JPH0936132A - バイポーラトランジスタ - Google Patents
バイポーラトランジスタInfo
- Publication number
- JPH0936132A JPH0936132A JP8176752A JP17675296A JPH0936132A JP H0936132 A JPH0936132 A JP H0936132A JP 8176752 A JP8176752 A JP 8176752A JP 17675296 A JP17675296 A JP 17675296A JP H0936132 A JPH0936132 A JP H0936132A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- bipolar transistor
- emitter
- base
- heterojunction bipolar
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
- H10D62/00—Semiconductor bodies, or regions thereof, of devices having potential barriers
- H10D62/10—Shapes, relative sizes or dispositions of the regions of the semiconductor bodies; Shapes of the semiconductor bodies
- H10D62/13—Semiconductor regions connected to electrodes carrying current to be rectified, amplified or switched, e.g. source or drain regions
- H10D62/133—Emitter regions of BJTs
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
- H10D10/00—Bipolar junction transistors [BJT]
- H10D10/80—Heterojunction BJTs
- H10D10/821—Vertical heterojunction BJTs
Landscapes
- Bipolar Transistors (AREA)
Abstract
を効果的に抑える二重メサ構造を有するバイポーラトラ
ンジスタを提供する。 【解決手段】 コレクタ、ベースおよびエミッタが積層
された基板を含むIII−V属半導体材料に基づくヘテ
ロ接合バイポーラトランジスタであって、エミッタは、
ベースに積層された半導体材料MI,MII,MIIIの少な
くとも3つの層(1),(2)および(3)から成るい
わゆる「二重メサ」構造を備え、層(1)と(2)の断
面は層(3)の断面より大きく、各層は基板に平行に形
成されている。
Description
スタ、特に、電流が基板表面に垂直に流れる垂直構成ヘ
テロ接合バイポーラトランジスタに関する。これらのト
ランジスタはマイクロ波を利用した分野に用いられてい
る。
材料層のスタックにより形成されており、このうち、少
なくとも1つの表面層が「メサ型」にエッチング、すな
わち、突き出た、浮き出しパターンになっている。図1
はヘテロ接合バイポーラトランジスタの従来の構成、す
なわちエミッタ、ベースおよびコレクタが3つの異なっ
たレベルにあるHBTを示す。従来、接点CEは、適合
する層を重ね合わせたエミッタ表面に形成されている。
2つの接点CB1とCB2は、ベースに横方向に形成されエ
ミッタの両側にある。2つの接点CC1とCC2はコレクタ
に横方向に形成され、ベースの両側にある。
は、図1に示すs1とs2の自由表面で電子/ホール再結
合という問題を引き起こす。これらの再結合は電流のゲ
インの悪化に主要な役割を果たしている。
現象(端部での電子の漏れによる)は顕著になる。従っ
て、この型の垂直構成バイポーラトランジスタをマイク
ロ波を利用した分野に応用するときこの問題により大き
な不利益を被ることになる。事実、マイクロ波を利用し
た分野に用いる場合、バイポーラトランジスタは、いく
つかの並列接続した基本トランジスタ(フィンガとも呼
ぶ)から構成されており、基本トランジスタのベース抵
抗を制限するためにはエミッタの幅を制限する必要があ
る。通常、フィンガの幅は、100 GHz以下の周波
数の応用では2μmの範囲になければならないが、エミ
ッタフィンガの長さは約30ミクロンであっても良い。
め、既にいくつかの解決策、特に、GaAlAs/Ga
As材料Bで構成されるHBTトランジスタが提案され
ている。このうちの方法の1つが、自由キャリアが存在
しないため、電子/ホール再結合が事実上発生しない中
間過疎領域(intermediate depopulated zone)をエミッ
タとベースの間に形成するパッシベーション層を設ける
ことである。更に、図2はベースを構成するPドープさ
れたGaAs層の上に堆積されたGaAlAs層を部分
的にエッチングすることにより得られる特殊なエミッタ
構造を持つ構成を示す。2つの接点CB1とCB2がs´1
とs´2面上のエミッタレベルに形成される。次に、適
切な処理により、これらの接点は厚さeoに拡散され
る。この構成において、ベースの自由表面に早い時期に
形成されるベースの電子/ホール再結合は、ベースに保
持されるエミッタ厚さeoにより制限される。従って、
この型の構造に関する問題は、接点の拡散を完全には制
御できず、それゆえ、時間の経過と温度の上昇に伴い拡
大し続けるという可能性があることに起因する不安定性
にある。
ッタ構成によって表面の再結合を最小化する、ヘテロ接
合バイポーラトランジスタ構成を提案する。
タ、ベースおよびエミッタがそれぞれ積層された基板を
含むIII−V属半導体材料に基づくヘテロ接合バイポ
ーラトランジスタを提供することである。ここで、エミ
ッタは、ベースに積層された半導体材料MI,MII,M
IIIの少なくとも3つの層(1),(2)および(3)
を含み、層(1)と(2)の断面は層(3)の断面より
大きく、各層は基板に平行に形成されており、層(1)
は弱くドープされてパッシベーション機能を実現するい
わゆる「二重メサ」構造を備えている。
半導体材料MIから構成されている。材料MIとMIIは2
つのエッチング方法に関し異なる挙動を示す。
いて、材料MIは好ましくはGaInPであり、材料M
IIはGaAsである。
に、有利にはエミッタ自身と接点CEへのアクセスを提
供する層との間に組込まれた層(4)を含んでいる。こ
の層は、通常、層(3)より更に弱くドープした材料
(III)から構成され、エミッタに組込まれたバラス
ト抵抗を形成する。
ヘテロ接合バイポーラトランジスタを用いる熱レーシン
グ(thermal racing)現象が重大な電力応用に有効であ
る。
は、特性IE(VBE)(エミッタとベースに印加された
電圧の関数であるエミッタ電流)の約−1.5mv/K
の差から生ずる。これは基本構成要素が、エミッタ電流
の大部分を放出することを意味する。例えば、ベース電
流が一定であれば、構成要素の熱が大きくなればなるほ
ど、次第に局部化される最も熱い領域により多くの電流
が集中する。このメカニズムは、最終的にデバイスを破
壊に至らせる熱点の形成を誘発する エミッタに外付け抵抗を追加する従来の手法に比べ、組
込まれた抵抗を用いると、熱レーシングを克服するのに
必要な抵抗値を約30%(実験による評価)低減するこ
とを可能にする。この結果として、実質的に性能レベル
が向上する。
ンジスタ構成、特に、エミッタが新規な構成を有するヘ
テロ接合バイポーラトランジスタ構成を提供する。図3
はベースBに積層された少なくとも3つの層(1),
(2)および(3)から構成され、ベース自体はコレク
タCに積層されているこの構造を示す。エッチングがベ
ースBと層(2)上でそれぞれ良好に制御されるように
材料MIとMIIIを用いることにより、ベース上にエミッ
タの「二重メサ」構造を形成することができる。このた
め、これにより、従来技術で提案されるようなエミッタ
媒体の拡散工程に頼らずともベース接点CB1とCB2が形
成できる。
料から構成されるヘテロ接合バイポーラトランジスタの
特定の場合について記載する、実際、この2つの材料
は、いくつかの理由により一般的なGaAl/As/G
aAsシステムに比較し、特に有効である。
いずれかを用いて、GaInP/GaAs対の選択的エ
ッチングが可能ないくつかのエッチング方法がある。こ
れにより、選択度の限定を受けることなく、GaInP
から構成される層を全体的にエッチングし、GaAs層
でエッチングを停止することが可能である。
を備えたエピタキシャル成長させたトランジスタ構成を
用いれば、図3に示す構造を得ることができる。
4に示す連続した層から形成できる。
準的方法で形成する。
濃度と800nmのオーダの厚さのGaAs(Si)か
ら形成されるサブコレクタ層(SC)。
1,000nmのオーダの厚さのGaAs(Si)から
形成されるコレクタ層(C)。
グ濃度と120nmの厚さのGaAs(炭素)から形成
されるベース層(B)。
の層を形成する。
約30nmの厚さのGaInP(Si)から形成される
層(1)。
約5nmの非常に薄い厚さのGaAs(Si)から形成
される層(2)。
約120nmの厚さのGaInP(Si)から形成され
る層(3)。
造に組込まれる。これは層(1)〜(3)のドーピング
より低いドーピング濃度を持つ層(4)である。すなわ
ち、 −7.1016cm-3のnドーピング濃度と250nmの
厚さのGaInP(Si)から形成される層(4)。
る。
度と約100nmの厚さのGaInP(Si)から形成
される層(5)。この層は主にGaInpから構成され
るエミッタとGaAsから形成される上部層との間のト
ランジション(遷移)層として用いられ、エミッタのオ
ーミックコンタクトの形成を容易にする。
と200nmの領域の厚さのGaAs(Si)から形成
される層(6)。
018cm-3のドーピング濃度と20mmの厚さのGa1
−xInxAs(Si)から形成されるオプション層
(7)。
aInP/GaAsの組合せの選択的エッチングによっ
て所望の構造を形成できる。層(3)を含む「メサ」の
横方向の寸法は、エッチングマスクとしてエミッタオー
ミックコンタクトを用いる反応性イオンエッチング(R
IE)等のようなドライエッチング法によって決定され
る。エミッタ接点CEは、あらかじめ上部層(7)の上
に形成される。金属接点の形成に用いるメタライゼーシ
ョンはAuGe/Ni/Auの合金であっても良い。
覆してから、層(1)と(2)に対応する低部「メサ」
の境界を設けるのが望ましい位置でエッチングする。樹
脂で被覆されない領域では、層(1)と(2)はベース
表面に達するまでエッチングされる。
タの容量値を制限するため電気的絶縁溝を形成すること
が可能である。ホウ素をベース層の下まで拡散させ、メ
タライゼーションによってベース接点CB1とCB2を形成
することができる(図5に示す)。
が得られる。
(P)によって被覆される。
る。
る。
である。
タで用いられるエピタキシャル成長構造の例である。
面図を示す図である。
Claims (6)
- 【請求項1】 コレクタ、ベースおよびエミッタがそれ
ぞれ積層された基板を含むIII−V属半導体材料に基
づくヘテロ接合バイポーラトランジスタであって、エミ
ッタはベースに積層された半導体材料MI,MII,MIII
の少なくとも3つの層(1),(2)および(3)から
なるいわゆる「二重メサ」構造を備え、層(1)と
(2)の断面は層(3)の断面より大きく、各層は基板
に平行に形成されていることを特徴とするヘテロ接合バ
イポーラトランジスタ。 - 【請求項2】 ベースと層(2)は同一の材料MIから
構成され、層(1)と(3)も同一の半導体材料MIか
ら構成され、材料MIとMIIは2つのエッチング方法に
関し異なった挙動を示す、請求項1に記載のヘテロ接合
バイポーラトランジスタ。 - 【請求項3】 材料MIはGaInP、材料MIIはGa
Asである、請求項2に記載のヘテロ接合バイポーラト
ランジスタ。 - 【請求項4】 エミッタは層(3)に積層された層
(4)を含み、該層(4)はトランジスタに組込まれた
バラスト抵抗を構成するように該層(3)より弱くドー
プされている、請求項1に記載のヘテロ接合バイポーラ
トランジスタ。 - 【請求項5】 エミッタを構成する層より高いドーピン
グ濃度を持つオーミックコンタクトの形成を容易にする
少なくとも1つの層を含む、請求項1に記載のヘテロ接
合バイポーラトランジスタ。 - 【請求項6】 コレクタ、ベースおよびエミッタを積み
重ねた層の両側に、コレクタにイオン注入をして形成し
た電気的絶縁溝を含む、請求項1に記載のヘテロ接合バ
イポーラトランジスタ。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR9508238A FR2736468B1 (fr) | 1995-07-07 | 1995-07-07 | Transistor bipolaire a structure optimisee |
| FR9508238 | 1995-07-07 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0936132A true JPH0936132A (ja) | 1997-02-07 |
Family
ID=9480791
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8176752A Pending JPH0936132A (ja) | 1995-07-07 | 1996-07-05 | バイポーラトランジスタ |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5668388A (ja) |
| EP (1) | EP0752723B1 (ja) |
| JP (1) | JPH0936132A (ja) |
| DE (1) | DE69627933T2 (ja) |
| FR (1) | FR2736468B1 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH1174286A (ja) * | 1997-05-30 | 1999-03-16 | Thomson Csf | 電気的絶縁要素を有する安定化されたバイポーラトランジスタ |
| JP2005236259A (ja) * | 2004-01-19 | 2005-09-02 | Renesas Technology Corp | ヘテロ接合バイポーラトランジスタ及びその製造方法、及びそれを用いた電力増幅器 |
| JP2007110152A (ja) * | 2006-12-15 | 2007-04-26 | Sumitomo Chemical Co Ltd | 薄膜半導体エピタキシャル基板及びその製造方法 |
Families Citing this family (19)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5939739A (en) * | 1996-05-31 | 1999-08-17 | The Whitaker Corporation | Separation of thermal and electrical paths in flip chip ballasted power heterojunction bipolar transistors |
| AU6052298A (en) * | 1997-02-03 | 1998-08-25 | Whitaker Corporation, The | Self-aligned process for fabricating a passivating ledge in a heterojunction bipolar transistor |
| DE19718624A1 (de) * | 1997-05-02 | 1998-11-05 | Daimler Benz Ag | Heterobipolartransistor mit Mehrschicht-Emitterstruktur |
| US5859447A (en) * | 1997-05-09 | 1999-01-12 | Yang; Edward S. | Heterojunction bipolar transistor having heterostructure ballasting emitter |
| JP3594482B2 (ja) * | 1998-04-02 | 2004-12-02 | 三菱電機株式会社 | ヘテロ接合バイポーラトランジスタ |
| FR2793953B1 (fr) | 1999-05-21 | 2002-08-09 | Thomson Csf | Capacite thermique pour composant electronique fonctionnant en impulsions longues |
| FR2803102B1 (fr) | 1999-12-23 | 2002-03-22 | Thomson Csf | Transistor bipolaire a heterojonction a collecteur en haut et procede de realisation |
| KR20020009125A (ko) * | 2000-07-24 | 2002-02-01 | 윤덕용 | 이종접합 바이폴라 트랜지스터의 제조방법 |
| US6541346B2 (en) * | 2001-03-20 | 2003-04-01 | Roger J. Malik | Method and apparatus for a self-aligned heterojunction bipolar transistor using dielectric assisted metal liftoff process |
| US6768140B1 (en) * | 2002-04-03 | 2004-07-27 | Skyworks Solutions, Inc. | Structure and method in an HBT for an emitter ballast resistor with improved characteristics |
| DE10225525A1 (de) * | 2002-06-10 | 2003-12-18 | United Monolithic Semiconduct | Verfahren zur Herstellung eines Hetero-Bipolar-Transistors und Hetero-Bipolar-Transistor |
| DE10357409B4 (de) * | 2003-12-04 | 2007-02-08 | Forschungsverbund Berlin E.V. | Verfahren zur Herstellung eines Doppelheterostruktur-Bipolartransistors für hohe Betriebsspannungen |
| TWI244768B (en) * | 2005-04-08 | 2005-12-01 | South Epitaxy Corp | Photodetector |
| US7651919B2 (en) * | 2005-11-04 | 2010-01-26 | Atmel Corporation | Bandgap and recombination engineered emitter layers for SiGe HBT performance optimization |
| US20070102729A1 (en) * | 2005-11-04 | 2007-05-10 | Enicks Darwin G | Method and system for providing a heterojunction bipolar transistor having SiGe extensions |
| US7439558B2 (en) * | 2005-11-04 | 2008-10-21 | Atmel Corporation | Method and system for controlled oxygen incorporation in compound semiconductor films for device performance enhancement |
| US7300849B2 (en) * | 2005-11-04 | 2007-11-27 | Atmel Corporation | Bandgap engineered mono-crystalline silicon cap layers for SiGe HBT performance enhancement |
| CN104867828B (zh) * | 2015-04-28 | 2018-03-09 | 厦门市三安集成电路有限公司 | 一种砷化镓基半导体器件的制作方法 |
| US12278269B2 (en) * | 2022-06-29 | 2025-04-15 | Globalfoundries U.S. Inc. | Bipolar transistor with stepped emitter |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61198776A (ja) * | 1985-02-28 | 1986-09-03 | Fujitsu Ltd | ヘテロ接合バイポ−ラトランジスタおよびその製造方法 |
| JP2804095B2 (ja) * | 1989-07-10 | 1998-09-24 | 株式会社東芝 | ヘテロ接合バイボーラトランジスタ |
| FR2667724B1 (fr) * | 1990-10-09 | 1992-11-27 | Thomson Csf | Procede de realisation des metallisations d'electrodes d'un transistor. |
| US5298439A (en) * | 1992-07-13 | 1994-03-29 | Texas Instruments Incorporated | 1/f noise reduction in heterojunction bipolar transistors |
| FR2697945B1 (fr) * | 1992-11-06 | 1995-01-06 | Thomson Csf | Procédé de gravure d'une hétérostructure de matériaux du groupe III-V. |
| JPH06236892A (ja) * | 1993-02-10 | 1994-08-23 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | ヘテロ接合型バイポ―ラトランジスタ |
| JP2958213B2 (ja) * | 1993-06-08 | 1999-10-06 | シャープ株式会社 | ヘテロ接合バイポーラトランジスタ |
-
1995
- 1995-07-07 FR FR9508238A patent/FR2736468B1/fr not_active Expired - Lifetime
-
1996
- 1996-07-02 DE DE69627933T patent/DE69627933T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1996-07-02 EP EP96401456A patent/EP0752723B1/fr not_active Expired - Lifetime
- 1996-07-05 US US08/674,564 patent/US5668388A/en not_active Expired - Lifetime
- 1996-07-05 JP JP8176752A patent/JPH0936132A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH1174286A (ja) * | 1997-05-30 | 1999-03-16 | Thomson Csf | 電気的絶縁要素を有する安定化されたバイポーラトランジスタ |
| JP2005236259A (ja) * | 2004-01-19 | 2005-09-02 | Renesas Technology Corp | ヘテロ接合バイポーラトランジスタ及びその製造方法、及びそれを用いた電力増幅器 |
| JP2007110152A (ja) * | 2006-12-15 | 2007-04-26 | Sumitomo Chemical Co Ltd | 薄膜半導体エピタキシャル基板及びその製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE69627933D1 (de) | 2003-06-12 |
| FR2736468B1 (fr) | 1997-08-14 |
| EP0752723B1 (fr) | 2003-05-07 |
| EP0752723A1 (fr) | 1997-01-08 |
| FR2736468A1 (fr) | 1997-01-10 |
| US5668388A (en) | 1997-09-16 |
| DE69627933T2 (de) | 2004-04-01 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPH0936132A (ja) | バイポーラトランジスタ | |
| US5525818A (en) | Reducing extrinsic base-collector capacitance | |
| US6451659B1 (en) | Method for forming a bipolar transistor stabilized with electrical insulating elements | |
| CN100394582C (zh) | 异质结双极晶体管的结构及方法 | |
| JPH0797589B2 (ja) | ヘテロ接合型バイポ−ラトランジスタの製造方法 | |
| JP2706034B2 (ja) | トランジスタ及びその製造方法 | |
| US6147371A (en) | Bipolar transistor and manufacturing method for same | |
| US5434091A (en) | Method for making collector up bipolar transistors having reducing junction capacitance and increasing current gain | |
| KR100474867B1 (ko) | 반도체장치 및 그 제조방법 | |
| US5783966A (en) | Reducing junction capacitance and increasing current gain in collector-up bipolar transistors | |
| US5705825A (en) | Resonant tunneling bipolar transistor | |
| US5159423A (en) | Self-aligned, planar heterojunction bipolar transistor | |
| JP3874919B2 (ja) | 化合物半導体装置 | |
| JP4092597B2 (ja) | 半導体装置及びその製造方法 | |
| KR100347520B1 (ko) | 이종접합 쌍극자 소자 및 그 제조방법 | |
| JP2001230261A (ja) | 半導体装置及びその製造方法 | |
| JPH08288300A (ja) | ヘテロ接合バイポーラトランジスタ | |
| JPH09246281A (ja) | ヘテロ接合バイポーラトランジスタ | |
| JPH09246280A (ja) | ヘテロ接合バイポーラトランジスタ | |
| JP2811327B2 (ja) | ヘテロ接合バイポーラ半導体装置 | |
| JP2921222B2 (ja) | バイポーラトランジスタの製造方法 | |
| JPS63107066A (ja) | ヘテロ接合型バイポ−ラトランジスタ | |
| KR950001149B1 (ko) | 이종접합 바이폴라 트랜지스터의 제조방법 | |
| JP2000138228A (ja) | ヘテロ接合型バイポーラトランジスタとその製造方法 | |
| JP2615983B2 (ja) | ヘテロ接合バイポーラトランジスタの製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20060215 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20061003 |
|
| A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20061206 |
|
| A602 | Written permission of extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602 Effective date: 20061211 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20070403 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20070619 |