JPS62112369A - Manufacture of bipolar transistor - Google Patents
Manufacture of bipolar transistorInfo
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- JPS62112369A JPS62112369A JP25197085A JP25197085A JPS62112369A JP S62112369 A JPS62112369 A JP S62112369A JP 25197085 A JP25197085 A JP 25197085A JP 25197085 A JP25197085 A JP 25197085A JP S62112369 A JPS62112369 A JP S62112369A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
(産業上の利用分野)
本発明は化合物半導体を用いたバイポーラトランジスタ
に関し、特にヘテロ接合バイポーラトランジスタに関す
るものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention relates to a bipolar transistor using a compound semiconductor, and particularly to a heterojunction bipolar transistor.
(従来の技術)
化合物半導体を用いたヘテロ接合バイポーラトランジス
タ、たとえばGaAs l AlxGa1−xAsの組
み合わせを用いたヘテロ接合バイポーラトランジスタは
しゃ新局波数の高い超高周波用増幅数またはスイッチン
グ素子としてすぐれており、その製造方法に関する技術
は、文献イクステンディツドアブストラクト オブ ザ
シックスティーンスコンファレンス Jン ソリッド
ステイト デバイシイズ アンド マテリアルズ(E
xtendedAbstracts of the 1
6th (1984International )C
onferece on 5olid 5tate D
evices andMaterials)1984年
8月30日主催二ザ ジ4.ノクン ンサイエティ オ
ブ アプライド フィジックス(THEJAPAN 5
OCIETY OF APPLIED PI(YSIC
8)pp、343−346に記載されている。(Prior Art) A heterojunction bipolar transistor using a compound semiconductor, for example a heterojunction bipolar transistor using a combination of GaAs l AlxGa1-xAs, is excellent as an amplification number or switching element for ultra-high frequencies with a high blocking frequency. The technology related to its manufacturing method is described in the literature Extended Abstracts of the Sixteenth Conference J. Solid State Devices and Materials (E.
xtendedAbstracts of the 1
6th (1984 International)C
onferece on 5olid 5tate D
evices and Materials) August 30, 1984 Sponsored by Niza Ji 4. Nokun Science of Applied Physics (THE JAPAN 5)
OCIETY OF APPLIED PI (YSIC
8) pp. 343-346.
以下にはGaAsとA11−xGaxAlllの組み合
わせを用いたヘテロ接合パイポーラトランジスタについ
てのみ述べる。通常との素子を作製するには、半絶縁性
GaAs基板上に高濃度n型GaAs (以下n(赤と
いう)層とn型GaAs (以下n−GaAsという)
層とから構成されるコレクタ層、高濃度p型GaAs(
以下p−GaAsという)層のベース層上してn−A1
1−xGaXAs層とn−GaAs層とから構成される
エミッタ層を順次結晶成長させる。In the following, only a heterojunction bipolar transistor using a combination of GaAs and A11-xGaxAll will be described. To fabricate a conventional device, a highly concentrated n-type GaAs (hereinafter referred to as red) layer and an n-type GaAs (hereinafter referred to as n-GaAs) layer are formed on a semi-insulating GaAs substrate.
A collector layer consisting of a high concentration p-type GaAs layer (
n-A1 on the base layer of the layer (hereinafter referred to as p-GaAs)
An emitter layer composed of a 1-x GaXAs layer and an n-GaAs layer is crystal-grown in sequence.
その後各電極を外部に取り出す際、通常メサエッチング
を精度良く行なってコレクタ層あるいはベース層を表面
に露出させ、その上に金属電極をそれぞれ形成しオーミ
ック接触をとっている。After that, when each electrode is taken out to the outside, mesa etching is usually performed with high precision to expose the collector layer or base layer to the surface, and metal electrodes are formed on top of the collector layer or base layer to establish ohmic contact.
(発明が解決しようとする問題点)
しかしながら、前述のような製造方法では、基板にメサ
エッチングを行なって、コレクタ層および、あるいはベ
ース層を表面に露出させ、各層上に金属電極を形成して
オーミック接触をとっているので、エラチン7′8″の
精度に厳しいものが要求されるほか、でき上がりたl・
ランゾスタの形状が平坦構造ではないだめに集積化に適
し、ていないという問題がある・
そこで本発明の目的は」−記の問題点を解決し、正損構
造でか−。)厳しいエツチング精度が要求されないヘテ
ロ接合パイポーラトランジスタの製造方法を提供するも
のである。(Problems to be Solved by the Invention) However, in the manufacturing method described above, the substrate is subjected to mesa etching to expose the collector layer and/or the base layer on the surface, and metal electrodes are formed on each layer. Since it is in ohmic contact, strict accuracy is required for the Elatin 7'8'', and the finished l.
There is a problem in that the shape of the Lanzoster is not suitable for integration unless it is a flat structure.Therefore, the purpose of the present invention is to solve the problems described in "-" and to create a structure with good/damage properties. ) A method for manufacturing a heterojunction bipolar transistor that does not require strict etching accuracy is provided.
(問題点を解決すZ)ための手段)
本発明は前記問題点を解決するために、表面から順にエ
ミヴタ層、該エミッタ層とヘテロ接合をなすベース層及
びコレクタ層とを治する化合物半導体基体を準備し、所
定の第1領域に開口を有する誘電体膜を被覆しこの開口
を利用してエツチングを行うことにより前記ベース層を
露出する穴を形成し、この穴を充填するように気相エピ
タキシャル成長法を用いてこの穴にベース領域を形成し
、所定の第2領域に開口を有する誘電体膜を被覆しこの
開口を利用してエツチングを行うことにより前記コレク
タ層を露出する穴を形成し、この穴を充填するように気
相エピタキシャル成長法を用いてこの穴にコレクタ領域
を形成し、しかる後、前記エミッタ層、前記ベース領域
及び前記コレクタ領域の上にそれぞれ電極を形成するも
のである。(Means for Solving the Problem Z) In order to solve the above problems, the present invention provides a compound semiconductor substrate in which an emitter layer, a base layer forming a heterojunction with the emitter layer, and a collector layer are cured in order from the surface. A dielectric film having an opening in a predetermined first region is prepared, and etching is performed using this opening to form a hole exposing the base layer, and a vapor phase is applied to fill the hole. A base region is formed in this hole using an epitaxial growth method, and a predetermined second region is covered with a dielectric film having an opening, and etching is performed using this opening to form a hole that exposes the collector layer. A collector region is formed in this hole using a vapor phase epitaxial growth method so as to fill this hole, and then electrodes are formed on the emitter layer, the base region, and the collector region, respectively.
(作 用)
本発明は、前述したように耐熱性を有した誘電体膜に形
成した開口によシ化合物半導体基体のエツチングを行っ
てこの化合物半導体基体に穴を形成しているので、表面
に気相エピタキシャル成長法を用いて、不純物を含む化
合物を成長させても前記大部分以外はほとんど付着しな
いか、付着しても不完全であシ前記誘電体膜を除去する
際に同時に除去されるため、前記穴部分のみに不純物を
含む化合物半導体が形成でき、前記穴部分が充填されて
平面が平らなバイポーラトランジスタが形成できる。(Function) As described above, in the present invention, holes are formed in the compound semiconductor substrate by etching the silicon compound semiconductor substrate through the openings formed in the heat-resistant dielectric film. Even if a compound containing impurities is grown using the vapor phase epitaxial growth method, most of the impurity will not adhere, or even if it does, it will be incomplete and will be removed at the same time as the dielectric film is removed. A compound semiconductor containing impurities can be formed only in the hole portion, and the hole portion can be filled to form a bipolar transistor with a flat surface.
(実施例)
第1図は本発明の詳細な説明するだめのバイポーラトラ
ンジスタの構造断面図であり、以下図面を用いて説明す
る。(Example) FIG. 1 is a cross-sectional view of the structure of a bipolar transistor for which the present invention will not be explained in detail, and will be explained below with reference to the drawings.
11〜16は各々下から順に半絶縁性のGaAs基板+
n GaAs層、 n、−GaAs層r p−GaA
g層。11 to 16 are semi-insulating GaAs substrates in order from the bottom.
n GaAs layer, n,-GaAs layer r p-GaA
g layer.
n−AAxGa +−,Al1層(又は約0.3程度)
、 n −GaAs層であシ、12〜16はGaAs
基板11上にMBE(モレキュラビームエビタキシー)
法またはMOCVD (有機金属化学気相成長)法など
のエピタキシャル成長法を用いて順次結晶成長させたも
のである。なおn−AlxGa1−xAs層15は組成
に傾斜をもたせることもできる。各層の厚さは要求され
るトランジスタの性能によって異なるが、概略の厚さは
、n−GaAs層12が5000〜10000X、n−
Ga/vq層13が2000〜3000A、 p−Ga
As層14が約100OA I n−AlxGa1−、
As層15が約1000 A 、 n −GaAs層1
6が約10001である。これら12〜I6の各層を形
成したのち、基板表面に図示しない5i02膜を堆積さ
せ、素子分離のだめの半絶縁性埋め込み層17に相当す
る部分に開口を形成する。この開口よりBr2系などの
異方性エツチング液を用いてエツチングすることにより
半絶縁性埋め込み層17部分に結晶の低次面を露出した
穴を形成し、次’tcMOCVD法を用いて半絶縁性を
与えるドー・セント、例えばバノ″ソウムやクロムを含
有する半絶縁性GaAsの選択成長を行なう。残余のS
to 2膜上にはG a A、sはほとんど付着しな
いか、付着しても不完全で、成長後5i02膜を除去す
る際に同時に除去される。n-AAxGa +-, Al1 layer (or about 0.3)
, n-GaAs layer, 12 to 16 are GaAs
MBE (molecular beam epitaxy) on the substrate 11
The crystals are grown sequentially using an epitaxial growth method such as a metal organic chemical vapor deposition (MOCVD) method or MOCVD (metal organic chemical vapor deposition) method. Note that the n-AlxGa1-xAs layer 15 can also have a composition gradient. The thickness of each layer varies depending on the required performance of the transistor, but the approximate thickness is that the n-GaAs layer 12 has a thickness of 5,000 to 10,000×, an n-
Ga/vq layer 13 is 2000-3000A, p-Ga
The As layer 14 is about 100OAIn-AlxGa1-,
As layer 15 is about 1000 A, n-GaAs layer 1
6 is approximately 10001. After forming each of these layers 12 to I6, a 5i02 film (not shown) is deposited on the surface of the substrate, and an opening is formed in a portion corresponding to the semi-insulating buried layer 17 for element isolation. This opening is etched using an anisotropic etching solution such as Br2-based to form a hole exposing the lower plane of the crystal in the semi-insulating buried layer 17, and then a semi-insulating layer is formed using MOCVD. The remaining S
Almost no G a A, s adheres to the TO 2 film, or even if it does adhere, it is incomplete, and is removed at the same time as the 5i0 2 film is removed after growth.
n−GaAaの選択成長は穴を埋め戻すように進み、は
ぼ表面が平らになったところで成長を終了させる。The selective growth of n-GaAa proceeds to backfill the hole, and the growth is terminated when the surface of the warp becomes flat.
しかる後、残余の5i02膜を除去し、さらに基板表面
に5i02膜を堆積させ、ベース電極取り出しのだめの
p型埋め込み層Z8に相当する部分の5i02膜に開口
を形成する。この開口よりBr2系などの異方性エツチ
ング液を用いてエツチングすることによりp型埋め込み
層18部分にp−GaAs層14の結晶の低次面を露出
しだ穴を形成し、次にMOCVD法を用いてp型溝電性
を与えるZn等を含有するp−GaASの選択成長を行
なうことによシル型埋め込°み層18を形成する。前述
のようにSiO□膜上には、GaAsはほとんど付着し
ないか、付着しても不完全で、成長後5i02膜を除去
する際に同時に除去される。半絶縁性GaAsの選択成
長は穴を埋め戻すように進み、は1・下表m1が平ら′
!tζなったと二ろ′6成長を終了させろ1.ざら;・
C1前述と同様の方法を用いて、n型導電性を与える憶
・等を含有するn−Ga、Asであろく一ス電極の取か
出しのためのn型埋め込み層19を形成する。Thereafter, the remaining 5i02 film is removed, a further 5i02 film is deposited on the substrate surface, and an opening is formed in the 5i02 film at a portion corresponding to the p-type buried layer Z8 from which the base electrode is taken out. From this opening, a hole is formed in the p-type buried layer 18 portion exposing the low-order plane of the crystal of the p-GaAs layer 14 by etching using an anisotropic etching solution such as Br2-based etching liquid, and then MOCVD is performed. The sill-type buried layer 18 is formed by selectively growing p-GaAS containing Zn or the like which gives p-type trench conductivity. As described above, GaAs hardly adheres to the SiO□ film, or even if it does adhere, it is incomplete, and is removed at the same time as the 5i02 film is removed after growth. The selective growth of semi-insulating GaAs proceeds to backfill the hole, and m1 in the table below is flat.
! When it reaches tζ, end the growth.1. Zara;・
C1 Using the same method as described above, an n-type buried layer 19 for taking out the first electrode is formed of n-Ga or As containing a memory giving n-type conductivity.
しかる後、n−GaAs層16.p型埋め込み層18及
びn型埋め込み層19のそれぞれの土にオーミック接触
をなすエミッタ電% 292ベース電極21及びコレク
タ電極22を形成する。After that, the n-GaAs layer 16. An emitter base electrode 21 and a collector electrode 22 are formed in ohmic contact with the respective soils of the p-type buried layer 18 and the n-type buried layer 19.
尚、本発明の実施例では、半絶縁性(h祷3.トG抗]
あるいはp−Ga、Asを選択成長させるための模とj
〜てSiO□膜を用いたが、耐熱性を有した諺電体模で
あれば他の膜を用いることもでき、また、基板11をエ
ツチングするだめの方法としてBr2の異方性エツチン
グ液を用いて行っているが、基板結晶の低次面を露出す
ることのできるエツチング方法及びエツチング液を用い
ることもでき、!、た、半絶縁性埋め込み層17.p型
埋め込み層18及びn型埋め込み層19の成長方法とし
7てMOCVD法を用いているが、VPE法であれば他
の方法を用いることもできる。In addition, in the embodiment of the present invention, semi-insulating
Or a model for selective growth of p-Ga, As.
Although the SiO□ film was used in the above, other films can be used as long as they are heat resistant.Also, as a method to avoid etching the substrate 11, an anisotropic etchant of Br2 may be used. However, it is also possible to use an etching method and an etching solution that can expose the lower-order planes of the substrate crystal. , semi-insulating buried layer 17. Although the MOCVD method is used as the growth method for the p-type buried layer 18 and the n-type buried layer 19, other methods can also be used as long as it is a VPE method.
まだ、本発明の実施例では、基板11としてGaAs基
板を用いたバイポーラトランジスタの製造方法を述べた
が、本発明の製造方法は、例えば基板はInpを用いて
InpとI n 1−xGaxAs 1−yPyとの組
み合わせを用いた化合物半導体ヘテロ接合バイポーラト
ランジスタにも適用可能であり、また、本発明の製造方
法は、半絶縁性埋め込み層17゜p型埋め込み層18及
びn型埋め込み層19から選ばれた1以上の層のみに用
いることもできる。In the embodiments of the present invention, a method for manufacturing a bipolar transistor using a GaAs substrate as the substrate 11 has been described. The manufacturing method of the present invention is also applicable to a compound semiconductor heterojunction bipolar transistor using a combination with yPy. It can also be used in only one or more layers.
本発明の実施例によれば、5i02膜に形成した開口に
より基板11のエツチングを行って半絶縁性埋め込み層
17.p型埋め込み層18及びn型埋め込み層19のだ
めの穴を形成し、表面にMOCVD法によってそれぞれ
半絶縁性、p型溝電性及びn型導電性を有するGaAF
Nを成長させているので、穴部分のみに選択的に前記G
aAsを成長でき、前記穴部分が所定の前記GaAsに
よって充填され、平面が平らなバイポーラトランジスタ
を形成することができる。According to an embodiment of the present invention, the substrate 11 is etched through an opening formed in the 5i02 film to etch the semi-insulating buried layer 17. A p-type buried layer 18 and an n-type buried layer 19 are formed with holes, and a GaAF layer having semi-insulating property, p-type groove conductivity, and n-type conductivity is formed on the surface by MOCVD.
Since N is grown, the G is selectively applied only to the hole portion.
AAs can be grown, and the hole portion can be filled with a predetermined portion of the GaAs to form a bipolar transistor with a flat plane.
(発明の効果)
以上、詳細に説明したように本発明によれば、素子分離
のだめの半絶縁性埋め込み層、コレクタ電極取り出しの
だめのn型埋め込み層及びベース電極取り出(−のため
のp型埋め込み層を容易に形成でき、かつ、平坦な構造
のトランゾスタが作製可能で5ちる。そのため、本発明
の製造方法はバイポーラトランジスタの集積回路装置に
適している。(Effects of the Invention) As described in detail above, according to the present invention, there is a semi-insulating buried layer for element isolation, an n-type buried layer for taking out the collector electrode, and a p-type buried layer for taking out the base electrode (-). The buried layer can be easily formed and a transistor with a flat structure can be manufactured.Therefore, the manufacturing method of the present invention is suitable for integrated circuit devices of bipolar transistors.
第1図は本発明の詳細な説明するためのパ・1ポーラト
ランジスタの構造断面図である。
+
77−・・半絶縁性GaAs基板、12 =・n −G
aAs層、13− n−GaAs層、14 □−p−G
aAs層、15−n−AI3xGa 1−xAs層、J
6 ・= n−GaAs層、I 7 ・・・半絶縁性
埋め込み層、18・・・p型埋め込み層、19・・・n
型埋め込み層、20・・・エミッタ電極、21・・ベー
ス電極、22・・・コレクタ電極。FIG. 1 is a structural sectional view of a parapolar transistor for explaining the present invention in detail. + 77-...Semi-insulating GaAs substrate, 12 =・n −G
aAs layer, 13- n-GaAs layer, 14 □-p-G
aAs layer, 15-n-AI3xGa 1-xAs layer, J
6.=n-GaAs layer, I7...semi-insulating buried layer, 18...p-type buried layer, 19...n
Mold embedding layer, 20...emitter electrode, 21...base electrode, 22...collector electrode.
Claims (1)
なすベース層及びコレクタ層とを有する化合物半導体基
体を準備する工程と、 所定の第1領域に開口を有する誘電体膜を被覆し該開口
を利用してエッチングを行うことにより前記ベース層を
露出する穴を形成する工程と、該穴を充填するように気
相エピタキシャル成長法を用いて該穴にベース領域を形
成する工程と、所定の第2領域に開口を有する誘電体膜
を被覆し該開口を利用してエッチングを行うことにより
前記コレクタ層を露出する穴を形成する工程と、該穴を
充填するように気相エピタキシャル成長法を用いて該穴
にコレクタ領域を形成する工程と、しかる後、前記エミ
ッタ層、前記ベース領域及び前記コレクタ領域の上にそ
れぞれ電極を形成する工程とを備えてなることを特徴と
するバイポーラトランジスタの製造方法。[Claims] A step of preparing a compound semiconductor substrate having, in order from the surface, an emitter layer, a base layer forming a heterojunction with the emitter layer, and a collector layer; and a dielectric film having an opening in a predetermined first region. forming a hole exposing the base layer by covering and etching using the opening; and forming a base region in the hole using a vapor phase epitaxial growth method so as to fill the hole. , a step of forming a hole exposing the collector layer by covering a dielectric film having an opening in a predetermined second region and performing etching using the opening, and vapor phase epitaxial growth to fill the hole. A bipolar transistor comprising the steps of: forming a collector region in the hole using a method; and then forming electrodes on the emitter layer, the base region, and the collector region, respectively. manufacturing method.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP25197085A JPS62112369A (en) | 1985-11-12 | 1985-11-12 | Manufacture of bipolar transistor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP25197085A JPS62112369A (en) | 1985-11-12 | 1985-11-12 | Manufacture of bipolar transistor |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS62112369A true JPS62112369A (en) | 1987-05-23 |
Family
ID=17230700
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP25197085A Pending JPS62112369A (en) | 1985-11-12 | 1985-11-12 | Manufacture of bipolar transistor |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS62112369A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6652252B2 (en) | 2001-04-24 | 2003-11-25 | Mnde Technologies L.L.C. | Electromagnetic device particularly useful as a vibrator for a fluid pump |
-
1985
- 1985-11-12 JP JP25197085A patent/JPS62112369A/en active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6652252B2 (en) | 2001-04-24 | 2003-11-25 | Mnde Technologies L.L.C. | Electromagnetic device particularly useful as a vibrator for a fluid pump |
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