記第1および第2実施例で
はHBTのベース層401およびHEMTのチャネル層
40bの組成をInGaAs(In=0.15)とした
が、これは、ベース層401のエネルギーバンドギャッ
プがエミッタ層50aのそれよりも狭い範囲内であっ
て、チャネル層40bのエネルギーバンドギャップが第
1または第2電子供給層30b、50bのそれよりも狭
い範囲であればよい(条件Aとする)。すなわち、ベー
ス層401の組成はInGaAs(In=0〜0.3)
の範囲であってもよい。
The present invention is not limited to the above-mentioned embodiment, but various modifications can be made. That is, in the first and second embodiments, the composition of the base layer 401 of the HBT and the channel layer 40b of the HEMT is InGaAs (In = 0.15). This is because the energy band gap of the base layer 401 is the emitter layer. It may be within a range narrower than that of 50a and within a range in which the energy band gap of the channel layer 40b is narrower than that of the first or second electron supply layers 30b and 50b (a condition A). That is, the composition of the base layer 401 is InGaAs (In = 0 to 0.3)
May be in the range.

【0046】また、このような条件Aを満たす範囲であ
れば、各層の構成材料、組成を以下のようにしてもよ
い。つまり、図10の第3実施例の断面構成図に示すよ
うに、エミッタアップのHBTを用いる場合には、エミ
ッタ層50a/ベース層401の構成材料は、InGa
P(In=0〜1.0)/InGaAaであってもよ
く、また、図11の第4実施例の断面構成図に示すよう
にコレクタアップのHBTを用いる場合にもこのような
構成が可能である。但し、エミッタ層50aと第2電子
供給層50bおよびコレクタ層30aと第1電子供給層
30bの構成材料は等しいものとする。さらに、上記第
1および第2実施例では、半導体基板10として半絶縁
性のGaAsを用いたが、これは上記条件Aを満たす範
囲内であれば、半絶縁性のInPを用いることも可能で
ある。
The constituent materials and compositions of the respective layers may be as follows, as long as the condition A is satisfied. That is, as shown in the sectional configuration diagram of the third embodiment of FIG. 10, when the emitter-up HBT is used, the constituent material of the emitter layer 50a / base layer 401 is InGa.
It may be P (In = 0 to 1.0) / InGaAa, and such a configuration is also possible when a collector-up HBT is used as shown in the sectional configuration diagram of the fourth embodiment in FIG. Is. However, the constituent materials of the emitter layer 50a and the second electron supply layer 50b, and the collector layer 30a and the first electron supply layer 30b are the same. Furthermore, in the first and second embodiments, the semi-insulating GaAs is used as the semiconductor substrate 10, but semi-insulating InP can also be used as long as it satisfies the condition A. is there.

【0047】すなわち、図12の第5実施例の断面構成
図に示すように半導体基板10を半絶縁性のInPと
し、この上に形成されたバッファー層20をInPとし
て、HBTはコレクタ層30a(n型InGaAs:I
n=0.53)、ベース層401(p型InGaAs:
In=0.53)、エミッタ層50a(n型AlInA
s:Al=0.48)を順次積層することにより構成す
ることとし、HEMTも第1電子供給層30b(n型I
nGaAs:In=0.53)、チャネル層40b(ノ
ンドープInGaAs:In=0.53)、第2電子供
給層50b(n型AlInAs:Al=0.48)を順
次積層することにより構成することとしてもよい。
That is, as shown in the sectional structure view of the fifth embodiment of FIG. 12, the semiconductor substrate 10 is made of semi-insulating InP, the buffer layer 20 formed thereon is made of InP, and the HBT is made of the collector layer 30a ( n-type InGaAs: I
n = 0.53), base layer 401 (p-type InGaAs:
In = 0.53), emitter layer 50a (n-type AlInA
s: Al = 0.48) is sequentially laminated, and the HEMT also has the first electron supply layer 30b (n-type I).
nGaAs: In = 0.53), a channel layer 40b (non-doped InGaAs: In = 0.53), and a second electron supply layer 50b (n-type AlInAs: Al = 0.48) are sequentially laminated. Good.

【0048】さらに、上記条件Aを満たす範囲内であれ
ば、図13の第6実施例の断面構成図に示すように、半
導体基板10を半絶縁性InPとし、この上に形成され
たバッファー層20をAlInAsとして、HBTはコ
レクタ層30a(n型InP)、ベース層401(p型
InP)、エミッタ層50a(n型AlInAs:Al
=0.48)を順次積層することにより構成することと
し、HEMTは第1電子供給層30b(n型InP)、
チャネル層40b(ノンドープInP)、第2電子供給
層50b(n型AlInAs:Al=0.48)を順次
積層することにより構成することとしてもよい。
Further, as long as the above condition A is satisfied, the semiconductor substrate 10 is made of semi-insulating InP, and the buffer layer formed on the semiconductor substrate 10 is as shown in the sectional configuration diagram of the sixth embodiment of FIG. 20 is AlInAs, HBT is a collector layer 30a (n-type InP), a base layer 401 (p-type InP), an emitter layer 50a (n-type AlInAs: Al).
= 0.48) are sequentially laminated, and the HEMT has a first electron supply layer 30b (n-type InP),
The channel layer 40b (non-doped InP) and the second electron supply layer 50b (n-type AlInAs: Al = 0.48) may be sequentially stacked.

【0049】但し、図12および図13に示した化合物
半導体装置をコレクタアップの構成とすると、HEMT
のゲート電極110がInP上に形成されるため良好な
ショットキー接触が得られないので係るコレクタアップ
の化合物半導体装置を形成することは困難である。
However, when the compound semiconductor device shown in FIGS. 12 and 13 is configured to have a collector-up structure, HEMT
It is difficult to form such a collector-up compound semiconductor device because a good Schottky contact cannot be obtained because the gate electrode 110 of 1. is formed on InP.

【0050】以上説明したように、上記第1および第2
実施例の化合物半導体装置の構成によれば、HBTとH
EMTとの段差を小さくすることができ、これらのデバ
イスの間に配線や絶縁膜(パッシベーション膜)を形成
する際のステップカバレージを改善することができる。
特に、この化合物半導体装置は、その段差が小さいので
配線140やHBTとHEMTの電極(70〜120)
などのパターニングの際に露光時の照射光の焦点距離が
略等しくとれるので、高精度の微細加工が可能である。
これにより、この化合物半導体装置は配線切れのおそれ
がなくなり、こ信頼性の高い動作をすることができる。
しかも、半導体基板10の構成材料として半絶縁性のG
aAsを採用した場合にはコレクタ層30aにGaAs
を用いることができるのでHBTを構成するGaAs層
およびこの上に成長した層の結晶性を良好に保持するこ
とができるのでベース内での再結合電流を減少させて動
作特性を改善することができる。
As described above, the first and second
According to the configuration of the compound semiconductor device of the embodiment, HBT and H
The step difference from the EMT can be reduced, and the step coverage when forming a wiring or an insulating film (passivation film) between these devices can be improved.
In particular, since the compound semiconductor device has a small step, the wiring 140 and the electrodes (70 to 120) of the HBT and the HEMT.
Since the focal lengths of the irradiation light at the time of exposure can be set to be substantially equal during patterning such as, high precision microfabrication is possible.
As a result, this compound semiconductor device eliminates the possibility of wiring breakage and can operate with high reliability.
Moreover, the semi-insulating G is used as a constituent material of the semiconductor substrate 10.
When aAs is adopted, GaAs is used for the collector layer 30a.
Since the crystallinity of the GaAs layer constituting the HBT and the layer grown on the HBT can be maintained well, the recombination current in the base can be reduced and the operating characteristics can be improved. .

【0051】また、上記第1および第2実施例に係る化
合物半導体装置に製造方法によれば、HEMTのチャネ
ル層40bとHBTのベース層401を同一工程で作製
することとしたので、化合物半導体装置の製造時間を短
縮することができる。さらに、このベース層401は狭
バンドギャップ層40の所望の領域に選択的にイオン注
入を用いることにより形成したので、AlInAs/I
nGaAs系の選択エッチング性を考慮する必要がな
く、これらのエッチングのばらつきによるHEMTの信
頼性の劣化を防止することができる。
According to the manufacturing method of the compound semiconductor device of the first and second embodiments, the HEMT channel layer 40b and the HBT base layer 401 are formed in the same step. Therefore, the compound semiconductor device is manufactured. Manufacturing time can be shortened. Further, since the base layer 401 is formed by selectively using ion implantation in a desired region of the narrow bandgap layer 40, AlInAs / I
It is not necessary to consider the nGaAs-based selective etching property, and it is possible to prevent the reliability of the HEMT from deteriorating due to variations in these etchings.

【0052】[0052]

【発明の効果】以上の通り、本発明に係る化合物半導体
装置の製造方法によれば、HBTとHEMTとの段差を
小さくすることができるので、これらのデバイスの間に
配線や絶縁膜を形成する際のステップカバレージやを露
光時のパターニング精度を改善することができる。これ
により、本発明の化合物半導体装置は、その製造過程お
よび動作時において配線切れのおそれがなくなるので信
頼性の高い動作をすることができる。
As described above, according to the method of manufacturing the compound semiconductor device of the present invention, the step between the HBT and the HEMT can be reduced, so that the wiring and the insulating film are formed between these devices. In this case, it is possible to improve the step coverage and the patterning accuracy during exposure. As a result, the compound semiconductor device of the present invention can operate with high reliability because there is no possibility of wire breakage during the manufacturing process and during operation.

【0053】また、本発明に係る化合物半導体装置に製
造方法によれば、HEMTの化合物半導体チャネル層と
HBTのベース層とを同一工程で作製することとしたの
で、化合物半導体装置の製造時間を短縮することができ
る。また、このベース層をアンドープの化合物半導体層
上の第1の領域内の所定の領域にp型不純物となるイオ
ンを選択的に注入することにより形成したので、AlI
nAs/InGaAs系の選択エッチング性の悪い材料
を用いた場合にも、これらのエッチングのばらつきによ
るHEMTさらにはこれを用いた化合物半導体装置の信
頼性の劣化を防止することができる。
According to the method of manufacturing the compound semiconductor device of the present invention, the compound semiconductor channel layer of the HEMT and the base layer of the HBT are manufactured in the same step, which shortens the manufacturing time of the compound semiconductor device. can do. Further, since this base layer is formed by selectively implanting ions serving as p-type impurities into a predetermined region in the first region on the undoped compound semiconductor layer, AlI
Even when the nAs / InGaAs-based material having a poor selective etching property is used, it is possible to prevent the HEMT from being deteriorated and the reliability of the compound semiconductor device using the HEMT from being deteriorated.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】第1実施例に係る化合物半導体装置の構造を説
明するための断面構成図である。
FIG. 1 is a sectional configuration diagram for explaining a structure of a compound semiconductor device according to a first example.

【図2】第1実施例に係る化合物半導体装置の製造方法
を説明するための断面構成図である。
FIG. 2 is a cross-sectional configuration diagram for explaining the method for manufacturing the compound semiconductor device according to the first example.

【図3】第1実施例に係る化合物半導体装置の製造方法
を説明するための断面構成図である。
FIG. 3 is a cross-sectional configuration diagram for describing the method for manufacturing the compound semiconductor device according to the first example.

【図4】第1実施例に係る化合物半導体装置の製造方法
を説明するための断面構成図である。
FIG. 4 is a sectional configuration diagram for explaining the manufacturing method for the compound semiconductor device according to the first example.

【図5】第1実施例に係る化合物半導体装置の製造方法
を説明するための断面構成図である。
FIG. 5 is a cross-sectional configuration diagram for explaining the method for manufacturing the compound semiconductor device according to the first example.

【図6】第1実施例に係る化合物半導体装置の製造方法
を説明するための断面構成図である。
FIG. 6 is a cross-sectional configuration diagram for explaining the method for manufacturing the compound semiconductor device according to the first example.

【図7】第1実施例に係る化合物半導体装置の製造方法
を説明するための断面構成図である。
FIG. 7 is a cross-sectional configuration diagram for explaining the method for manufacturing the compound semiconductor device according to the first example.

【図8】第1実施例に係る化合物半導体装置の製造方法
を説明するための断面構成図である。
FIG. 8 is a sectional configuration diagram for explaining the manufacturing method for the compound semiconductor device according to the first example.

【図9】第2実施例に係る化合物半導体装置の構造を説
明するための断面構成図である。
FIG. 9 is a cross-sectional configuration diagram for explaining the structure of the compound semiconductor device according to the second example.

【図10】第3実施例に係る化合物半導体装置の構造を
説明するための断面構成図である。
FIG. 10 is a sectional configuration diagram for explaining the structure of a compound semiconductor device according to a third example.

【図11】第4実施例に係る化合物半導体装置の構造を
説明するための断面構成図である。
FIG. 11 is a sectional configuration diagram for explaining the structure of a compound semiconductor device according to a fourth example.

【図12】第5実施例に係る化合物半導体装置の構造を
説明するための断面構成図である。
FIG. 12 is a sectional configuration diagram for explaining the structure of a compound semiconductor device according to a fifth example.

【図13】第6実施例に係る化合物半導体装置の構造を
説明するための断面構成図である。
FIG. 13 is a sectional configuration diagram for explaining the structure of a compound semiconductor device according to a sixth example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10…半導体基板、20…バッファー層、30a…コレ
クタ層、401…ベース層、50a…エミッタ層、60
c…エミッタコンタクト層、60a…ソースコンタクト
層、60b…ドレインコンタクト層、コンタクト層60
d、70…コレクタ電極、80…エミッタ電極、90…
ベース電極、100…ソース電極、110…ゲート電
極、120…ドレイン電極、130…絶縁膜、140…
配線、30b…第1電子供給層、40b…チャネル層、
50b…第2電子供給層、30…第1広バンドギャップ
層、40…狭バンドギャップ層、50…第2広バンドギ
ャップ層、60…キャップ層、100…フォトレジス
ト。
10 ... Semiconductor substrate, 20 ... Buffer layer, 30a ... Collector layer, 401 ... Base layer, 50a ... Emitter layer, 60
c ... Emitter contact layer, 60a ... Source contact layer, 60b ... Drain contact layer, contact layer 60
d, 70 ... collector electrode, 80 ... emitter electrode, 90 ...
Base electrode, 100 ... Source electrode, 110 ... Gate electrode, 120 ... Drain electrode, 130 ... Insulating film, 140 ...
Wiring, 30b ... First electron supply layer, 40b ... Channel layer,
50b ... 2nd electron supply layer, 30 ... 1st wide bandgap layer, 40 ... Narrow bandgap layer, 50 ... 2nd wide bandgap layer, 60 ... Cap layer, 100 ... Photoresist.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01L 29/73 29/778 21/338 29/812 H01L 29/72 9171−4M 29/80 H ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Internal reference number FI Technical indication location H01L 29/73 29/778 21/338 29/812 H01L 29/72 9171-4M 29/80 H

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 同一基板上の第1の領域に形成されたn
pnヘテロバイポーラトランジスタと第2の領域に形成
された高電子移動度トランジスタとを備える化合物半導
体装置において、 前記npnヘテロバイポーラトランジスタは、 基板上の第1の領域に形成された第1のn型化合物半導
体層と、 前記第1のn型化合物半導体層上に形成されたp型化合
物半導体層と、 前記p型化合物半導体層上に形成された第2のn型化合
物半導体層とを有し、 前記第1または第2のn型化合物半導体層の少なくとも
いずれか1層は前記p型化合物半導体層よりも広いエネ
ルギーバンドギャップを有し、 前記高電子移動度トランジスタは、 前記第1のn型化合物半導体層と略等しい厚みを有し
て、前記基板上の第2の領域に形成された第3のn型化
合物半導体層と、 前記第3のn型化合物半導体層上に形成された化合物半
導体チャネル層と、 前記化合物半導体チャネル層上に形成された第4のn型
化合物半導体層とを有し、 前記第3のn型化合物半導体層または前記第4のn型化
合物半導体層は、前記化合物半導体チャネル層よりも広
いエネルギーバンドギャップを有して電子供給層を形成
する、ことを特徴とする化合物半導体装置。
1. An n formed in a first region on the same substrate
A compound semiconductor device comprising a pn heterobipolar transistor and a high electron mobility transistor formed in a second region, wherein the npn heterobipolar transistor is a first n-type compound formed in a first region on a substrate. A semiconductor layer, a p-type compound semiconductor layer formed on the first n-type compound semiconductor layer, and a second n-type compound semiconductor layer formed on the p-type compound semiconductor layer, At least one of the first and second n-type compound semiconductor layers has an energy bandgap wider than that of the p-type compound semiconductor layer, and the high electron mobility transistor includes the first n-type compound semiconductor. A third n-type compound semiconductor layer having a thickness substantially equal to that of the layer and formed in the second region on the substrate, and formed on the third n-type compound semiconductor layer And a fourth n-type compound semiconductor layer formed on the compound semiconductor channel layer, the third n-type compound semiconductor layer or the fourth n-type compound semiconductor layer Is a compound semiconductor device having an energy supply band gap wider than that of the compound semiconductor channel layer.
【請求項2】 前記基板は、化合物基板上に形成された
化合物半導体バッファー層を含むことを特徴とする請求
項1に記載の化合物半導体装置。
2. The compound semiconductor device according to claim 1, wherein the substrate includes a compound semiconductor buffer layer formed on a compound substrate.
【請求項3】 前記第2のn型化合物半導体層は、ヘテ
ロバイポーラトランジスタのコレクタ層であることを特
徴とする請求項1に記載の化合物半導体装置。
3. The compound semiconductor device according to claim 1, wherein the second n-type compound semiconductor layer is a collector layer of a hetero bipolar transistor.
【請求項4】 前記第3のn型化合物半導体層および前
記第4のn型化合物半導体層は、前記化合物半導体チャ
ネル層よりも広いエネルギーバンドギャップを有して電
子供給層を形成することを特徴とする請求項1に記載の
化合物半導体装置。
4. The third n-type compound semiconductor layer and the fourth n-type compound semiconductor layer form an electron supply layer with an energy bandgap wider than that of the compound semiconductor channel layer. The compound semiconductor device according to claim 1.
【請求項5】 電気伝導度の低い同一基板上の第1の領
域に形成されたnpnヘテロバイポーラトランジスタと
第2の領域に形成された高電子移動度トランジスタとを
備える化合物半導体装置の製造方法において、 前記基板上の第1の領域においてヘテロバイポーラトラ
ンジスタのコレクタ層となるべき第1のn型化合物半導
体共通層を、前記基板上の前記第1および第2の領域を
含む共通領域に形成する第1の工程と、 前記第2の領域において高電子移動度トランジスタの化
合物半導体チャネル層となるべきアンドープ化合物半導
体共通層を、前記第1のn型化合物半導体共通層上の前
記共通領域に形成する第2の工程と、 前記アンドープ化合物半導体共通層上の第1の領域内の
所定の領域にp型不純物となるイオンを注入してヘテロ
バイポーラトランジスタのベース層を形成する第3の工
程と、 前記アンドープ化合物半導体共通層よりもエネルギーバ
ンドギャップが広く、かつ、前記第1の領域においてヘ
テロバイポーラトランジスタのエミッタ層となり、前記
第2の領域において高電子移動度トランジスタの電子供
給層となるべき第2のn型化合物半導体共通層を、この
アンドープ化合物半導体共通層上の前記共通領域に形成
する第4の工程と、 前記第2のn型化合物半導体共通層から前記基板方向へ
のメサエッチングまたはイオン注入を行うことにより、
前記第1の領域と前記第2の領域を電気的に分離する第
5の工程と、を備えることを特徴とする化合物半導体装
置の製造方法。
5. A method of manufacturing a compound semiconductor device comprising an npn heterobipolar transistor formed in a first region and a high electron mobility transistor formed in a second region on the same substrate having low electric conductivity. Forming a first n-type compound semiconductor common layer to serve as a collector layer of the hetero-bipolar transistor in the first region on the substrate in a common region including the first and second regions on the substrate, And a step of forming an undoped compound semiconductor common layer to be a compound semiconductor channel layer of a high electron mobility transistor in the second region in the common region on the first n-type compound semiconductor common layer. 2 and the step of implanting a hetero-by-type compound into the predetermined region in the first region on the undoped compound semiconductor common layer by implanting ions serving as p-type impurities. A third step of forming a base layer of the polar transistor; an energy bandgap wider than that of the undoped compound semiconductor common layer, and an emitter layer of the heterobipolar transistor in the first region, and a second region in the second region; A fourth step of forming a second n-type compound semiconductor common layer to serve as an electron supply layer of the high electron mobility transistor in the common region on the undoped compound semiconductor common layer, and the second n-type compound By performing mesa etching or ion implantation from the semiconductor common layer toward the substrate,
And a fifth step of electrically separating the first region and the second region from each other.
【請求項6】 電気伝導度の低い同一基板上の第1の領
域に形成されたnpnヘテロバイポーラトランジスタと
第2の領域に形成された高電子移動度トランジスタとを
備える化合物半導体装置の製造方法において、 前記基板上の第1の領域においてヘテロバイポーラトラ
ンジスタのエミッタ層となり、前記第2の領域において
高電子移動度トランジスタの電子供給層となるべき第2
のn型化合物半導体共通層を、前記基板上の前記第1お
よび第2の領域を含む共通領域に形成する第1の工程
と、 前記第2のn型化合物半導体共通層よりもエネルギーバ
ンドギャップが狭く、かつ、前記第2の領域において、
高電子移動度トランジスタの化合物半導体チャネル層と
なるべきアンドープ化合物半導体共通層を、前記第2の
n型化合物半導体共通層上の前記共通領域に形成する第
2の工程と、 前記アンドープ化合物半導体層上の第1の領域内の所定
の領域にp型不純物となるイオンを注入してヘテロバイ
ポーラトランジスタのベース層を形成する第3の工程
と、 前記第1の領域においてヘテロバイポーラトランジスタ
のコレクタ層となるべき第1のn型化合物半導体共通層
を、前記アンドープ化合物半導体共通層上の前記共通領
域に形成する第4の工程と、 前記第1のn型化合物半導体共通層から前記基板方向へ
のメサエッチングまたはイオン注入を行うことにより、
前記第1の領域と前記第2の領域を電気的に分離する第
5の工程と、を備えることを特徴とする化合物半導体装
置の製造方法。
6. A method of manufacturing a compound semiconductor device comprising an npn heterobipolar transistor formed in a first region and a high electron mobility transistor formed in a second region on the same substrate having low electric conductivity. A second region which becomes an emitter layer of the hetero-bipolar transistor in the first region on the substrate and an electron supply layer of the high electron mobility transistor in the second region,
A first step of forming the n-type compound semiconductor common layer in a common region including the first and second regions on the substrate, and having an energy bandgap larger than that of the second n-type compound semiconductor common layer. Narrow and in the second region,
A second step of forming an undoped compound semiconductor common layer to be a compound semiconductor channel layer of a high electron mobility transistor in the common region on the second n-type compound semiconductor common layer, and on the undoped compound semiconductor layer And a third step of forming a base layer of the hetero-bipolar transistor by implanting ions serving as p-type impurities into a predetermined region in the first region, and forming a collector layer of the hetero-bipolar transistor in the first region. A fourth step of forming a first n-type compound semiconductor common layer in the common region on the undoped compound semiconductor common layer, and mesa etching from the first n-type compound semiconductor common layer toward the substrate. Or by performing ion implantation,
And a fifth step of electrically separating the first region and the second region from each other.
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