JPS60187057A - 半導体装置 - Google Patents

半導体装置

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JPS60187057A
JPS60187057A JP59042610A JP4261084A JPS60187057A JP S60187057 A JPS60187057 A JP S60187057A JP 59042610 A JP59042610 A JP 59042610A JP 4261084 A JP4261084 A JP 4261084A JP S60187057 A JPS60187057 A JP S60187057A
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JP
Japan
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gallium arsenide
etching
base
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JP59042610A
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Kenichi Imamura
健一 今村
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Fujitsu Ltd
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Fujitsu Ltd
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    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10DINORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
    • H10D48/00Individual devices not covered by groups H10D1/00 - H10D44/00
    • H10D48/30Devices controlled by electric currents or voltages
    • H10D48/32Devices controlled by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
    • H10D48/34Bipolar devices
    • H10D48/345Bipolar transistors having ohmic electrodes on emitter-like, base-like, and collector-like regions

Landscapes

  • Bipolar Transistors (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 (a) 発明の技術分野 本発明は半導体装置、特にコレクタ電極引出し部を形成
する深い選択的エツチングが良好な制御性をもって実施
できて、再現性良く製造することが可能なヘテロ接合バ
イポーラトランジスタの構造に関する。
(b) 技術の背景 マイクロエレクトロニクスは現代産業進展の基盤となり
、また社会生活に大きな影響を与えている。現在このマ
イクロエレクトロニクスの主役はトランジスタから超大
規模集積回路装置に至るシリコン(St)半導体装置で
あって、トランジスタ素子の微細化を推進して特性の向
上と集積度の増大が達成されている。
更にシリコンの物性に基づく限界をこえる動作速度の向
上、消費電力の低減などを実現するために、キャリアの
移動度がシリコンより遥かに大きい砒化ガリウム(Ga
Ag)などの化合物半導体を用いる半導体装置が開発さ
れている。
化合物半導体を用いるトランジスタとしては、その製造
工程が簡単であるなどの理由によって電界効果トランジ
スタの開発が先行しているが、化合物半導体装置の製造
プロセスの進歩などに伴ってバイポーラトランジスタも
開発が進められている。化合物半導体バイポーラトラン
ジスタでは、化合物半導体のエピタキシャル成長方法と
して分子線エピタキシャル成長方法(以下MBEと略称
する)或いは有機金属熱分解気相成長方法(以下MOC
VD法と略称する)・が開発されたことによってその実
現が可能となった、ヘテロ接合バイポーラトランジスタ
が特に期待されている。
すなわち同じ素子面積で比較した場合に、バイポーラト
ランジスタは電界効果トランジスタより電流駆動能力が
大きく、特にエミッターベース間にヘテロ接合を設けた
ヘテロ接合バイポーラトランジスタは最も電流駆動能力
が大きい。更に動作速度を決定する主要部分の電流方向
が半導体層に垂直であることは、リソグラフィ法によっ
て寸法が設定される電界効果トランジスタより、その寸
法の短縮が遥かに容易である。
(c) 従来技術と問題点 ヘテロ接合バイポーラトランジスタの従来例を第1図に
示す。
図において、1は半絶縁性GaAa基板、2はノンドー
プのGaAsバッファ層、3はn+型GaAsコンタク
ト層、5はn−屋GaAgコレクタ層、 6はp生型G
aAsベース層、7はnR砒化アルξニウムガリウム(
AtcaAs)エミッタ層、8はn+fllGaAsコ
ンタクト層、9はp+型ベースコンタクト領域。
10はコレクタ電極、11はベース電極、12はエミッ
タ電極である。
ヘテロ接合バイポーラトランジスタでは少なくともエミ
ッタ領域をベース領域より禁制帯幅が大きい半導体によ
って構成する。
前記例においてはベース層6をp+型GaAsとし、エ
ミツタ層8はこれより禁制帯幅が大きいn型AtGaA
sによりて構成している。この禁制帯幅の差によって、
エミッタからベースに注入される電子による電流のベー
スからエミッタに注入される正孔による電流に対する比
、すなわち電流注入効率を向上させ、同時にベース領域
等の不純物濃度の選択などの自由度を拡大している。。
第1図に示、した従来例において半導体基体の上面方向
にエミッタ電極12.ベース電極11及びコレクタ電極
10を取出しているのはJCL(EknitterCo
upled Logic )回路により蓄積時部による
遅れのない高速動作を得るためである。これらの電極を
配設するために、p+型ベースコンタクト領域7を形成
する選択的エツチング及びアクセプタ不純物導入ならび
にn+型GaAsコンタクト層3を表出する選択的エツ
チングが必要である。
特にコレクタ電極lOを設けるn”mGa、Asコンタ
クト層3を表出する選択的エツチングにおいては、nm
GaAaコンタクト層9、n ff1AtGaAs工ミ
ツタ層8、p+型GaA1ベースコンタクト領域7及び
n−型GaAsコレクタ層5をエツチングすることが必
要であるが、n+型GaAl5層3を充分に残してエツ
チングを終止させる制御はエツチング深さが大きいため
に極めて困難であって、n−型GaAsコレクタ層5の
残存或いはn+型GaAsコンタクト層3の過度のエツ
チングによる抵抗値の増大を招き易い。
(d) 発明の目的 本発明はAtGaAs/GaAs系へテロ接合バイポー
ラトランジスタについて、先に述べた問題点を解決して
充分な制御性をもってコレクタ′は極形成のためのエツ
チングを実施することができる構造を提供することを目
的とする。
(e) 発明の構成 本発明の前記目的は、砒化ガリウム半導体基板上に第1
の導電型の砒化ガリウムコンタクト層を備え、該砒化ガ
リウムコンタクト層上に第1の導電型の砒化アルミニウ
ムガリウム層を介して、第1の導電型の砒化ガリウムコ
レクタ層と、第2の導電型の砒化ガリウムベース層と、
第1の導電型の砒化アルミニウムガリウムエミツタ層と
が設けられて、コレクタ電極が該砒化ガリウムコンタク
ト層に接して設けられてなる半導体装置により達成され
る。
(f) 発明の実施例 以下本発明を実施例により図面を参照してその製造方法
とともに説明する。
第2図(a)乃至(e)は本発明の実施例を示す工程順
断面図である。
第2図(a)参照 半絶縁性GaAa基板21上にMOCVD法又はMBE
法によりて下記の各半導体層を順次エピタキシャル成長
する。ただし、下記表中、組成比Xが0はGaAs、0
.3はAto、3 Gio、7Asを示し、各数値は1
例を示す。
符号 組成比 不純物濃度 厚さ X (甜) [nm:) 28 0 n−2X10” 200 27 0.3 n−lXl0” 15026 0 p−
lXl0” 50 25 0 n−lXl0” 300 24 0.3 n−2X 10” 1〜223 0 n
−2X10” 200 22 0 ノンドープ 300 すなわち、本発明による構造においては前記従来例に比
較して、n+型)、Lo、 a Ga Q、 ?A11
層24が訂型GaAsコンタクト層23とn−型GaA
sコレクタ層25との間に設けられており、その厚さは
例えば1乃至2 (nm)と薄くされている。
第2図(b)参照 エミッタ領域を形成する。本実施例をこおいてはn+型
GaAs層28及びnff1Ato、aGao、7As
層27のエミッタ領域以外を除去する選択的エツチング
を、例えば弗酸(HF)と過酸化水素水(HtO鵞)と
水(Hl O)との混合液を用いて実施している。
次いで例えばベリリウム(Be)を、エネルギー30 
(Key)程度でドーズ量I X 10”CM)程度に
選択的にイオン注入し、例えば赤外線フラッジ。
アニール法によってこれを活性化してp+型ベースコン
タクト領域29を形成する。
第2図(e)参照 エミッタ領域及びベースコンタクト領域を被覆するマス
ク30を設け、二塩化二弗化炭素(CC4FJをエッチ
ャントとして、リアクティブイオンエツチング法等のド
ライエツチング法によってエツチングを行なう。このC
CL、 F、をエッチャントとするドライエツチング法
によればGaAsはエツチングされるがA九aAsはエ
ツチングされず、 p型GaAsベース層26及びn型
GaAsコレクタ層25がエツチングされn mAto
、3GaO,7As層24の上面に達してエツチングは
停止する。
第2図(d)参照 前記HF HtO* H20エツチング液などを用いて
n+型ALO,aGa o、 7As層24を除去する
が、例えばHF Ht Ot Ht O液はエツチング
速度がACaAsについて60乃至200[:nm]/
分程度であって、1秒乃至数秒程度のエツチングでn型
Azo、aGBO,7AB層24を除去することができ
る。この層に比較すれば遥かに厚いn+型GaAsコン
タク)7tj523はこの短時間のエツチングによって
は実際上厚さが変化しない。
第2図(s)参照 素子分離のためにノンドープGaAs層22に充分に達
する溝31を設ける。次いで例えば金・ゲルマニウム/
金(AuGe/Au)を用いてニレクタエぐ・・/? 電極32友♂1電a4を配設し、例えば金/亜鉛/金(
Au/Zn/Au )を用いてベース電極33を配設す
る。
以上説明した実施例の製造方法から明らかな如く、本発
明によるコレクタ層とコレクタコンタクト層間のAtG
aAsJ−は、これをエツチング停止層とするGaA@
の選択的エツチングによってエツチング深さの正確な制
御を可能とし、コレクタ電極引出し部分の抵抗値の増大
を防止する。
なお前記実施例はn−p −n接合であるが、コレクタ
及びエミッタをp型、ペースをn型とするp−n −p
へテロ接合バイポーラトランジスタについても本発明を
同様に適用することができる。
(g) 発明の詳細 な説明した如(本発明の構造によって、ペテロ接合バイ
ポーラトランジスタの深い選択的エツチングを必要とす
るコレクタ電極引出し構造が、良好な制御性をもって正
確に形成されて、これを素子とする集積回路装置等の半
導体装置を再現性良く安定して提供することが可能とな
る。
【図面の簡単な説明】
第1図はへテロ接合バイポーラトランジスタの従来例を
示す断面図、第2図(a)乃至(e)は本発明の実施例
を示す工程順断面図である。 図において、21は半絶縁性GaA1基板、22ス層、
27はn型AtGaAs エミッタ層、29はp+型ベ
ースコンタクト領域、30はマスク、31は溝、32は
コレクタ電極、33はベー−11[、a4はエミッタ電
極を示す。 草11Δ 事2図 (4) 隼2図 第2阿

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 砒化ガリウム半導体基板上に第1の導電型の砒化ガリウ
    ムコンタクト層を備え、該砒化ガリウムフタ層と、第2
    の導電型の砒化ガリウムペース層と、第1の導電型の砒
    化アルミニウムガリウムエミツタ層とが設けられて、コ
    レクタ電極が該砒化ガリウムコ、ンタクト層に接して設
    けられてなることを特徴とする半導体装置。
JP59042610A 1984-03-06 1984-03-06 半導体装置の製造方法 Expired - Fee Related JPH0680675B2 (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63155762A (ja) * 1986-12-19 1988-06-28 Fujitsu Ltd ヘテロ接合半導体装置の製造方法

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4943583A (ja) * 1972-08-30 1974-04-24
JPS51147985A (en) * 1975-06-13 1976-12-18 Fujitsu Ltd Method of manufacturing a semiconductor light emission device
JPS57197862A (en) * 1981-05-29 1982-12-04 Fujitsu Ltd Active semiconductor device and manufacture thereof
JPS589371A (ja) * 1981-06-26 1983-01-19 トムソン−セ−・エス・エフ トランジスタ

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