JPH0824123B2 - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
半導体装置の製造方法Info
- Publication number
- JPH0824123B2 JPH0824123B2 JP62095706A JP9570687A JPH0824123B2 JP H0824123 B2 JPH0824123 B2 JP H0824123B2 JP 62095706 A JP62095706 A JP 62095706A JP 9570687 A JP9570687 A JP 9570687A JP H0824123 B2 JPH0824123 B2 JP H0824123B2
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- Japan
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- semiconductor
- electrode
- base layer
- semiconductor device
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Description
【発明の詳細な説明】 〔概要〕 この発明は、半導体基板に垂直方向にキャリアが走行
する半導体装置を、 半導体基板上にそのベース層まで成長し、ベース層に
オーミックコンタクトする電極を配設した後に、ベース
層上に所要の半導体層を再成長することにより、 そのベース層厚が数nm程度である場合にも、制御性よく
容易に製造可能とするものである。
する半導体装置を、 半導体基板上にそのベース層まで成長し、ベース層に
オーミックコンタクトする電極を配設した後に、ベース
層上に所要の半導体層を再成長することにより、 そのベース層厚が数nm程度である場合にも、制御性よく
容易に製造可能とするものである。
本発明は半導体装置、特に基板に垂直方向にキャリア
が走行するバイポーラ構造の半導体装置の製造方法にか
かり、そのベース層が例えば数nm程度の厚さに過ぎない
半導体装置でも容易に実現し得る半導体装置の製造方法
に関する。
が走行するバイポーラ構造の半導体装置の製造方法にか
かり、そのベース層が例えば数nm程度の厚さに過ぎない
半導体装置でも容易に実現し得る半導体装置の製造方法
に関する。
ヘテロ接合を含む半導体積層構造に垂直な方向にキャ
リアが走行する化合物半導体装置が種々開発され、高速
デバイスとして期待されているが、積層構造の中間に位
置するベース層が例えば数nm程度の厚さに過ぎない半導
体装置を実現する製造方法が要望されている。
リアが走行する化合物半導体装置が種々開発され、高速
デバイスとして期待されているが、積層構造の中間に位
置するベース層が例えば数nm程度の厚さに過ぎない半導
体装置を実現する製造方法が要望されている。
半導体積層構造を貫いて垂直方向にキャリアが走行す
るバイポーラ構造の化合物半導体装置の一例として、本
特許出願人が先に特願昭59−75885及び特願昭59−75886
等によって提供した量子化ベーストランジスタ（QBT）
は、例えば第２図に示す如き構造を備える。
るバイポーラ構造の化合物半導体装置の一例として、本
特許出願人が先に特願昭59−75885及び特願昭59−75886
等によって提供した量子化ベーストランジスタ（QBT）
は、例えば第２図に示す如き構造を備える。
このQBTは例えば半絶縁性ガリウム砒素化合物（GaA
s）基板11上に、ｎ型GaAsコレクタ層12、ｉ型アルミニ
ウムガリウム砒素化合物（AlGaAs）コレクタバリア層1
3、p+型GaAsベース層14、ｉ型AlGaAsエミッタバリア層1
5、ｎ型GaAsエミッタ層16、コレクタ電極17、ベース電
極18、エミッタ電極19を備えて、量子井戸構造のウエル
層であるp+型GaAsベース層14はその厚さ方向のキャリア
の運動を量子化して所要のサブバンドが生成される様
に、またｉ型AlGaAsバリア層13、15はトンネル効果でキ
ャリアが遷移できる様に数nmの薄さに形成され、共鳴ト
ンネリングによりキャリアがエミッタからコレクタに到
達するために極めて高速な動作が得られる。
s）基板11上に、ｎ型GaAsコレクタ層12、ｉ型アルミニ
ウムガリウム砒素化合物（AlGaAs）コレクタバリア層1
3、p+型GaAsベース層14、ｉ型AlGaAsエミッタバリア層1
5、ｎ型GaAsエミッタ層16、コレクタ電極17、ベース電
極18、エミッタ電極19を備えて、量子井戸構造のウエル
層であるp+型GaAsベース層14はその厚さ方向のキャリア
の運動を量子化して所要のサブバンドが生成される様
に、またｉ型AlGaAsバリア層13、15はトンネル効果でキ
ャリアが遷移できる様に数nmの薄さに形成され、共鳴ト
ンネリングによりキャリアがエミッタからコレクタに到
達するために極めて高速な動作が得られる。
積層構造のバイポーラ化合物半導体装置の中間に位置
するベース層にコンタクトする電極の一般的な製造方法
としては、所要の半導体層を積層形成した半導体基体を
用いて、その上層の例えばエミッタ領域を画定しかつベ
ース・コンタクト面を設けるエッチング処理を行ってベ
ース電極を配設するが、電極形成前に不純物拡散領域を
形成し、電極形成後にフラッシュランプ加熱等により合
金化を行うことが多い。
するベース層にコンタクトする電極の一般的な製造方法
としては、所要の半導体層を積層形成した半導体基体を
用いて、その上層の例えばエミッタ領域を画定しかつベ
ース・コンタクト面を設けるエッチング処理を行ってベ
ース電極を配設するが、電極形成前に不純物拡散領域を
形成し、電極形成後にフラッシュランプ加熱等により合
金化を行うことが多い。
この製造方法は例えばヘテロ接合バイポーラトランジ
スタ（HBT）等に適用されているが、上述のQBTなどでは
ベース層、更にその上下のバリア層が何れも数nmと極め
て薄く、上述の選択的エッチング、不純物拡散、合金化
の何れのプロセスも極めて困難である。
スタ（HBT）等に適用されているが、上述のQBTなどでは
ベース層、更にその上下のバリア層が何れも数nmと極め
て薄く、上述の選択的エッチング、不純物拡散、合金化
の何れのプロセスも極めて困難である。
本発明はこの様な事態に対処して、QBTなどの製造を
容易にし実用化を推進することを目的とする。
容易にし実用化を推進することを目的とする。
前記問題点は、半導体基板上にコレクタ又はエミッタ
層となる第１の半導体層及びベース層となる第２の半導
体層を成長する工程と、 該第２の半導体層の所定領域上にオーミックコンタク
ト電極を形成する工程と、 該電極を形成した領域外の該第２の半導体層上にエミ
ッタ又はコレクタ層となる第３の半導体層を成長する工
程とを有する本発明による半導体装置の製造方法により
解決される。
層となる第１の半導体層及びベース層となる第２の半導
体層を成長する工程と、 該第２の半導体層の所定領域上にオーミックコンタク
ト電極を形成する工程と、 該電極を形成した領域外の該第２の半導体層上にエミ
ッタ又はコレクタ層となる第３の半導体層を成長する工
程とを有する本発明による半導体装置の製造方法により
解決される。
バイポーラ構造の半導体装置の半導体層の成長をベー
ス層までで一旦停止し、オーミックコンタクト電極をベ
ース層上に配設した後に、残る所要の半導体層を再成長
する本発明によれば、ベース層が極めて薄い前記QBTな
どの従来の製造方法の隘路である選択的エッチングが不
必要で、その実現が容易に可能となる。
ス層までで一旦停止し、オーミックコンタクト電極をベ
ース層上に配設した後に、残る所要の半導体層を再成長
する本発明によれば、ベース層が極めて薄い前記QBTな
どの従来の製造方法の隘路である選択的エッチングが不
必要で、その実現が容易に可能となる。
なお電極配設後の半導体層の成長温度で電極と半導体
層との間に金属学的反応を生じない耐熱性材料で電極を
形成し、この電極で合金化を行わずに良好なオーミック
コンタクトを得るためにベース層の組成、不純物ドーピ
ング等を選択することが望ましい。
層との間に金属学的反応を生じない耐熱性材料で電極を
形成し、この電極で合金化を行わずに良好なオーミック
コンタクトを得るためにベース層の組成、不純物ドーピ
ング等を選択することが望ましい。
以下本発明を第１図（ａ）乃至（ｃ）に工程順模式断
面図を示す実施例により具体的に説明する。
面図を示す実施例により具体的に説明する。
第１図（ａ）参照： 半絶縁性インジウム燐（InP）
基板１上に先ずベース層４まで、例えばMBE法により下
記の様に順次エピタキシャル成長する。ただし成長温度
Ts＝450℃としている。
基板１上に先ずベース層４まで、例えばMBE法により下
記の様に順次エピタキシャル成長する。ただし成長温度
Ts＝450℃としている。
本実施例のp+型In0.53Ga0.47Asベース層４は、２層の
Beアトミックプレートドーピングを面濃度５×1012cm-2
で行い、キャリアである正孔の濃度２×1019cm-3を得て
いる。なおn+型のコレクタ層２のSiドーピングは通常の
一様なドーピングである。
Beアトミックプレートドーピングを面濃度５×1012cm-2
で行い、キャリアである正孔の濃度２×1019cm-3を得て
いる。なおn+型のコレクタ層２のSiドーピングは通常の
一様なドーピングである。
この半導体基板上にスパッタ法等により、例えばタン
グステンシリサイド（WSix,x≒0.6）を厚さ300nm程度に
披着し、例えば４弗化炭素（CF4）に酸素（O2）を添加
したドライエッチング法でこれをパターニングして、ベ
ース電極８を形成する。
グステンシリサイド（WSix,x≒0.6）を厚さ300nm程度に
披着し、例えば４弗化炭素（CF4）に酸素（O2）を添加
したドライエッチング法でこれをパターニングして、ベ
ース電極８を形成する。
第１図（ｂ）参照： この半導体基板をMBE成長装置
に収容し、先ずECR（電子サイクロトロン共鳴）プラズ
マエッチング法等によりベース層４の表面を清浄化す
る。
に収容し、先ずECR（電子サイクロトロン共鳴）プラズ
マエッチング法等によりベース層４の表面を清浄化す
る。
続いて例えば成長温度Ts＝400℃として、ベース層４
上に下記の半導体層を成長する。
上に下記の半導体層を成長する。
このMBE成長プロセスによる電極８上の多結晶状態の
堆積は弗酸（HF）系エッチング液により単結晶に対して
選択的に除去する。
堆積は弗酸（HF）系エッチング液により単結晶に対して
選択的に除去する。
第１図（ｃ）参照： エミッタ層６上に例えばクロム
（Cr）が50nm、金（Au）が250nm程度のエミッタ電極９
を配設し、コレクタ層２を表出する選択的エッチングを
行って同様の構成のコレクタ電極７を配設する。
（Cr）が50nm、金（Au）が250nm程度のエミッタ電極９
を配設し、コレクタ層２を表出する選択的エッチングを
行って同様の構成のコレクタ電極７を配設する。
上述の様に本発明により、ベース層４が薄く従来の製
造方法ではオーミックコンタクト電極の形成が極めて困
難な半導体装置でも容易にベース電極８を配設して、期
待される高速性を実現することができる。
造方法ではオーミックコンタクト電極の形成が極めて困
難な半導体装置でも容易にベース電極８を配設して、期
待される高速性を実現することができる。
本発明は上述の説明に引例したQBTに限られるもので
はなく、例えばヘテロ接合バイポーラトランジスタ（HB
T）或いはホットエレクトロントランジスタ（HET）等の
QBTより厚いベース層で動作可能な半導体装置について
も、本発明の製造方法によりそのベース層を薄くして、
動作速度の一層の向上を実現することができる。
はなく、例えばヘテロ接合バイポーラトランジスタ（HB
T）或いはホットエレクトロントランジスタ（HET）等の
QBTより厚いベース層で動作可能な半導体装置について
も、本発明の製造方法によりそのベース層を薄くして、
動作速度の一層の向上を実現することができる。
また上述の実施例ではコレクタ層を基板側としている
が、エミッタ層を基板側としコレクタ層を最上層とする
構造でも本発明を同様に適用することができる。
が、エミッタ層を基板側としコレクタ層を最上層とする
構造でも本発明を同様に適用することができる。
以上説明した如く本発明によれば、半導体積層構造に
垂直方向にキャリアが走行するバイポーラ構造の半導体
装置を、そのベース層が例えば数nm程度の厚さである場
合にも制御性よく容易に製造することが可能となり、こ
の種の半導体装置に期待されている高速性を充分に発揮
することが可能となる。
垂直方向にキャリアが走行するバイポーラ構造の半導体
装置を、そのベース層が例えば数nm程度の厚さである場
合にも制御性よく容易に製造することが可能となり、こ
の種の半導体装置に期待されている高速性を充分に発揮
することが可能となる。
第１図は本発明の実施例の工程順模式断面図、 第２図はQBTの模式断面図である。 図において、 １は半絶縁性InP基板、 ２はn+型In0.53Ga0.47Asコレクタ層、 ３、５はノンドープのAl0.48In0.52Asバリア層、 ４はp+型In0.53Ga0.47Asベース層、 ６はn+型In0.53Ga0.47Asエミッタ層、 ７はコレクタ電極、 ８はWSixベース電極、 ９はエミッタ電極を示す。
Claims (2)
- 【請求項１】半導体基板上にコレクタ又はエミッタ層と
なる第１の半導体層及びベース層となる第２の半導体層
を成長する工程と、 該第２の半導体層の所定領域上にオーミックコンタクト
電極を形成する工程と、 該電極を形成した領域外の該第２の半導体層上にエミッ
タ又はコレクタ層となる第３の半導体層を成長する工程
とを有することを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 【請求項２】前記ベース層が量子井戸構造のウエル層で
あることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の半導
体装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62095706A JPH0824123B2 (ja) | 1987-04-17 | 1987-04-17 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62095706A JPH0824123B2 (ja) | 1987-04-17 | 1987-04-17 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63261750A JPS63261750A (ja) | 1988-10-28 |
| JPH0824123B2 true JPH0824123B2 (ja) | 1996-03-06 |
Family
ID=14144950
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62095706A Expired - Lifetime JPH0824123B2 (ja) | 1987-04-17 | 1987-04-17 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0824123B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5168071A (en) * | 1991-04-05 | 1992-12-01 | At&T Bell Laboratories | Method of making semiconductor devices |
-
1987
- 1987-04-17 JP JP62095706A patent/JPH0824123B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63261750A (ja) | 1988-10-28 |
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