專利名稱：異質(zhì)結(jié)雙極晶體管及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在發(fā)送用高輸出功率放大器等中廣泛使用的異質(zhì)結(jié)雙極晶體管及其制造方法。
背景技術(shù)：
近年來，伴隨著移動電話機的高功能化和大容量通信化，即便對于移動電話機中使用的高頻模擬元件也要求進一步高性能化。在高頻模擬元件中異質(zhì)結(jié)雙極晶體管(以下記為HBT)作為發(fā)送用高輸出功率放大器已經(jīng)實用化了。對于該HBT的高性能化需要發(fā)射極尺寸的微細化。
下面，參照圖23說明已有的HBT的結(jié)構(gòu)和制造方法(例如，請參照上田大助等著“高頻·光半導體器件”，電子信息通信學會，日本平成11年12月1日，p.51～53)。
圖23是表示已有的HBT的概略剖面結(jié)構(gòu)圖。如圖23所示，在由GaAs構(gòu)成的半絕緣性基片301上形成由高濃度n型GaAs層構(gòu)成的子集電極層(sub-collector layer)302。在子集電極層302中的集電極形成區(qū)域上，形成由低濃度n型GaAs層構(gòu)成的集電極層303和由高濃度p型GaAs層構(gòu)成的基極層304。在基極層304中的發(fā)射極形成區(qū)域上，形成由n型AlGaAs層構(gòu)成的發(fā)射極層305、由高濃度n型InGaAs層構(gòu)成的發(fā)射極接觸層306、由WSi層構(gòu)成的第一發(fā)射極電極314和具有Ti/Pt/Au結(jié)構(gòu)(從下向上依次層疊Ti層、Pt層和Au層的結(jié)構(gòu)以下同樣)的第二發(fā)射極電極311。在基極層304中的發(fā)射極形成區(qū)域以外的其它區(qū)域上，形成具有Ti/Pt/Au結(jié)構(gòu)的基極電極312。在子集電極層302中的集電極形成區(qū)域以外的其它區(qū)域上，形成具有AuGe/Ni/Au結(jié)構(gòu)(從下向上依次層疊AuGe層、Ni層和Au層的結(jié)構(gòu))的集電極電極313。
又，如圖23所示，為了將各個HBT(單位HBT)之間電分離，在各HBT形成區(qū)域的周邊，形成貫通子集電極層302一直達到半絕緣性基片301的元件分離區(qū)域321。
進一步，如圖23所示，以覆蓋設(shè)置了HBT結(jié)構(gòu)的半絕緣性基片301的整個面的方式堆積絕緣膜322。在絕緣膜322中的第二發(fā)射極電極311、基極電極312和集電極電極313的各自的上側(cè)，設(shè)置接觸孔323A、323B和323C。經(jīng)過接觸孔323A從第二發(fā)射極電極311引出布線315A，經(jīng)過接觸孔323B從基極電極312引出布線315B，經(jīng)過接觸孔323C從集電極電極313引出布線315C。
但是，在圖23所示的已有HBT中，相對于第二發(fā)射極電極311和基極電極312具有Ti/Pt/Au結(jié)構(gòu)的情況，由于集電極電極312具有AuGe/Ni/Au的結(jié)構(gòu)，所以會產(chǎn)生下述那樣的問題。
即，不能夠同時形成全部發(fā)射極電極311、基極電極312和集電極電極313。換句話說，必須將同時形成發(fā)射極電極311和基極電極312的步驟、與形成集電極電極313的步驟分開進行。具體講，在各個電極形成步驟中，需要進行形成具有與電極形狀對應的圖案的光抗蝕劑的抗蝕劑形成、用蒸鍍法和濺射法形成金屬薄膜的金屬薄膜形成、和通過除去光抗蝕劑只在需要的部分上留存金屬薄膜的剝離。從而，在已有的HBT中，存在著伴隨著制造步驟數(shù)增加，制造成本增大那樣的問題。
又，在已有的HBT中，因為在第二發(fā)射極電極311上的絕緣膜322中設(shè)置接觸孔323A并且經(jīng)過該接觸孔323A從第二發(fā)射極電極311引出布線315A，所以會產(chǎn)生下述那樣的問題。
即，在已有的HBT中的發(fā)射極形成中，因為將第一發(fā)射極電極314作為掩模，通過干蝕刻或濕蝕刻形成發(fā)射極接觸層306，所以考慮到發(fā)射極接觸層306和第二發(fā)射極電極311之間的重合偏離，第二發(fā)射極電極311和接觸孔323A之間的重合偏離，以及接觸孔323A和布線315A之間的重合偏離，必須增大發(fā)射極區(qū)域的尺寸即發(fā)射極尺寸。
發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述情況，本發(fā)明的目的是提供能夠縮小發(fā)射極尺寸，并且能夠降低制造成本的HBT及其制造方法。
為了達到上述目的，有關(guān)本發(fā)明的第一HBT，包括高濃度n型的第一子集電極層；高濃度n型的第二子集電極層，其在所述第一子集電極層上形成，并且由帶隙比所述第一子集電極層小的材料構(gòu)成；i型或低濃度n型的集電極層，其在所述第二子集電極層中的規(guī)定部分上形成；高濃度p型的基極層，其在所述集電極層上形成；n型的發(fā)射極層，其在所述基極層上形成，并且由帶隙比所述基極層大的材料構(gòu)成；高濃度n型的發(fā)射極帽蓋層，其在所述發(fā)射極層中的規(guī)定部分上形成；高濃度n型的發(fā)射極接觸層，其在所述發(fā)射極帽蓋層上形成，并且由帶隙比所述發(fā)射極帽蓋層小的材料構(gòu)成；第一布線，其從所述發(fā)射極接觸層引出，并且包含成為發(fā)射極電極的部分；第二布線，其從所述發(fā)射極層中的沒有形成所述發(fā)射極帽蓋層的部分引出，并且包含成為基極電極的部分；和第三布線，其從所述第二子集電極層中的沒有形成所述集電極層的部分引出，并且包含成為集電極電極的部分。
再有，有關(guān)本發(fā)明的第二HBT，包括高濃度n型的第一子集電極層；高濃度n型的第二子集電極層，其在所述第一子集電極層上形成，并且由帶隙比所述第一子集電極層小的材料構(gòu)成；i型或低濃度n型的集電極層，其在所述第二子集電極層中的規(guī)定部分上形成；高濃度p型的基極層，其在所述集電極層上形成；n型發(fā)射極層，其在所述基極層中的規(guī)定部分上形成，并且由帶隙比所述基極層大的材料構(gòu)成；高濃度n型的發(fā)射極帽蓋層，其在所述發(fā)射極層上形成；高濃度n型的發(fā)射極接觸層，其在所述發(fā)射極帽蓋層上形成，并且由帶隙比所述發(fā)射極帽蓋層小的材料構(gòu)成；第一布線，其從所述發(fā)射極接觸層引出，并且包含成為發(fā)射極電極的部分；第二布線，其從所述基極層中沒有形成所述發(fā)射極層的部分引出，并且包含成為基極電極的部分；和第三布線，其從所述第二子集電極層中沒有形成所述集電極層的部分引出，并且包含成為集電極電極的部分。
有關(guān)本發(fā)明的第三HBT，包括高濃度n型的第一子集電極層；高濃度n型的第二子集電極層，其在所述第一子集電極層上形成，并且由帶隙比所述第一子集電極層小的材料構(gòu)成；i型或低濃度n型的集電極層，其在所述第二子集電極層中的規(guī)定部分上形成；高濃度p型的基極層，其在所述集電極層上形成；n型的發(fā)射極層，其端部以從所述基極層按屋檐狀突出的方式在所述基極層上形成，并且由帶隙比所述基極層大的材料構(gòu)成；高濃度n型的發(fā)射極帽蓋層，其在所述發(fā)射極層中的規(guī)定部分上形成；和高濃度n型的發(fā)射極接觸層，其端部以從所述發(fā)射極帽蓋層按屋檐狀突出的方式在所述發(fā)射極帽蓋層上形成，并且由帶隙比所述發(fā)射極帽蓋層小的材料構(gòu)成；通過自我對準形成第一布線、第二布線和第三布線，所述第一布線從所述發(fā)射極接觸層引出并且包含成為發(fā)射極電極的部分，所述第二布線從所述發(fā)射極層中沒有形成所述發(fā)射極帽蓋層的部分引出并且包含成為基極電極的部分，所述第三布線從所述第二子集電極層中沒有形成所述集電極層的部分引出并且包含成為集電極電極的部分。
有關(guān)本發(fā)明的第四HBT，包括高濃度n型的第一子集電極層；高濃度n型的第二子集電極層，其在所述第一子集電極層上形成，并且由帶隙比所述第一子集電極層小的材料構(gòu)成；i型或低濃度n型的集電極層，其在所述第二子集電極層中的規(guī)定部分上形成；高濃度p型的基極層，其端部以從所述集電極層按屋檐狀突出的方式在所述集電極層上形成，并且由與所述集電極層不同的材料構(gòu)成；n型的發(fā)射極層，其在所述基極層中的規(guī)定部分上形成，并且由帶隙比所述基極層大的材料構(gòu)成；高濃度n型的發(fā)射極帽蓋層，其在所述發(fā)射極層上形成；和高濃度n型的發(fā)射極接觸層，其端部以從所述發(fā)射極帽蓋層按屋檐狀突出的方式在所述發(fā)射極帽蓋層上形成，并且由帶隙比所述發(fā)射極帽蓋層小的材料構(gòu)成；通過自我對準形成第一布線、第二布線和第三布線，所述第一布線從所述發(fā)射極接觸層引出并且包含成為發(fā)射極電極的部分，所述第二布線從所述基極層中沒有形成所述發(fā)射極層的部分引出并且包含成為基極電極的部分，所述第三布線從所述第二子集電極層中沒有形成所述集電極層的部分引出并且包含成為集電極電極的部分。
另一方面，有關(guān)本發(fā)明的第一HBT的制造方法，包括以下步驟在半絕緣性基片的一個主面上，依次形成高濃度n型的第一子集電極層、由帶隙比所述第一子集電極層小的材料構(gòu)成的高濃度n型的第二子集電極層、i型或低濃度n型的集電極層形成用膜、高濃度p型的基極層形成用膜、由帶隙比所述基極層形成用膜大的材料構(gòu)成的n型的發(fā)射極層形成用膜、高濃度n型的發(fā)射極帽蓋層形成用膜、由帶隙比所述發(fā)射極帽蓋層形成用膜小的材料構(gòu)成的高濃度n型的發(fā)射極接觸層形成用膜；以露出所述發(fā)射極層形成用膜中的基極電極形成區(qū)域的方式，使所述發(fā)射極接觸層形成用膜和所述發(fā)射極帽蓋層形成用膜形成圖案，形成發(fā)射極接觸層和發(fā)射極帽蓋層；以露出所述第二子集電極層中的集電極電極形成區(qū)域的方式，使所述發(fā)射極層形成用膜、所述基極層形成用膜和所述集電極層形成用膜形成圖案，形成發(fā)射極層、基極層和集電極層；形成從所述發(fā)射極接觸層引出并且包含成為發(fā)射極電極的部分的第一布線；形成從所述發(fā)射極層中的所述基極電極形成區(qū)域引出并且包含成為基極電極的部分的第二布線；以及形成從所述第二子集電極層中的所述集電極電極形成區(qū)域引出并且包含成為集電極電極的部分的第三布線。
有關(guān)本發(fā)明的第二HBT的制造方法，包括以下步驟在半絕緣性基片的一個主面上，依次形成高濃度n型的第一子集電極層、由帶隙比所述第一子集電極層小的材料構(gòu)成的高濃度n型的第二子集電極層、i型或低濃度n型的集電極層形成用膜、高濃度p型的基極層形成用膜、由帶隙比所述基極層形成用膜大的材料構(gòu)成的n型的發(fā)射極層形成用膜、高濃度n型的發(fā)射極帽蓋層形成用膜、由帶隙比所述發(fā)射極帽蓋層形成用膜小的材料構(gòu)成的高濃度n型的發(fā)射極接觸層形成用膜；以露出所述基極層形成用膜中的基極電極形成區(qū)域的方式，使所述發(fā)射極接觸層形成用膜、所述發(fā)射極帽蓋層形成用膜和所述發(fā)射極層形成用膜形成圖案，形成發(fā)射極接觸層、發(fā)射極帽蓋層和發(fā)射極層；以露出所述第二子集電極層中的集電極電極形成區(qū)域的方式，使所述基極層形成用膜和所述集電極層形成用膜形成圖案，形成基極層和集電極層；形成從所述發(fā)射極接觸層引出并且包含成為發(fā)射極電極的部分的第一布線；形成從所述基極層中的所述基極電極形成區(qū)域引出并且包含成為基極電極的部分的第二布線；以及形成從所述第二子集電極層中的所述集電極電極形成區(qū)域引出并且包含成為集電極電極的部分的第三布線。
有關(guān)本發(fā)明的第三HBT的制造方法，包括以下步驟在半絕緣性基片的一個主面上，依次形成高濃度n型的第一子集電極層、由帶隙比所述第一子集電極層小的材料構(gòu)成的高濃度n型的第二子集電極層、i型或低濃度n型的集電極層形成用膜、高濃度p型的基極層形成用膜、由帶隙比所述基極層形成用膜大的材料構(gòu)成的n型的發(fā)射極層形成用膜、高濃度n型的發(fā)射極帽蓋層形成用膜、由帶隙比所述發(fā)射極帽蓋層形成用膜小的材料構(gòu)成的高濃度n型的發(fā)射極接觸層形成用膜；以露出所述發(fā)射極層形成用膜中的基極電極形成區(qū)域的方式，使所述發(fā)射極接觸層形成用膜和所述發(fā)射極帽蓋層形成用膜形成圖案，形成發(fā)射極接觸層和發(fā)射極帽蓋層；以露出所述第二子集電極層中的集電極電極形成區(qū)域的方式，使所述發(fā)射極層形成用膜、所述基極層形成用膜和所述集電極層形成用膜形成圖案，形成發(fā)射極層、基極層和集電極層；以所述發(fā)射極層的端部從所述基極層按屋檐狀突出的方式，對所述基極層和所述集電極層進行側(cè)面蝕刻；以所述發(fā)射極接觸層的端部從所述發(fā)射極帽蓋層按屋檐狀突出的方式，對所述發(fā)射極帽蓋層進行側(cè)面蝕刻；以及通過自我對準形成從所述發(fā)射極接觸層引出并且包含成為發(fā)射極電極的部分的第一布線、從所述發(fā)射極層中的所述基極電極形成區(qū)域引出并且包含成為基極電極的部分的第二布線、和從所述第二子集電極層中的所述集電極電極形成區(qū)域引出并且包含成為集電極電極的部分的第三布線。
有關(guān)本發(fā)明的第四HBT的制造方法，包括以下步驟在半絕緣性基片的一個主面上，依次形成高濃度n型的第一子集電極層、由帶隙比所述第一子集電極層小的材料構(gòu)成的高濃度n型的第二子集電極層、i型或低濃度n型的集電極層形成用膜、由與所述集電極層形成用膜不同的材料構(gòu)成的高濃度p型的基極層形成用膜、由帶隙比所述基極層形成用膜大的材料構(gòu)成的n型的發(fā)射極層形成用膜、高濃度n型的發(fā)射極帽蓋層形成用膜、由帶隙比所述發(fā)射極帽蓋層形成用膜小的材料構(gòu)成的高濃度n型的發(fā)射極接觸層形成用膜；以露出所述基極層形成用膜中的基極電極形成區(qū)域的方式，使所述發(fā)射極接觸層形成用膜、所述發(fā)射極帽蓋層形成用膜和所述發(fā)射極層形成用膜形成圖案，形成發(fā)射極接觸層、發(fā)射極帽蓋層和發(fā)射極層；以露出所述第二子集電極層中的集電極電極形成區(qū)域的方式，使所述基極層形成用膜和所述集電極層形成用膜形成圖案，形成基極層和集電極層；以所述基極層的端部從所述集電極層按屋檐狀突出的方式，對所述集電極層進行側(cè)面蝕刻；以所述發(fā)射極接觸層的端部從所述發(fā)射極帽蓋層按屋檐狀突出的方式，對所述發(fā)射極帽蓋層和所述發(fā)射極層進行側(cè)面蝕刻；以及通過自我對準形成從所述發(fā)射極接觸層引出并且包含成為發(fā)射極電極的部分的第一布線、從所述基極層中的所述基極電極形成區(qū)域引出并且包含成為基極電極的部分的第二布線、和從所述第二子集電極層中的所述集電極電極形成區(qū)域引出并且包含成為集電極電極的部分的第三布線。
又，在本申請中，高濃度意味著雜質(zhì)濃度在1×1018cm-3以上，低濃度意味著雜質(zhì)濃度在1×1017cm-3以下。
根據(jù)本發(fā)明，對于發(fā)射極接觸層和第二子集電極層分別采用由帶隙小的材料構(gòu)成的高濃度n型半導體。因此，能夠容易地實現(xiàn)用于從發(fā)射極接觸層引出的第一布線(發(fā)射極引出布線)的金屬和發(fā)射極接觸層之間的歐姆連接，并且能夠容易地實現(xiàn)用于從第二子集電極層引出的第三布線(集電極引出布線)的金屬和第二子集電極層之間的歐姆連接。即，不僅能夠形成兼作基極電極的第二布線(基極引出布線)，而且能夠形成兼作發(fā)射極電極的發(fā)射極引出布線并且能夠形成兼作集電極電極的集電極引出布線。從而，因為能夠削減在已有技術(shù)中與布線形成步驟分開進行的形成發(fā)射極電極、基極電極和集電極電極的步驟，所以能夠降低制造成本。
又，在已有技術(shù)中，當決定發(fā)射極尺寸時，需要考慮到發(fā)射極接觸層和發(fā)射極電極之間的重合偏離，發(fā)射極電極和接觸孔之間的重合偏離，以及接觸孔和布線之間的重合偏離這樣3個重合偏離。
與此相對，在本發(fā)明的第一和第二HBT以及第一和第二HBT的制造方法中，當決定發(fā)射極尺寸時，因為可以只考慮發(fā)射極接觸層和接觸孔之間的重合偏離，以及接觸孔和布線之間的重合偏離這樣2個重合偏離，所以與已有技術(shù)比較能夠縮小發(fā)射極尺寸，因此能夠?qū)崿F(xiàn)HBT的高性能化，所謂的提高高頻特性的目的。
又，在本發(fā)明的第三和第四HBT以及第三和第四HBT的制造方法中，因為通過自我對準形成發(fā)射極引出布線等的各布線，換句話說，因為在不形成接觸孔的情況下形成發(fā)射極引出布線，所以當決定發(fā)射極尺寸時，不需要考慮發(fā)射極接觸層和接觸孔之間的重合偏離，以及接觸孔和發(fā)射極引出布線之間的重合偏離。從而，因為與已有技術(shù)比較能夠進一步縮小發(fā)射極尺寸，所以能夠更高地實現(xiàn)HBT的高性能化，所謂的提高高頻特性的目的。
進一步，在本發(fā)明的第三和第四HBT以及第三和第四HBT的制造方法中，因為在不形成接觸孔的情況下形成基極引出布線，所以能夠縮短基極引出布線的基極電極部分和發(fā)射極(實質(zhì)上的發(fā)射極區(qū)域)之間的距離。因此，能夠減少基極電阻，結(jié)果，能夠達到更高地提高高頻特性的目的。
依據(jù)本發(fā)明的HBT及其制造方法，可以實現(xiàn)發(fā)射極尺寸的微細化，因此能夠提高HBT的高頻特性，能夠降低HBT的制造成本。
圖1是表示與本發(fā)明的第一實施方式有關(guān)的HBT結(jié)構(gòu)的剖面圖。
圖2(a)～(c)是表示與本發(fā)明的第一實施方式有關(guān)的HBT的制造方法的各步驟的剖面圖。
圖3(a)和(b)是表示與本發(fā)明的第一實施方式有關(guān)的HBT的制造方法的各步驟的剖面圖。
圖4是表示與本發(fā)明的第一實施方式有關(guān)的HBT的制造方法的一個步驟的剖面圖。
圖5是表示與本發(fā)明的第二實施方式有關(guān)的HBT結(jié)構(gòu)的剖面圖。
圖6(a)～(c)是表示與本發(fā)明的第二實施方式有關(guān)的HBT的制造方法的各步驟的剖面圖。
圖7(a)和(b)是表示與本發(fā)明的第二實施方式有關(guān)的HBT的制造方法的各步驟的剖面圖。
圖8是表示與本發(fā)明的第二實施方式有關(guān)的HBT的制造方法的一個步驟的剖面圖。
圖9是表示與本發(fā)明的第三實施方式有關(guān)的HBT結(jié)構(gòu)的剖面圖。
圖10(a)是表示與本發(fā)明的第三實施方式有關(guān)的HBT中的發(fā)射極引出布線的引出方向的主要部分剖面圖，圖10(b)是表示與本發(fā)明的第三實施方式有關(guān)的HBT中的基極引出布線的引出方向的主要部分剖面圖。
圖11(a)～(c)是表示與本發(fā)明的第三實施方式有關(guān)的HBT的制造方法的各步驟的剖面圖。
圖12(a)和(b)是表示與本發(fā)明的第三實施方式有關(guān)的HBT的制造方法的各步驟的剖面圖。
圖13(a)是表示與本發(fā)明的第三實施方式有關(guān)的HBT的制造方法的一個步驟的剖面圖，圖13(b)是表示與本發(fā)明的第三實施方式有關(guān)的HBT的制造方法的一個步驟的平面圖。
圖14是表示與本發(fā)明的第三實施方式有關(guān)的HBT的制造方法的一個步驟的剖面圖。
圖15(a)和(b)是表示與本發(fā)明的第三實施方式有關(guān)的HBT的制造方法的各步驟的剖面圖。
圖16是表示與本發(fā)明的第四實施方式有關(guān)的HBT的結(jié)構(gòu)的剖面圖。
圖17(a)是表示與本發(fā)明的第四實施方式有關(guān)的HBT中的發(fā)射極引出布線的引出方向的主要部分剖面圖，圖17(b)是表示與本發(fā)明的第四實施方式有關(guān)的HBT中的基極引出布線的引出方向的主要部分剖面圖。
圖18(a)～(c)是表示與本發(fā)明的第四實施方式有關(guān)的HBT的制造方法的各步驟的剖面圖。
圖19(a)和(b)是表示與本發(fā)明的第四實施方式有關(guān)的HBT的制造方法的各步驟的剖面圖。
圖20(a)是表示與本發(fā)明的第四實施方式有關(guān)的HBT的制造方法的一個步驟的剖面圖，圖20(b)是表示與本發(fā)明的第四實施方式有關(guān)的HBT的制造方法的一個步驟的平面圖。
圖21是表示與本發(fā)明的第四實施方式有關(guān)的HBT的制造方法的一個步驟的剖面圖。
圖22(a)和(b)是表示與本發(fā)明的第四實施方式有關(guān)的HBT的制造方法的各步驟的剖面圖。
圖23是表示已有的HBT的概略剖面結(jié)構(gòu)的圖。
圖中101、201-基片，102、202-第一子集電極層，103、203-集電極層，104、204-基極層，105、205-發(fā)射極層，106、206-發(fā)射極帽蓋層、107、207-發(fā)射極接觸層，108、208-第二子集電極層，115、215-布線形成用導電膜，115A、215A-發(fā)射極引出布線，115B、215B-基極引出布線，115C、215C-集電極引出布線，116、216-第一Pt合金化反應層，117、217-第二Pt合金化反應層，118、218-第三Pt合金化反應層，122、224-絕緣膜，123A-接觸孔，123B-接觸孔，123C-接觸孔，131～135、231～233、236、237-光抗蝕劑圖案，141、241-元件分離區(qū)域，153、253-集電極層形成用膜，154、254-基極層形成用膜，155、255-發(fā)射極層形成用膜，156、256-發(fā)射極帽蓋層形成用膜，157、257-發(fā)射極接觸層形成用膜。
具體實施例方式
(第一實施方式)下面，參照
有關(guān)本發(fā)明第一實施方式的HBT及其制造方法。
圖1是表示與本實施方式有關(guān)的HBT結(jié)構(gòu)的剖面圖。
如圖1所示，例如在由GaAs構(gòu)成的半絕緣性基片101上，形成由例如以約為5×1018cm-3的高濃度摻雜有n型雜質(zhì)的n型GaAs層構(gòu)成的第一子集電極層(sub-collector layer)102。又，在第一子集電極層102上，形成由例如以約為1×1019cm-3的高濃度摻雜有n型雜質(zhì)的n型InGaAs層構(gòu)成的第二子集電極層108。構(gòu)成第二子集電極層108的InGaAs的帶隙比構(gòu)成第一子集電極層102的GaAs的帶隙小。
在第二子集電極層108中的規(guī)定區(qū)域上，依次層疊由例如以約為1×1016cm-3的低濃度摻雜有n型雜質(zhì)的n型GaAs層構(gòu)成的集電極層103、由例如以約為4×1019cm-3的高濃度摻雜有p型雜質(zhì)的p型GaAs層構(gòu)成的基極層104、以及由例如以約為3×1017cm-3的濃度摻雜有n型雜質(zhì)的n型InGaP(具體講In組成比約為48％的In0.48Ga0.52P)層構(gòu)成的發(fā)射極層105。即，在第二子集電極層108上，凸形狀地形成集電極層103、基極層104和發(fā)射極層105的層疊結(jié)構(gòu)。又，作為集電極層103也可以用i型GaAs層。又，構(gòu)成發(fā)射極層105的In0.48Ga0.52P的帶隙比構(gòu)成基極層104的GaAs的帶隙大。
在發(fā)射極層105中的規(guī)定區(qū)域上，依次層疊由例如以約為3×1018cm-3的高濃度摻雜有n型雜質(zhì)的n型GaAs層構(gòu)成的發(fā)射極帽蓋層106、和由例如以約為1×1019cm-3的高濃度摻雜有n型雜質(zhì)的n型InGaAs層構(gòu)成的發(fā)射極接觸層107。即，在發(fā)射極層105上，凸形狀地形成發(fā)射極帽蓋層106和發(fā)射極接觸層107的層疊結(jié)構(gòu)。又，構(gòu)成發(fā)射極接觸層107的InGaAs的帶隙比構(gòu)成發(fā)射極帽蓋層106的GaAs的帶隙小。
以覆蓋設(shè)置了上述各半導體層的半絕緣性基片101整個面的方式，堆積絕緣膜122。在絕緣膜122中的發(fā)射極接觸層107、發(fā)射極層105(沒有形成發(fā)射極帽蓋層106的部分)和第二子集電極層108(沒有形成集電極層103的部分)的各自的上側(cè)設(shè)置接觸孔123A、123B和123C。
作為本實施方式的特征，經(jīng)過接觸孔123A從發(fā)射極接觸層107直接引出布線115A，經(jīng)過接觸孔123B從發(fā)射極層105直接引出布線115B，經(jīng)過接觸孔123C從第二子集電極層108直接引出布線115C。即，布線115A具有成為發(fā)射極電極的部分，布線115B具有成為基極電極的部分，布線115C具有成為集電極電極的部分。這里，布線115A、115B和115C例如具有Pt/Ti/Pt/Au/Ti結(jié)構(gòu)(從下向上依次層疊Pt層、Ti層、Pt層、Au層和Ti層的結(jié)構(gòu)以下同樣)。
在與發(fā)射極接觸層107中的布線115A(成為發(fā)射極電極的部分)連接的部位形成第一Pt合金化反應層116。這里，第一Pt合金化反應層116是通過熱處理，使構(gòu)成布線115A的最下層部分的Pt和構(gòu)成發(fā)射極接觸層107的InGaAs發(fā)生反應形成的。又，第一Pt合金化反應層116只在發(fā)射極接觸層107的內(nèi)部形成。
在與發(fā)射極層105中的布線115B(成為基極電極的部分)連接的部位形成第二Pt合金化反應層117。這里，第二Pt合金化反應層117是通過熱處理，使構(gòu)成布線115B的最下層部分的Pt和構(gòu)成發(fā)射極層105的InGaP發(fā)生反應形成的。又，第二Pt合金化反應層117以貫通發(fā)射極層105達到基極層104的方式形成。因此，因為能夠經(jīng)過第二Pt合金化反應層117，使布線115B(成為基極電極的部分)和基極層104接觸，所以能夠確實地得到歐姆接觸。
在與第二子集電極層108中的布線115C(成為集電極電極的部分)連接的部位形成第三Pt合金化反應層118。這里，第三Pt合金化反應層118是通過熱處理，使構(gòu)成布線115C的最下層部分的Pt和構(gòu)成第二子集電極層108的InGaAs發(fā)生反應形成的。又，第三Pt合金化反應層118只在第二子集電極層108的內(nèi)部形成。
在本實施方式中，為了將各個HBT(單位HBT)電分離，在各HBT形成區(qū)域的周邊，形成貫通第二子集電極層108和第一子集電極層102的層疊結(jié)構(gòu)一直達到基片101的元件分離區(qū)域141。
下面，參照
圖1所示的本實施方式的HBT的制造方法。
圖2(a)～(c)、圖3(a)、(b)和圖4是表示與本實施方式有關(guān)的HBT的制造方法的各步驟的剖面圖。
首先，如圖2(a)所示，例如在由GaAs構(gòu)成的半絕緣性基片101上，例如用MBE法(分子束外延法)或MOCVD法(有機金屬化學氣相沉積法)等的結(jié)晶生長法，依次形成由例如以約為5×1018cm-3的高濃度摻雜有n型雜質(zhì)的n型GaAs層構(gòu)成的第一子集電極層102、由例如以約為1×1019cm-3的高濃度摻雜有n型雜質(zhì)的n型InGaAs層構(gòu)成的第二子集電極層108、由例如以約為1×1016cm-3的低濃度摻雜有n型雜質(zhì)的n型GaAs層構(gòu)成的集電極層形成用膜153、由例如以約為4×1019cm-3的高濃度摻雜有p型雜質(zhì)的p型GaAs層構(gòu)成的基極層形成用膜154、由例如以約為3×1017cm-3的濃度摻雜有n型雜質(zhì)的n型InGaP(具體講In組成比約為48％的In0.48Ga0.52P)層構(gòu)成的發(fā)射極層形成用膜155、由例如以約為3×1018cm-3的高濃度摻雜有n型雜質(zhì)的n型GaAs層構(gòu)成的發(fā)射極帽蓋層形成用膜156、和由例如以約為1×1019cm-3的高濃度摻雜有n型雜質(zhì)的n型InGaAs層構(gòu)成的發(fā)射極接觸層形成用膜157。又，作為集電極層形成用膜153也可以形成i型GaAs層。又，構(gòu)成發(fā)射極層形成用膜155的In0.48Ga0.52P的帶隙比構(gòu)成基極層形成用膜154的GaAs的帶隙大。又，構(gòu)成發(fā)射極接觸層形成用膜157的InGaAs的帶隙比構(gòu)成發(fā)射極帽蓋層形成用膜156的GaAs的帶隙小。
下面，如圖2(b)所示，將保護發(fā)射極形成區(qū)域的光抗蝕劑圖案131作為掩模，用干蝕刻或濕蝕刻依次對發(fā)射極接觸層形成用膜157和發(fā)射極帽蓋層形成用膜156形成圖案。因此，形成由發(fā)射極帽蓋層106和發(fā)射極接觸層107的層疊結(jié)構(gòu)所構(gòu)成的發(fā)射極島區(qū)域，并且露出發(fā)射極層形成用膜155中的基極電極形成區(qū)域。這時，幾乎不蝕刻由In0.48Ga0.52P構(gòu)成的發(fā)射極層形成用膜155。
接著，在除去光抗蝕劑圖案131后，如圖2(c)所示，將保護包含發(fā)射極形成區(qū)域的基極形成區(qū)域的光抗蝕劑圖案132作為掩模，用干蝕刻或濕蝕刻依次對發(fā)射極層形成用膜155、基極層形成用膜154和集電極層形成用膜153形成圖案。因此，形成由集電極層103、基極層104和發(fā)射極層105的層疊結(jié)構(gòu)構(gòu)成的基極島區(qū)域，并且露出第二子集電極層108中的集電極電極形成區(qū)域。這時，幾乎不蝕刻由InGaAs構(gòu)成的第二子集電極層108。即，因為是InGaAs層的第二子集電極層108作為蝕刻停止層起作用，所以與已有技術(shù)比較，能夠大幅度提高形成基極島區(qū)域時的蝕刻精度。
接著，在除去光抗蝕劑圖案132后，如圖3(a)所示，將保護各單位HBT單元(各個HBT形成區(qū)域)的光抗蝕劑圖案133作為掩模，將例如He(氦)離子注入到各個第二子集電極層108和第一子集電極層102中，從而形成元件分離區(qū)域141。因此，使各單位HBT單元分離。
接著，在除去光抗蝕劑圖案133后，如圖3(b)所示，在以覆蓋半絕緣性基片101的整個面的方式堆積由例如SiO2膜構(gòu)成的絕緣膜122后，在發(fā)射極接觸層107、發(fā)射極層105(沒有形成發(fā)射極帽蓋層106的部分)和第二子集電極層108(沒有形成集電極層103的部分)的各自的上側(cè)形成設(shè)置了開口部分的光抗蝕劑圖案134。接著，通過將光抗蝕劑圖案134作為掩模，對絕緣膜122進行干蝕刻或濕蝕刻，形成分別達到發(fā)射極接觸層107、發(fā)射極層105(沒有形成發(fā)射極帽蓋層106的部分)和第二子集電極層108(沒有形成集電極層103的部分)的接觸孔123A、123B和123C。
接著，在除去光抗蝕劑圖案134后，如圖4所示，在包含接觸孔123A、123B和123C的布線形成區(qū)域中形成設(shè)置了開口部分的光抗蝕劑圖案135。此后，例如通過蒸鍍法，以覆蓋半絕緣性基片101的整個面的方式形成布線形成用導電膜115。這里，布線形成用導電膜115，例如具有從下向上依次層疊Pt層、Ti層、Pt層、Au層和Ti層的結(jié)構(gòu)。接著，通過用剝離法，除去光抗蝕劑圖案135以及堆積其上的布線形成用導電膜115，形成經(jīng)過接觸孔123A從發(fā)射極接觸層107引出的布線115A、經(jīng)過接觸孔123B從發(fā)射極層105引出的布線115B、和經(jīng)過接觸孔123C從第二子集電極層108引出的布線115C。即，在本實施方式中，布線115A、115B和115C分別兼用作發(fā)射極電極、基極電極和集電極電極。
接著，進行為了使用于電分離各個單位HBT元件的元件分離區(qū)域(通過離子注入形成的分離區(qū)域)141非活性化的熱處理，在本實施方式中，通過該熱處理，使構(gòu)成布線115A的最下層部分的金屬(具體講Pt)和發(fā)射極接觸層107中與布線115A接觸的部位的構(gòu)成材料發(fā)生反應。同樣，使構(gòu)成布線115B的最下層部分的金屬(具體講Pt)和發(fā)射極層105中與布線115B接觸的部位的構(gòu)成材料發(fā)生反應，并且使構(gòu)成布線115C的最下層部分的金屬(具體講Pt)和第二子集電極層108中與布線115C接觸的部位的構(gòu)成材料發(fā)生反應。因此，在發(fā)射極接觸層107中在布線115A的下側(cè)形成第一Pt合金化反應層116，在發(fā)射極層105中在布線115B的下側(cè)形成第二Pt合金化反應層117，在第二子集電極層108中在布線115C的下側(cè)形成第三Pt合金化反應層118。又，第一Pt合金化反應層116只在發(fā)射極接觸層107的內(nèi)部形成。第二Pt合金化反應層117，以貫通發(fā)射極層105與基極層104歐姆接觸的方式形成。第三Pt合金化反應層118只在第二子集電極層108的內(nèi)部形成。
通過以上說明的方法，完成圖1所示的本實施方式的HBT。
根據(jù)第一實施方式，在各個發(fā)射極接觸層107和第二子集電極層108中使用由帶隙小的材料構(gòu)成的高濃度n型半導體。因此，能夠容易地實現(xiàn)用于從發(fā)射極接觸層107引出的布線(發(fā)射極引出布線)115A的金屬和發(fā)射極接觸層107之間的歐姆連接，并且能夠容易地實現(xiàn)用于從第二子集電極層108引出的布線(集電極引出布線)115C的金屬和第二子集電極層108之間的歐姆連接。即，不僅能夠形成兼作基極電極的布線(基極引出布線)115B，而且能夠形成兼作發(fā)射極電極的發(fā)射極引出布線115A，并且能夠形成兼作集電極電極的集電極引出布線115C。從而，因為能夠削減在已有技術(shù)中與布線形成步驟分開進行的形成發(fā)射極電極、基極電極和集電極電極的步驟，所以能夠降低制造成本。
又，在已有技術(shù)中，當決定發(fā)射極尺寸時，需要考慮到發(fā)射極接觸層和發(fā)射極電極之間的重合偏離，發(fā)射極電極和接觸孔之間的重合偏離，以及接觸孔和布線之間的重合偏離這樣3個重合偏離。
與此相對，根據(jù)第一實施方式，當決定發(fā)射極尺寸時，可以只考慮發(fā)射極接觸層107和接觸孔123A之間的重合偏離，以及接觸孔123A和發(fā)射極引出布線115A之間的重合偏離這樣2個重合偏離。因此，與已有技術(shù)比較能夠縮小發(fā)射極尺寸，從而能夠?qū)崿F(xiàn)HBT的高性能化，即所謂的高頻特性的提高。
(第二實施方式)下面，參照
與本發(fā)明第二實施方式有關(guān)的HBT及其制造方法。又，與本實施方式有關(guān)的HBT與第一實施方式不同之處在于相對于在第一實施方式中布線115B中成為基極電極的部分隔著發(fā)射極層105而在基極層104上形成的情況，在本實施方式中，如后所述，布線115B中成為基極電極的部分直接在基極層104上形成。
圖5是表示與本實施方式有關(guān)的HBT的結(jié)構(gòu)剖面圖。
如圖5所示，例如在由GaAs構(gòu)成的半絕緣性基片101上，形成由例如以約為5×1018cm-3的高濃度摻雜有n型雜質(zhì)的n型GaAs層構(gòu)成的第一子集電極層102。又，在第一子集電極層102上，形成由例如以約為1×1019cm-3的高濃度摻雜有n型雜質(zhì)的n型InGaAs層構(gòu)成的第二子集電極層108。構(gòu)成第二子集電極層108的InGaAs的帶隙比構(gòu)成第一子集電極層102的GaAs的帶隙小。
在第二子集電極層108中的規(guī)定區(qū)域上，依次層疊由例如以約為1×1016cm-3的低濃度摻雜有n型雜質(zhì)的n型GaAs層構(gòu)成的集電極層103、和由例如以約為4×1019cm-3的高濃度摻雜有p型雜質(zhì)的p型GaAs層構(gòu)成的基極層104。即，在第二子集電極層108上，凸形狀地形成集電極層103和基極層104的層疊結(jié)構(gòu)。又，作為集電極層103也可以用i型GaAs層。
在基極層104中的規(guī)定區(qū)域上，依次層疊由例如以約為3×1017cm-3濃度摻雜有n型雜質(zhì)的n型InGaP(具體講In組成比約為48％的In0.48Ga0.52P)層構(gòu)成的發(fā)射極層105、由例如以約為3×1018cm-3的高濃度摻雜有n型雜質(zhì)的n型GaAs層構(gòu)成的發(fā)射極帽蓋層106、和由例如以約為1×1019cm-3的高濃度摻雜有n型雜質(zhì)的n型InGaAs層構(gòu)成的發(fā)射極接觸層107。即，在基極層10上，凸形狀地形成發(fā)射極層105、發(fā)射極帽蓋層106和發(fā)射極接觸層107的層疊結(jié)構(gòu)。這里，構(gòu)成發(fā)射極層105的In0.48Ga0.52P的帶隙比構(gòu)成基極層104的GaAs的帶隙大。又，構(gòu)成發(fā)射極接觸層107的InGaAs的帶隙比構(gòu)成發(fā)射極帽蓋層106的GaAs的帶隙小。
以覆蓋設(shè)置了上述各半導體層的半絕緣性基片101整個面的方式，堆積絕緣膜122。在絕緣膜122中的發(fā)射極接觸層107、基極層104(沒有形成發(fā)射極層105的部分)和第二子集電極層108(沒有形成集電極層103的部分)的各自的上側(cè)設(shè)置接觸孔123A、123B和123C。
作為本實施方式的特征，經(jīng)過接觸孔123A從發(fā)射極接觸層107直接引出布線115A，經(jīng)過接觸孔123B從基極層104直接引出布線115B，經(jīng)過接觸孔123C從第二子集電極層108直接引出布線115C。即，布線115A具有成為發(fā)射極電極的部分，布線115B具有成為基極電極的部分，布線115C具有成為集電極電極的部分。這里，布線115A、115B和115C例如具有Pt/Ti/Pt/Au/Ti結(jié)構(gòu)。
在發(fā)射極接觸層107中與布線115A(成為發(fā)射極電極的部分)連接的部位形成第一Pt合金化反應層116。這里，第一Pt合金化反應層116是通過熱處理，使構(gòu)成布線115A的最下層部分的Pt和構(gòu)成發(fā)射極接觸層107的InGaAs發(fā)生反應形成的。又，第一Pt合金化反應層116只在發(fā)射極接觸層107的內(nèi)部形成。
在基極層104中與布線115B(成為基極電極的部分)連接的部位形成第二Pt合金化反應層117。這里，第二Pt合金化反應層117是通過熱處理，使構(gòu)成布線115B的最下層部分的Pt和構(gòu)成基極層104的GaAs發(fā)生反應形成的。又，第二Pt合金化反應層117只在基極層104的內(nèi)部形成。
在第二子集電極層108中與布線115C(成為集電極電極的部分)連接的部位形成第三Pt合金化反應層118。這里，第三Pt合金化反應層118是通過熱處理，使構(gòu)成布線115C的最下層部分的Pt和構(gòu)成第二子集電極層108的InGaAs發(fā)生反應形成的。又，第三Pt合金化反應層118只在第二子集電極層108的內(nèi)部形成。
又，在本實施方式中，為了將各個HBT(單位HBT)電分離，在各HBT形成區(qū)域的周邊，形成貫通第二子集電極層108和第一子集電極層102的層疊結(jié)構(gòu)一直達到基片101的元件分離區(qū)域141。
下面，參照
圖5所示的本實施方式的HBT的制造方法。
圖6(a)～(c)、圖7(a)、(b)和圖8是表示與本實施方式有關(guān)的HBT的制造方法的各步驟的剖面圖。
首先，如圖6(a)所示，例如在由GaAs構(gòu)成的半絕緣性基片101上，例如用MBE法或MOCVD法等的結(jié)晶生長法，順次地形成由例如以約為5×1018cm-3的高濃度摻雜有n型雜質(zhì)的n型GaAs層構(gòu)成的第一子集電極層102、由例如以約為1×1019cm-3的高濃度摻雜有n型雜質(zhì)的n型InGaAs層構(gòu)成的第二子集電極層108、由例如以約為1×1016cm-3的低濃度摻雜有n型雜質(zhì)的n型GaAs層構(gòu)成的集電極層形成用膜153、由例如以約為4×1019cm-3的高濃度摻雜有p型雜質(zhì)的p型GaAs層構(gòu)成的基極層形成用膜154、由例如以約為3×1017cm-3的濃度摻雜有n型雜質(zhì)的n型InGaP(具體講In組成比約為48％的In0.48Ga0.52P)層構(gòu)成的發(fā)射極層形成用膜155、由例如以約為3×1018cm-3的高濃度摻雜有n型雜質(zhì)的n型GaAs層構(gòu)成的發(fā)射極帽蓋層形成用膜156、和由例如以約為1×1019cm-3的高濃度摻雜有n型雜質(zhì)的n型InGaAs層構(gòu)成的發(fā)射極接觸層形成用膜157。又，作為集電極層形成用膜153也可以形成i型GaAs層。構(gòu)成發(fā)射極層形成用膜155的In0.48Ga0.52P的帶隙比構(gòu)成基極層形成用膜154的GaAs的帶隙大。構(gòu)成發(fā)射極接觸層形成用膜157的InGaAs的帶隙比構(gòu)成發(fā)射極帽蓋層形成用膜156的GaAs的帶隙小。
然后，如圖6(b)所示，將保護發(fā)射極形成區(qū)域的光抗蝕劑圖案131作為掩模，用干蝕刻或濕蝕刻依次對發(fā)射極接觸層形成用膜157、發(fā)射極帽蓋層形成用膜156和發(fā)射極層形成用膜155形成圖案。因此，形成由發(fā)射極層105、發(fā)射極帽蓋層106和發(fā)射極接觸層107的層疊結(jié)構(gòu)構(gòu)成的發(fā)射極島區(qū)域，并且露出基極層形成用膜154中的基極電極形成區(qū)域。這時，幾乎不蝕刻由GaAs層構(gòu)成的基極層形成用膜154。
接著，在除去光抗蝕劑圖案131后，如圖6(c)所示，將保護包含發(fā)射極形成區(qū)域的基極形成區(qū)域的光抗蝕劑圖案132作為掩模，用干蝕刻或濕蝕刻依次對基極層形成用膜154和集電極層形成用膜153形成圖案。因此，形成由集電極層103和基極層104的層疊結(jié)構(gòu)構(gòu)成的基極島區(qū)域，并且露出第二子集電極層108中的集電極電極形成區(qū)域。這時，幾乎不蝕刻由InGaAs構(gòu)成的第二子集電極層108。即，由于InGaAs層的第二子集電極層108作為蝕刻停止層起作用，所以與已有技術(shù)比較，能夠大幅度提高形成基極島區(qū)域時的蝕刻精度。
接著，在除去光抗蝕劑圖案132后，如圖7(a)所示，將保護各單位HBT單元(各個HBT形成區(qū)域)的光抗蝕劑圖案133作為掩模，將例如He(氦)離子注入到各個第二子集電極層108和第一子集電極層102中，從而形成元件分離區(qū)域141。因此，使各單位HBT單元之間分離。
接著，在除去光抗蝕劑圖案133后，如圖7(b)所示，在以覆蓋半絕緣性基片101的整個面的方式堆積由例如SiO2膜構(gòu)成的絕緣膜122后，在發(fā)射極接觸層107、基極層104(沒有形成發(fā)射極層105的部分)和第二子集電極層108(沒有形成集電極層103的部分)的各自的上側(cè)形成設(shè)置了開口部分的光抗蝕劑圖案134。接著，通過將光抗蝕劑圖案134作為掩模，對絕緣膜122進行干蝕刻或濕蝕刻，形成分別達到發(fā)射極接觸層107、基極層104(沒有形成發(fā)射極層105的部分)和第二子集電極層108(沒有形成集電極層103的部分)的接觸孔123A、123B和123C。
接著，在除去光抗蝕劑圖案134后，如圖8所示，在包含接觸孔123A、123B和123C的布線形成區(qū)域中形成設(shè)置了開口部分的光抗蝕劑圖案135。此后，例如通過蒸鍍法，以覆蓋半絕緣性基片101的整個面的方式形成布線形成用導電膜115。這里，布線形成用導電膜115，例如具有從下向上依次層疊Pt層、Ti層、Pt層、Au層和Ti層的結(jié)構(gòu)。接著，通過用剝離法，除去光抗蝕劑圖案135以及堆積其上的布線形成用導電膜115，形成經(jīng)過接觸孔123A從發(fā)射極接觸層107引出的布線115A、經(jīng)過接觸孔123B從基極層104引出的布線115B、和經(jīng)過接觸孔123C從第二子集電極層108引出的布線115C。即，在本實施方式中，布線115A、115B和115C分別兼用作發(fā)射極電極、基極電極和集電極電極。
接著，進行為了將用于電分離各個單位HBT元件的元件分離區(qū)域(通過離子注入形成的分離區(qū)域)141非活性化的熱處理，在本實施方式中，通過該熱處理，使構(gòu)成布線115A的最下層部分的金屬(具體講Pt)和發(fā)射極接觸層107中與布線115A接觸的部位的構(gòu)成材料發(fā)生反應。同樣，使構(gòu)成布線115B的最下層部分的金屬(具體講Pt)和基極層104中與布線115B接觸的部位的構(gòu)成材料發(fā)生反應，并且使構(gòu)成布線115C的最下層部分的金屬(具體講Pt)和第二子集電極層108中與布線115C接觸的部位的構(gòu)成材料發(fā)生反應。因此，在發(fā)射極接觸層107中在布線115A的下側(cè)形成第一Pt合金化反應層116，在基極層104中在布線115B的下側(cè)形成第二Pt合金化反應層117，在第二子集電極層108中在布線115C的下側(cè)形成第三Pt合金化反應層118。又，第一Pt合金化反應層116只在發(fā)射極接觸層107的內(nèi)部形成，第二Pt合金化反應層117只在基極層104的內(nèi)部形成，第三Pt合金化反應層118只在第二子集電極層108的內(nèi)部形成。
用以上說明的方法，完成圖5所示的本實施方式的HBT。
根據(jù)第二實施方式，在各個發(fā)射極接觸層107和第二子集電極層108中使用由帶隙小的材料構(gòu)成的高濃度n型半導體。因此，能夠容易地實現(xiàn)用于從發(fā)射極接觸層107引出的布線(發(fā)射極引出布線)115A的金屬和發(fā)射極接觸層107之間的歐姆連接，并且能夠容易地實現(xiàn)用于從第二子集電極層108引出的布線(集電極引出布線)115C的金屬和第二子集電極層108之間的歐姆連接。即，不僅能夠形成兼作基極電極的布線(基極引出布線)115B，而且能夠形成兼作發(fā)射極電極的發(fā)射極引出布線115A，并且能夠形成兼作集電極電極的集電極引出布線115C。從而，因為能夠削減在已有技術(shù)中與布線形成步驟分開進行的形成發(fā)射極電極、基極電極和集電極電極的步驟，所以能夠降低制造成本。
又，在已有技術(shù)中，當決定發(fā)射極尺寸時，需要考慮到發(fā)射極接觸層和發(fā)射極電極之間的重合偏離，發(fā)射極電極和接觸孔之間的重合偏離，以及接觸孔和布線之間的重合偏離這樣3個重合偏離。
與此相對，根據(jù)第二實施方式，當決定發(fā)射極尺寸時，可以只考慮發(fā)射極接觸層107和接觸孔123A之間的重合偏離，以及接觸孔123A和發(fā)射極引出布線115A之間的重合偏離這樣2個重合偏離。因此，與已有技術(shù)比較能夠縮小發(fā)射極尺寸，從而能夠?qū)崿F(xiàn)HBT的高性能化，所謂高頻特性的提高。
(第三實施方式)下面，參照
與本發(fā)明的第三實施方式有關(guān)的HBT及其制造方法。
圖9是表示與本實施方式有關(guān)的HBT的結(jié)構(gòu)剖面圖。
如圖9所示，例如在由GaAs構(gòu)成的半絕緣性基片201上，形成由例如以約為5×1018cm-3的高濃度摻雜有n型雜質(zhì)的n型GaAs層構(gòu)成的第一子集電極層202。又，在第一子集電極層202上，形成由例如以約為1×1019cm-3的高濃度摻雜有n型雜質(zhì)的n型InGaAs層構(gòu)成的第二子集電極層208。構(gòu)成第二子集電極層208的InGaAs的帶隙比構(gòu)成第一子集電極層202的GaAs的帶隙小。
在第二子集電極層208中的規(guī)定區(qū)域上，依次層疊由例如以約為1×1016cm-3的低濃度摻雜有n型雜質(zhì)的n型GaAs層構(gòu)成的集電極層203、由例如以約為4×1019cm-3的高濃度摻雜有p型雜質(zhì)的p型GaAs層構(gòu)成的基極層204、和由例如以約為3×1017cm-3的濃度摻雜有n型雜質(zhì)的n型InGaP(具體講In組成比約為48％的In0.48Ga0.52P)層構(gòu)成的發(fā)射極層205。即，在第二子集電極層208上，凸形狀地形成集電極層203、基極層204和發(fā)射極層205的層疊結(jié)構(gòu)。這里，發(fā)射極層205的面積比基極層204的面積大，發(fā)射極層205的端部從基極層204屋檐狀地突出。又，作為集電極層203也可以用i型GaAs層。又，構(gòu)成發(fā)射極層205的In0.48Ga0.52P的帶隙比構(gòu)成基極層204的GaAs的帶隙大。
在發(fā)射極層205中的規(guī)定區(qū)域上，依次層疊由例如以約為3×1018cm-3的高濃度摻雜有n型雜質(zhì)的n型GaAs層構(gòu)成的發(fā)射極帽蓋層206、和由例如以約為1×1019cm-3的高濃度摻雜有n型雜質(zhì)的n型InGaAs層構(gòu)成的發(fā)射極接觸層207。即，在發(fā)射極層205上，凸形狀地形成發(fā)射極帽蓋層206和發(fā)射極接觸層207的層疊結(jié)構(gòu)。這里，發(fā)射極接觸層207的面積比發(fā)射極帽蓋層206的面積大，發(fā)射極接觸層207的端部從發(fā)射極帽蓋層206屋檐狀地突出。又，構(gòu)成發(fā)射極接觸層207的InGaAs的帶隙比構(gòu)成發(fā)射極帽蓋層206的GaAs的帶隙小。
作為本實施方式的特征，通過自我對準(self align)形成從發(fā)射極接觸層207引出的布線(發(fā)射極引出布線)215A、從發(fā)射極層205引出的布線(基極引出布線)215B、和從第二子集電極層208引出的布線(集電極引出布線)215C。又，分別從發(fā)射極接觸層207、發(fā)射極層205和第二子集電極層208直接引出發(fā)射極引出布線215A、基極引出布線215B和集電極引出布線215C。換句話說，發(fā)射極引出布線215A、基極引出布線215B和集電極引出布線215C分別兼用作發(fā)射極電極、基極電極和集電極電極。
圖10(a)是表示與本實施方式有關(guān)的HBT中的發(fā)射極引出布線215A的引出方向的主要部分剖面圖，圖10(b)是表示與本實施方式有關(guān)的HBT中的基極引出布線215B的引出方向的主要部分剖面圖。
如圖10(a)和(b)所示，發(fā)射極引出布線215A的引出方向上的發(fā)射極接觸層207的屋檐狀端部、和在基極引出布線215B的引出方向上的發(fā)射極層205的屋檐狀端部分別用例如TEOS(tetraethylorthosilicate四乙基原硅酸鹽)膜構(gòu)成的絕緣膜224覆蓋。因此，可以在分別防止斷裂的情況下從發(fā)射極接觸層207和發(fā)射極層205引出發(fā)射極引出布線215A和基極引出布線215B。
在發(fā)射極接觸層207中與布線215A(成為發(fā)射極電極的部分)連接的部位形成第一Pt合金化反應層216。這里，第一Pt合金化反應層216是通過熱處理，使構(gòu)成布線215A的最下層部分的Pt和構(gòu)成發(fā)射極接觸層207的InGaAs發(fā)生反應形成的。又，第一Pt合金化反應層216只在發(fā)射極接觸層207的內(nèi)部形成。
在發(fā)射極層205中與布線215B(成為基極電極的部分)連接的部位形成第二Pt合金化反應層217。這里，第二Pt合金化反應層217是通過熱處理，使構(gòu)成布線215B的最下層部分的Pt和構(gòu)成發(fā)射極層205的InGaP發(fā)生反應形成的。又，第二Pt合金化反應層217以貫通發(fā)射極層205達到基極層204的方式形成。因此，因為能夠經(jīng)過第二Pt合金化反應層217，使布線215B(成為基極電極的部分)和基極層204接觸，所以能夠確實地得到歐姆接觸。
在第二子集電極層208中與布線215C(成為集電極電極的部分)連接的部位形成第三Pt合金化反應層218。這里，第三Pt合金化反應層218是通過熱處理，使構(gòu)成布線215C的最下層部分的Pt和構(gòu)成第二子集電極層208的InGaAs發(fā)生反應形成的。又，第三Pt合金化反應層218只在第二子集電極層208的內(nèi)部形成。
又，在本實施方式中，為了將各個HBT(單位HBT)電分離，在各HBT形成區(qū)域的周邊，形成貫通第二子集電極層208和第一子集電極層202的層疊結(jié)構(gòu)一直達到基片201的元件分離區(qū)域241。
圖11(a)～(c)、圖12(a)、(b)、圖13(a)、圖14和圖15(a)、(b)是表示與本實施方式有關(guān)的HBT的制造方法的各步驟的剖面圖，圖13(b)是表示與本實施方式有關(guān)的HBT的制造方法的一個步驟的平面圖。又，圖15(a)是表示與本實施方式有關(guān)的HBT中的發(fā)射極引出布線的引出方向的主要部分步驟剖面圖，圖15(b)是表示與本實施方式有關(guān)的HBT中的基極引出布線的引出方向的主要部分步驟剖面圖。
首先，如圖11(a)所示，例如在由GaAs構(gòu)成的半絕緣性基片201上，例如用MBE法或MOCVD法等的結(jié)晶生長法，依次形成由例如以約為5×1018cm-3的高濃度摻雜有n型雜質(zhì)的n型GaAs層構(gòu)成的第一子集電極層202、由例如以約為1×1019cm-3的高濃度摻雜有n型雜質(zhì)的n型InGaAs層構(gòu)成的第二子集電極層208、由例如以約為1×1016cm-3的低濃度摻雜有n型雜質(zhì)的n型GaAs層構(gòu)成的集電極層形成用膜253、由例如以約為4×1019cm-3的高濃度摻雜有p型雜質(zhì)的p型GaAs層構(gòu)成的基極層形成用膜254、由例如以約為3×1017cm-3的濃度摻雜有n型雜質(zhì)的n型InGaP(具體講In組成比約為48％的In0.48Ga0.52P)層構(gòu)成的發(fā)射極層形成用膜255、由例如以約為3×1018cm-3的高濃度摻雜有n型雜質(zhì)的n型GaAs層構(gòu)成的發(fā)射極帽蓋層形成用膜256、和由例如以約為1×1019cm-3的高濃度摻雜有n型雜質(zhì)的n型InGaAs層構(gòu)成的發(fā)射極接觸層形成用膜257。又，作為集電極層形成用膜253也可以形成i型GaAs層。又，構(gòu)成發(fā)射極層形成用膜255的In0.48Ga0.52P的帶隙比構(gòu)成基極層形成用膜254的GaAs的帶隙大。又，構(gòu)成發(fā)射極接觸層形成用膜257的InGaAs的帶隙比構(gòu)成發(fā)射極帽蓋層形成用膜256的GaAs的帶隙小。
下面，如圖11(b)所示，將保護發(fā)射極形成區(qū)域的光抗蝕劑圖案231作為掩模，用干蝕刻或濕蝕刻依次對發(fā)射極接觸層形成用膜257和發(fā)射極帽蓋層形成用膜256形成圖案。因此，形成由發(fā)射極帽蓋層206和發(fā)射極接觸層207的層疊結(jié)構(gòu)構(gòu)成的發(fā)射極島區(qū)域，并且露出發(fā)射極層形成用膜255中的基極電極形成區(qū)域。這時，幾乎不蝕刻由In0.48Ga0.52P構(gòu)成的發(fā)射極層形成用膜255。
接著，在除去光抗蝕劑圖案231后，如圖11(c)所示，將保護包含發(fā)射極形成區(qū)域的基極形成區(qū)域的光抗蝕劑圖案232作為掩模，用干蝕刻或濕蝕刻依次對發(fā)射極層形成用膜255、基極層形成用膜254和集電極層形成用膜253形成圖案。因此，形成由集電極層203、基極層204和發(fā)射極層205的層疊結(jié)構(gòu)構(gòu)成的基極島區(qū)域，并且露出第二子集電極層208中的集電極電極形成區(qū)域。這時，幾乎不蝕刻由InGaAs構(gòu)成的第二子集電極層208。即，由于InGaAs層的第二子集電極層208作為蝕刻停止層起作用，所以與已有技術(shù)比較，能夠大幅度提高形成基極島區(qū)域時的蝕刻精度。
接著，在除去光抗蝕劑圖案232后，如圖12(a)所示，例如用檸檬酸系蝕刻溶液，對發(fā)射極帽蓋層206、基極層204和集電極層203選擇地進行側(cè)面蝕刻。因此，發(fā)射極接觸層207的端部從發(fā)射極帽蓋層206屋檐狀突出，并且發(fā)射極層205的端部從基極層204屋檐狀突出。又，這時，幾乎不蝕刻由InGaAs構(gòu)成的發(fā)射極接觸層207和第二子集電極層208，以及由InGaP構(gòu)成的發(fā)射極層205。
接著，如圖12(b)所示，將保護各單位HBT單元(各個HBT形成區(qū)域)的光抗蝕劑圖案233作為掩模，將例如He(氦)離子注入到各個第二子集電極層208和第一子集電極層202中，從而形成元件分離區(qū)域241。因此，使各單位HBT單元之間分離。
接著，在除去光抗蝕劑圖案233后，例如用CVD(chemical vapordeposition化學氣相沉積)法，以覆蓋半絕緣性基片201的整個面的方式形成由例如TEOS膜構(gòu)成的絕緣膜224，因此發(fā)射極接觸層207的屋檐狀端部和發(fā)射極層205的屋檐狀端部用絕緣膜224覆蓋。此后，如圖13(a)所示，在形成覆蓋規(guī)定區(qū)域(至少，發(fā)射極引出布線215A(請參照圖15(a))的引出方向上的發(fā)射極接觸層207的屋檐狀端部、和在基極引出布線215B(請參照圖15(b))的引出方向上的發(fā)射極層205的屋檐狀端部)的光抗蝕劑圖案236后，通過將光抗蝕劑圖案236作為掩模，對絕緣膜224進行干蝕刻或濕蝕刻。因此，除了發(fā)射極引出布線215A的引出方向外，除去覆蓋發(fā)射極接觸層207的屋檐狀端部的絕緣膜224，并且除了基極引出布線215B的引出方向外，除去覆蓋發(fā)射極層205的屋檐狀端部的絕緣膜224。
接著，如圖13(b)所示，在發(fā)射極接觸層207上，在發(fā)射極層205(發(fā)射極接觸層207的外側(cè)區(qū)域)上，在第二子集電極層208(發(fā)射極層205的外側(cè)區(qū)域)上，以及位于在發(fā)射極引出布線215A的引出方向、基極引出布線215B的引出方向和集電極引出布線215C(請參照圖9)的引出方向上的絕緣膜224上分別形成設(shè)置了開口部分的光抗蝕劑圖案237。此后，例如通過蒸鍍法，以覆蓋半絕緣性基片201的整個面的方式形成布線形成用導電膜215。這里，布線形成用導電膜215，例如，具有從下向上依次層疊Pt層、Ti層、Pt層、Au層和Ti層的結(jié)構(gòu)。接著，通過用剝離法，除去光抗蝕劑圖案237以及堆積其上的布線形成用導電膜215。因此，如圖14和圖15(a)、(b)所示，形成從發(fā)射極接觸層207引出的發(fā)射極引出布線215A、從發(fā)射極層205引出的基極引出布線215B、和從第二子集電極層208引出的集電極引出布線215C。即，在本實施方式中，布線215A、215B和215C分別兼用作發(fā)射極電極、基極電極和集電極電極。
作為本實施方式的特征，因為發(fā)射極接觸層207的端部從發(fā)射極帽蓋層206屋檐狀地突出，并且發(fā)射極層205的端部從基極層204屋檐狀地突出，所以在發(fā)射極接觸層207上、在發(fā)射極層205上、和在第二子集電極層208上，分別通過自我對準形成兼作發(fā)射極電極的發(fā)射極引出布線215A、兼作基極電極的基極引出布線215B、和兼作集電極電極的集電極引出布線215C。即，由于能夠通過發(fā)射極接觸層207的屋檐狀端部防止發(fā)射極引出布線215A和基極引出布線215B連接，并且能夠通過發(fā)射極層205的屋檐狀端部防止基極引出布線215B和集電極引出布線215C連接，所以不需要如已有技術(shù)那樣，在覆蓋半導體的絕緣膜中設(shè)置接觸孔，與該接觸孔位置重合地形成引出布線。
如圖15(a)和(b)所示，發(fā)射極引出布線215A的引出方向上的發(fā)射極接觸層207的屋檐狀端部、和在基極引出布線215B的引出方向上的發(fā)射極層205的屋檐狀端部分別用絕緣膜224覆蓋。因此，可以在防止分別斷裂的情況下從發(fā)射極接觸層207和發(fā)射極層205引出發(fā)射極引出布線215A和基極引出布線215B。
接著，進行為了將用于電分離各個單位HBT元件的元件分離區(qū)域(通過離子注入形成的分離區(qū)域)241非活性化的熱處理，在本實施方式中，通過該熱處理，使構(gòu)成布線215A的最下層部分的金屬(具體講Pt)和發(fā)射極接觸層207中與布線215A接觸的部位的構(gòu)成材料發(fā)生反應。同樣，使構(gòu)成布線215B的最下層部分的金屬(具體講Pt)和發(fā)射極層205中與布線215B接觸的部位的構(gòu)成材料發(fā)生反應，并且使構(gòu)成布線215C的最下層部分的金屬(具體講Pt)和第二子集電極層208中與布線215C接觸的部位的構(gòu)成材料發(fā)生反應。因此，在發(fā)射極接觸層207中在布線215A的下側(cè)形成第一Pt合金化反應層216，在發(fā)射極層205中在布線215B的下側(cè)形成第二Pt合金化反應層217，在第二子集電極層208中在布線215C的下側(cè)形成第三Pt合金化反應層218，完成圖9所示的本實施方式的HBT。又，第一Pt合金化反應層216只在發(fā)射極接觸層207的內(nèi)部形成。又，第二Pt合金化反應層217，以貫通發(fā)射極層205與基極層204歐姆接觸的方式形成。又，第三Pt合金化反應層218只在第二子集電極層208的內(nèi)部形成。
根據(jù)第三實施方式，在各個發(fā)射極接觸層207和第二子集電極層208中使用由帶隙小的材料構(gòu)成的高濃度n型半導體。因此，能夠容易地實現(xiàn)用于從發(fā)射極接觸層207引出的發(fā)射極引出布線215A的金屬和發(fā)射極接觸層207之間的歐姆連接，并且能夠容易地實現(xiàn)用于從第二子集電極層208引出的集電極引出布線215C的金屬和第二子集電極層208之間的歐姆連接。即，不僅能夠形成兼作基極電極的基極引出布線215B，而且能夠形成兼作發(fā)射極電極的發(fā)射極引出布線215A，并且能夠形成兼作集電極電極的集電極引出布線215C。從而，因為能夠削減在已有技術(shù)中與布線形成步驟分開進行的形成發(fā)射極電極、基極電極和集電極電極的步驟，所以能夠降低制造成本。
又，在已有技術(shù)中，當決定發(fā)射極尺寸時，需要考慮到發(fā)射極接觸層和發(fā)射極電極之間的重合偏離，發(fā)射極電極和接觸孔之間的重合偏離，以及接觸孔和布線之間的重合偏離這樣3個重合偏離。
與此相對，根據(jù)第三實施方式，因為通過自我對準形成發(fā)射極引出布線215A等的各布線，換句話說，因為不形成接觸孔地形成發(fā)射極引出布線215A，所以當決定發(fā)射極尺寸時，可以不需要考慮發(fā)射極接觸層207和接觸孔之間的重合偏離，以及接觸孔和發(fā)射極引出布線215A之間的重合偏離。從而，因為與已有技術(shù)比較能夠縮小發(fā)射極尺寸，所以能夠進一步實現(xiàn)HBT的高性能化，所謂的高頻特性的提高。
進一步，根據(jù)第三實施方式，因為不形成接觸孔地形成基極引出布線215B，所以能夠縮短基極引出布線215B的基極電極部分(與發(fā)射極層205接觸的部分)和發(fā)射極(實質(zhì)上的發(fā)射極區(qū)域(發(fā)射極層205中的發(fā)射極帽蓋層206的下部分))之間的距離。因此，能夠減少基極電阻，結(jié)果，能夠達到更高地提高高頻特性的目的。
(第四實施方式)下面，參照
與本發(fā)明的第四實施方式有關(guān)的HBT及其制造方法。又，與本實施方式有關(guān)的HBT與第三實施方式不同的第一點在于相對于在第三實施方式中布線215B中成為基極電極的部分隔著發(fā)射極層205而在基極層204上形成，在本實施方式中，如后所述，布線215B中成為基極電極的部分直接形成在基極層204上。又，與本實施方式有關(guān)的HBT與第三實施方式不同的第二點在于相對于在第三實施方式中基極層204的材料和集電極層203的材料相同，在本實施方式中，如后所述，為了在基極層204和集電極層203之間設(shè)定蝕刻選擇比，基極層204的材料和集電極層203的材料不同。
圖16是表示與本實施方式有關(guān)的HBT的結(jié)構(gòu)剖面圖。
如圖16所示，例如在由GaAs構(gòu)成的半絕緣性基片201上，形成由例如以約為5×1018cm-3的高濃度摻雜有n型雜質(zhì)的n型GaAs層構(gòu)成的第一子集電極層202。又，在第一子集電極層202上，形成由例如以約為1×1019cm-3的高濃度摻雜有n型雜質(zhì)的n型InGaAs層構(gòu)成的第二子集電極層208。構(gòu)成第二子集電極層208的InGaAs的帶隙比構(gòu)成第一子集電極層202的GaAs的帶隙小。
在第二子集電極層208中的規(guī)定區(qū)域上，依次層疊由例如以約為1×1016cm-3的低濃度摻雜有n型雜質(zhì)的n型GaAs層構(gòu)成的集電極層203、和由例如以約為4×1019cm-3的高濃度摻雜有p型雜質(zhì)的p型InGaAs層構(gòu)成的基極層204。即，在第二子集電極層208上，凸形狀地形成集電極層203和基極層204的層疊結(jié)構(gòu)。這里，基極層204的面積比收集層203的面積大，基極層204的端部從集電極層203屋檐狀地突出。又，作為集電極層203也可以用i型GaAs層。
在基極層204中的規(guī)定區(qū)域上，依次層疊由例如以約為3×1017cm-3的濃度摻雜有n型雜質(zhì)的n型InGaP(具體講In組成比約為48％的In0.48Ga0.52P)層構(gòu)成的發(fā)射極層205、由例如以約為3×1018cm-3的高濃度摻雜有n型雜質(zhì)的n型GaAs層構(gòu)成的發(fā)射極帽蓋層206、和由例如以約為1×1019cm-3的高濃度摻雜有n型雜質(zhì)的n型InGaAs層構(gòu)成的發(fā)射極接觸層207。即，在基極層204上，凸形狀地形成發(fā)射極層205、發(fā)射極帽蓋層206和發(fā)射極接觸層207的層疊結(jié)構(gòu)。這里，構(gòu)成發(fā)射極層205的In0.48Ga0.52P的帶隙比構(gòu)成基極層204的InGaAs的帶隙大。又，構(gòu)成發(fā)射極接觸層207的InGaAs的帶隙比構(gòu)成發(fā)射極帽蓋層206的GaAs的帶隙小。
作為本實施方式的特征，通過自我對準形成從發(fā)射極接觸層207引出的布線(發(fā)射極引出布線)215A、從基極層204引出的布線(基極引出布線)215B、和從第二子集電極層208引出的布線(集電極引出布線)215C。又，分別從發(fā)射極接觸層207、基極層204和第二子集電極層208直接引出發(fā)射極引出布線215A、基極引出布線215B和集電極引出布線215C。換句話說，發(fā)射極引出布線215A、基極引出布線215B和集電極引出布線215C分別兼用作發(fā)射極電極、基極電極和集電極電極。
圖17(a)是表示與本實施方式有關(guān)的HBT中的發(fā)射極引出布線215A的引出方向的主要部分剖面圖，圖17(b)是表示與本實施方式有關(guān)的HBT中的基極引出布線215B的引出方向的主要部分剖面圖。
如圖17(a)和(b)所示，發(fā)射極引出布線215A的引出方向上的發(fā)射極接觸層207的屋檐狀端部、和在基極引出布線215B的引出方向上的基極層204的屋檐狀端部分別用例如TEOS膜構(gòu)成的絕緣膜224覆蓋。因此，可以在分別防止斷裂的情況下從發(fā)射極接觸層207和基極層204引出發(fā)射極引出布線215A和基極引出布線215B。
在發(fā)射極接觸層207中與布線215A(成為發(fā)射極電極的部分)連接的部位形成第一Pt合金化反應層216。這里，第一Pt合金化反應層216是通過熱處理，使構(gòu)成布線215A的最下層部分的Pt和構(gòu)成發(fā)射極接觸層207的InGaAs發(fā)生反應形成的。又，第一Pt合金化反應層216只在發(fā)射極接觸層207的內(nèi)部形成。
在基極層204中與布線215B(成為基極電極的部分)連接的部位形成第二Pt合金化反應層217。這里，第二Pt合金化反應層217是通過熱處理，使構(gòu)成布線215B的最下層部分的Pt和構(gòu)成基極層204的InGaAs發(fā)生反應形成的。又，第二Pt合金化反應層217只在基極層204的內(nèi)部形成。
在第二子集電極層208中與布線215C(成為集電極電極的部分)連接的部位形成第三Pt合金化反應層218。這里，第三Pt合金化反應層218是通過熱處理，使構(gòu)成布線215C的最下層部分的Pt和構(gòu)成第二子集電極層208的InGaAs發(fā)生反應形成的。又，第三Pt合金化反應層218只在第二子集電極層208的內(nèi)部形成。
又，在本實施方式中，為了將各個HBT(單位HBT)之間電分離，在各HBT形成區(qū)域的周邊，形成貫通第二子集電極層208和第一子集電極層202的層疊結(jié)構(gòu)一直達到基片201的元件分離區(qū)域241。
下面，參照
圖16和圖17(a)、(b)所示的本實施方式的HBT的制造方法。
圖18(a)～(c)、圖19(a)、(b)、圖20(a)、圖21和圖22(a)、(b)是表示與本實施方式有關(guān)的HBT的制造方法的各步驟的剖面圖，圖20(b)是表示與本實施方式有關(guān)的HBT的制造方法的一個步驟的平面圖。又，圖22(a)是表示與本實施方式有關(guān)的HBT中的發(fā)射極引出布線的引出方向的主要部分步驟剖面圖，圖22(b)是表示與本實施方式有關(guān)的HBT中的基極引出布線的引出方向的主要部分步驟剖面圖。
首先，如圖18(a)所示，例如在由GaAs構(gòu)成的半絕緣性基片201上，例如用MBE法或MOCVD法等的結(jié)晶生長法，依次形成由例如以約為5×1018cm-3的高濃度摻雜有n型雜質(zhì)的n型GaAs層構(gòu)成的第一子集電極層202、由例如以約為1×1019cm-3的高濃度摻雜有n型雜質(zhì)的n型InGaAs層構(gòu)成的第二子集電極層208、由例如以約為1×1016cm-3的低濃度摻雜有n型雜質(zhì)的n型GaAs層構(gòu)成的集電極層形成用膜253、由例如以約為4×1019cm-3的高濃度摻雜有p型雜質(zhì)的p型InGaAs層構(gòu)成的基極層形成用膜254、由例如以約為3×1017cm-3的濃度摻雜有n型雜質(zhì)的n型InGaP(具體講In組成比約為48％的In0.48Ga0.52P)層構(gòu)成的發(fā)射極層形成用膜255、由例如以約為3×1018cm-3的高濃度摻雜有n型雜質(zhì)的n型GaAs層構(gòu)成的發(fā)射極帽蓋層形成用膜256、和由例如以約為1×1019cm-3的高濃度摻雜有n型雜質(zhì)的n型InGaAs層構(gòu)成的發(fā)射極接觸層形成用膜257。又，作為集電極層形成用膜253也可以形成i型GaAs層。又，構(gòu)成發(fā)射極層形成用膜255的In0.48Ga0.52P的帶隙比構(gòu)成基極層形成用膜254的InGaAs的帶隙大。又，構(gòu)成發(fā)射極接觸層形成用膜257的InGaAs的帶隙比構(gòu)成發(fā)射極帽蓋層形成用膜256的GaAs的帶隙小。
下面，如圖18(b)所示，將保護發(fā)射極形成區(qū)域的光抗蝕劑圖案231作為掩模，用干蝕刻或濕蝕刻依次對發(fā)射極接觸層形成用膜257、發(fā)射極帽蓋層形成用膜256和發(fā)射極層形成用膜255形成圖案。因此，形成由發(fā)射極層250、發(fā)射極帽蓋層206和發(fā)射極接觸層207的層疊結(jié)構(gòu)構(gòu)成的發(fā)射極島區(qū)域，并且露出發(fā)射極層形成用膜255中的基極電極形成區(qū)域。這時，幾乎不蝕刻基極層形成用膜254。
接著，在除去光抗蝕劑圖案231后，如圖18(c)所示，將保護包含發(fā)射極形成區(qū)域的基極形成區(qū)域的光抗蝕劑圖案232作為掩模，用于蝕刻或濕蝕刻依次對基極層形成用膜254和集電極層形成用膜253形成圖案。因此，形成由集電極層203和基極層204的層疊結(jié)構(gòu)構(gòu)成的基極島區(qū)域，并且露出第二子集電極層208中的集電極電極形成區(qū)域。這時，幾乎不蝕刻由InGaAs構(gòu)成的第二子集電極層208。即，由于InGaAs層的第二子集電極層208作為蝕刻停止層起作用，所以與已有技術(shù)比較，能夠大幅度提高形成基極島區(qū)域時的蝕刻精度。
接著，在除去光抗蝕劑圖案232后，如圖19(a)所示，例如用檸檬酸系蝕刻溶液，對發(fā)射極帽蓋層206和集電極層203選擇地進行側(cè)面蝕刻。接著，例如用鹽酸系蝕刻溶液，對發(fā)射極層205選擇地進行側(cè)面蝕刻。因此，發(fā)射極接觸層207的端部從發(fā)射極帽蓋層206屋檐狀突出，并且基極層204的端部從集電極層203屋檐狀突出。又，當用檸檬酸系蝕刻溶液進行蝕刻時，幾乎分別不蝕刻由InGaAs層構(gòu)成的發(fā)射極接觸層207、第二子集電極層208和基極層204，以及由InGaP層構(gòu)成的發(fā)射極層205。又，當用鹽酸系蝕刻溶液進行蝕刻時，幾乎分別不蝕刻由InGaAs層構(gòu)成的發(fā)射極接觸層207、第二子集電極層208和基極層204，以及由GaAs層構(gòu)成的發(fā)射極層206和集電極層203。
接著，如圖19(b)所示，將保護各單位HBT單元(各個HBT形成區(qū)域)的光抗蝕劑圖案233作為掩模，將例如He(氦)離子注入到各個第二子集電極層208和第一子集電極層202中，從而形成元件分離區(qū)域241。因此，使各單位HBT單元之間分離。
接著，在除去光抗蝕劑圖案233后，例如用CVD法等，以覆蓋半絕緣性基片201的整個面的方式形成由例如TEOS膜構(gòu)成的絕緣膜224，因此發(fā)射極接觸層207的屋檐狀端部和基極層204的屋檐狀端部用絕緣膜224覆蓋。此后，如圖20(a)所示，在形成覆蓋規(guī)定區(qū)域(至少，發(fā)射極引出布線215A(請參照圖22(a))的引出方向上的發(fā)射極接觸層207的屋檐狀端部、和在基極引出布線215B(請參照圖22(b))的引出方向上的基極層204的屋檐狀端部)的光抗蝕劑圖案236后，通過將光抗蝕劑圖案236作為掩模，對絕緣膜224進行干蝕刻或濕蝕刻。因此，除了發(fā)射極引出布線215A的引出方向外，除去覆蓋發(fā)射極接觸層207的屋檐狀端部的絕緣膜224，并且除了基極引出布線215B的引出方向外，除去覆蓋基極層204的屋檐狀端部的絕緣膜224。
接著，如圖20(b)所示，在發(fā)射極接觸層207上，在基極層204(發(fā)射極接觸層207的外側(cè)區(qū)域)上，在第二子集電極層208(基極層204的外側(cè)區(qū)域)上，以及位于在發(fā)射極引出布線215A的引出方向、基極引出布線215B的引出方向和集電極引出布線215C(請參照圖16)的引出方向的絕緣膜224上分別形成設(shè)置了開口部分的光抗蝕劑圖案237。此后，例如通過蒸鍍法，以覆蓋半絕緣性基片201的整個面的方式形成布線形成用導電膜215。這里，布線形成用導電膜215，例如，具有從下向上依次層疊Pt層、Ti層、Pt層、Au層和Ti層的結(jié)構(gòu)。接著，通過用剝離法，除去光抗蝕劑圖案237以及堆積其上的布線形成用導電膜215。因此，如圖21和圖22(a)、(b)所示，形成從發(fā)射極接觸層207引出的發(fā)射極引出布線215A、從基極層204引出的基極引出布線215B、和從第二子集電極層208引出的集電極引出布線215C。即，在本實施方式中，布線215A、215B和215C分別兼用作發(fā)射極電極、基極電極和集電極電極。
又，作為本實施方式的特征，因為發(fā)射極接觸層207的端部從發(fā)射極帽蓋層206屋檐狀地突出，并且基極層204的端部從集電極層203屋檐狀地突出，所以在發(fā)射極接觸層207上、在基極層204上、和在第二子集電極層208上，分別通過自我對準形成兼作發(fā)射極電極的發(fā)射極引出布線215A、兼作基極電極的基極引出布線215B、和兼作集電極電極的集電極引出布線215C。即，因為能夠通過發(fā)射極接觸層207的屋檐狀端部防止發(fā)射極引出布線215A和基極引出布線215B連接，并且能夠通過基極層204的屋檐狀端部防止基極引出布線215B和集電極引出布線215C連接，所以不需要如已有技術(shù)那樣，在覆蓋半導體的絕緣膜中設(shè)置接觸孔，與該接觸孔位置重合地形成引出布線。
如圖22(a)和(b)所示，發(fā)射極引出布線215A的引出方向上的發(fā)射極接觸層207的屋檐狀端部、和在基極引出布線215B的引出方向上的基極層204的屋檐狀端部分別用絕緣膜224覆蓋。因此，可以在分別防止斷裂的情況下從發(fā)射極接觸層207和基極層204引出發(fā)射極引出布線215A和基極引出布線215B。
接著，進行為了將用于電分離各個單位HBT元件的元件分離區(qū)域(通過離子注入形成的分離區(qū)域)241非活性化的熱處理，在本實施方式中，通過該熱處理，使構(gòu)成布線215A的最下層部分的金屬(具體講Pt)和發(fā)射極接觸層207中與布線215A接觸的部位的構(gòu)成材料發(fā)生反應。同樣，使構(gòu)成布線215B的最下層部分的金屬(具體講Pt)和基極層204中與布線215B接觸的部位的構(gòu)成材料發(fā)生反應，并且使構(gòu)成布線215C的最下層部分的金屬(具體講Pt)和第二子集電極層208中與布線215C接觸的部位的構(gòu)成材料發(fā)生反應。因此，在發(fā)射極接觸層207中在布線215A的下側(cè)形成第一Pt合金化反應層216，在基極層204中在布線215B的下側(cè)形成第二Pt合金化反應層217，在第二子集電極層208中在布線215C的下側(cè)形成第三Pt合金化反應層218，完成圖16所示的本實施方式的HBT。又，第一Pt合金化反應層216只在發(fā)射極接觸層207的內(nèi)部形成，第二Pt合金化反應層217只在基極層204的內(nèi)部形成，第三Pt合金化反應層218只在第二子集電極層208的內(nèi)部形成。
根據(jù)第四實施方式，在各個發(fā)射極接觸層207和第二子集電極層208中使用由帶隙小的材料構(gòu)成的高濃度n型半導體。因此，能夠容易地實現(xiàn)用于從發(fā)射極接觸層207引出的發(fā)射極引出布線215A的金屬和發(fā)射極接觸層207之間的歐姆連接，并且能夠容易地實現(xiàn)用于從第二子集電極層208引出的集電極引出布線215C的金屬和第二子集電極層208之間的歐姆連接。即，不僅能夠形成兼作基極電極的基極引出布線215B，而且能夠形成兼作發(fā)射極電極的發(fā)射極引出布線215A，并且能夠形成兼作集電極電極的集電極引出布線215C。從而，因為能夠削減在已有技術(shù)中與布線形成步驟分開進行的形成發(fā)射極電極、基極電極和集電極電極的步驟，所以能夠降低制造成本。
又，在已有技術(shù)中，當決定發(fā)射極尺寸時，需要考慮到發(fā)射極接觸層和發(fā)射極電極之間的重合偏離，發(fā)射極電極和接觸孔之間的重合偏離，以及接觸孔和布線之間的重合偏離這樣3個重合偏離。
與此相對，根據(jù)第四實施方式，因為通過自我對準形成發(fā)射極引出布線215A等的各布線，換句話說，因為不形成接觸孔地形成發(fā)射極引出布線215A，所以當決定發(fā)射極尺寸時，可以不需要考慮發(fā)射極接觸層207和接觸孔之間的重合偏離，以及接觸孔和發(fā)射極引出布線215A之間的重合偏離。從而，因為與已有技術(shù)比較能夠縮小發(fā)射極尺寸，所以能夠進一步達到HBT的高性能化，所謂的提高高頻特性的目的。
進一步，根據(jù)第四實施方式，因為不形成接觸孔地形成基極引出布線215B，所以能夠縮短基極引出布線215B的基極電極部分(與基極層204接觸的部分)和發(fā)射極205(實質(zhì)上的發(fā)射極區(qū)域)之間的距離。因此，能夠減少基極電阻，結(jié)果，能夠達到更高地提高高頻特性的目的。
又，在第一～第四實施方式中，構(gòu)成HBT的各半導體層中的雜質(zhì)濃度、厚度和組成比等顯然不限于上述數(shù)值。
又，在第一～第四實施方式中，作為兼作各個發(fā)射極電極、基極電極和集電極電極的引出布線的最下層部分雖然采用Pt層，但是，代替它，例如當用Pd層或Ni層時，在各引出布線的電極部分的下側(cè)也形成合金化反應層，因此能夠得到與第一～第四實施方式同樣的效果。
又，在第一～第四實施方式中，雖然采用離子注入形成元件分離區(qū)域，但是，代替它，例如也可以用濕蝕刻形成成為元件分離區(qū)域的溝道。
又，在第一～第四實施方式中，作為發(fā)射極層雖然采用InGaP層，但是，代替它，例如也可以用AlGaAs層。
又，在第一～第四實施方式中，作為第二子集電極層和發(fā)射極接觸層雖然采用InGaAs層，但是，代替它，也可以用包含InGaAs層的半導體層疊結(jié)構(gòu)。
又，在第一～第四實施方式中，雖然將作為半絕緣性基片用GaAs基片的HBT作為對象，但是，代替它，當將作為半絕緣性基片用InP基片并且作為發(fā)射極層用InP層或InAlAs層等的HBT作為對象時顯然也能夠得到同樣的效果。
又，在第一或第二實施方式中，作為設(shè)置了引出用布線用接觸孔的絕緣膜122雖然采用SiO2，但是，代替它，也可以用其它種類的絕緣膜，例如SiN膜。
又，在第三或第四實施方式中，作為覆蓋發(fā)射極接觸層207的屋檐狀端部和基極層204或發(fā)射極層205的屋檐狀端部的絕緣膜224雖然采用TEOS膜，但是，代替它，也可以用其它種類的絕緣膜。
本發(fā)明，涉及HBT及其制造方法，對提高HBT的高頻特性和降低HBT的制造成本非常有用。
權(quán)利要求
1.一種異質(zhì)結(jié)雙極晶體管，包括高濃度n型的第一子集電極層；高濃度n型的第二子集電極層，其在所述第一子集電極層上形成，并且由帶隙比所述第一子集電極層小的材料構(gòu)成；i型或低濃度n型的集電極層，其在所述第二子集電極層中的規(guī)定部分上形成；高濃度p型的基極層，其在所述集電極層上形成；n型的發(fā)射極層，其在所述基極層上形成，并且由帶隙比所述基極層大的材料構(gòu)成；高濃度n型的發(fā)射極帽蓋層，其在所述發(fā)射極層中的規(guī)定部分上形成；高濃度n型的發(fā)射極接觸層，其在所述發(fā)射極帽蓋層上形成，并且由帶隙比所述發(fā)射極帽蓋層小的材料構(gòu)成；第一布線，其從所述發(fā)射極接觸層引出，并且包含成為發(fā)射極電極的部分；第二布線，其從所述發(fā)射極層中的沒有形成所述發(fā)射極帽蓋層的部分引出，并且包含成為基極電極的部分；和第三布線，其從所述第二子集電極層中的沒有形成所述集電極層的部分引出，并且包含成為集電極電極的部分。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的異質(zhì)結(jié)雙極晶體管，其特征在于，在所述發(fā)射極接觸層中與成為所述發(fā)射極電極的部分連接的部位形成第一合金化反應層；在所述發(fā)射極層中與成為所述基極電極的部分連接的部位形成第二合金化反應層；在所述第二子集電極層中與成為所述集電極電極的部分連接的部位形成第三合金化反應層。
3.一種異質(zhì)結(jié)雙極晶體管，包括高濃度n型的第一子集電極層；高濃度n型的第二子集電極層，其在所述第一子集電極層上形成，并且由帶隙比所述第一子集電極層小的材料構(gòu)成；i型或低濃度n型的集電極層，其在所述第二子集電極層中的規(guī)定部分上形成；高濃度p型的基極層，其在所述集電極層上形成；n型發(fā)射極層，其在所述基極層中的規(guī)定部分上形成，并且由帶隙比所述基極層大的材料構(gòu)成；高濃度n型的發(fā)射極帽蓋層，其在所述發(fā)射極層上形成；高濃度n型的發(fā)射極接觸層，其在所述發(fā)射極帽蓋層上形成，并且由帶隙比所述發(fā)射極帽蓋層小的材料構(gòu)成；第一布線，其從所述發(fā)射極接觸層引出，并且包含成為發(fā)射極電極的部分；第二布線，其從所述基極層中沒有形成所述發(fā)射極層的部分引出，并且包含成為基極電極的部分；和第三布線，其從所述第二子集電極層中沒有形成所述集電極層的部分引出，并且包含成為集電極電極的部分。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的異質(zhì)結(jié)雙極晶體管，其特征在于，在所述發(fā)射極接觸層中與成為所述發(fā)射極電極的部分連接的部位形成第一合金化反應層；在所述基極層中與成為所述基極電極的部分連接的部位形成第二合金化反應層；在所述第二子集電極層中與成為所述集電極電極的部分連接的部位形成第三合金化反應層。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的異質(zhì)結(jié)雙極晶體管，其特征在于，所述第一布線、所述第二布線和所述第三布線由同一材料構(gòu)成。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的異質(zhì)結(jié)雙極晶體管，其特征在于，所述第二子集電極層和所述發(fā)射極接觸層都是包含InGaAs層的半導體層。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的異質(zhì)結(jié)雙極晶體管，其特征在于，所述第一布線、所述第二布線和所述第三布線各自的最下層部分由Pt、Pd或Ni構(gòu)成。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的異質(zhì)結(jié)雙極晶體管，其特征在于，所述第一布線、所述第二布線和所述第三布線由同一材料構(gòu)成。
9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的異質(zhì)結(jié)雙極晶體管，其特征在于，所述第二子集電極層和所述發(fā)射極接觸層都是包含InGaAs層的半導體層。
10.根據(jù)權(quán)利要求3所述的異質(zhì)結(jié)雙極晶體管，其特征在于，所述第一布線、所述第二布線和所述第三布線各自的最下層部分由Pt、Pd或Ni構(gòu)成。
11.一種異質(zhì)結(jié)雙極晶體管，包括高濃度n型的第一子集電極層；高濃度n型的第二子集電極層，其在所述第一子集電極層上形成，并且由帶隙比所述第一子集電極層小的材料構(gòu)成；i型或低濃度n型的集電極層，其在所述第二子集電極層中的規(guī)定部分上形成；高濃度p型的基極層，其在所述集電極層上形成；n型的發(fā)射極層，其端部以從所述基極層按屋檐狀突出的方式在所述基極層上形成，并且由帶隙比所述基極層大的材料構(gòu)成；高濃度n型的發(fā)射極帽蓋層，其在所述發(fā)射極層中的規(guī)定部分上形成；和高濃度n型的發(fā)射極接觸層，其端部以從所述發(fā)射極帽蓋層按屋檐狀突出的方式在所述發(fā)射極帽蓋層上形成，并且由帶隙比所述發(fā)射極帽蓋層小的材料構(gòu)成；通過自我對準形成第一布線、第二布線和第三布線，所述第一布線從所述發(fā)射極接觸層引出并且包含成為發(fā)射極電極的部分，所述第二布線從所述發(fā)射極層中沒有形成所述發(fā)射極帽蓋層的部分引出并且包含成為基極電極的部分，所述第三布線從所述第二子集電極層中沒有形成所述集電極層的部分引出并且包含成為集電極電極的部分。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的異質(zhì)結(jié)雙極晶體管，其特征在于，在所述發(fā)射極接觸層中與成為所述發(fā)射極電極的部分連接的部位形成第一合金化反應層；在所述發(fā)射極層中與成為所述基極電極的部分連接的部位形成第二合金化反應層；在所述第二子集電極層中與成為所述集電極電極的部分連接的部位形成第三合金化反應層。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的異質(zhì)結(jié)雙極晶體管，其特征在于，在所述第一布線的引出方向上的所述發(fā)射極接觸層的屋檐狀端部、和在所述第二布線的引出方向上的所述發(fā)射極層的屋檐狀端部，分別由絕緣膜覆蓋。
14.一種異質(zhì)結(jié)雙極晶體管，包括高濃度n型的第一子集電極層；高濃度n型的第二子集電極層，其在所述第一子集電極層上形成，并且由帶隙比所述第一子集電極層小的材料構(gòu)成；i型或低濃度n型的集電極層，其在所述第二子集電極層中的規(guī)定部分上形成；高濃度p型的基極層，其端部以從所述集電極層按屋檐狀突出的方式在所述集電極層上形成，并且由與所述集電極層不同的材料構(gòu)成；n型的發(fā)射極層，其在所述基極層中的規(guī)定部分上形成，并且由帶隙比所述基極層大的材料構(gòu)成；高濃度n型的發(fā)射極帽蓋層，其在所述發(fā)射極層上形成；和高濃度n型的發(fā)射極接觸層，其端部以從所述發(fā)射極帽蓋層按屋檐狀突出的方式在所述發(fā)射極帽蓋層上形成，并且由帶隙比所述發(fā)射極帽蓋層小的材料構(gòu)成；通過自我對準形成第一布線、第二布線和第三布線，所述第一布線從所述發(fā)射極接觸層引出并且包含成為發(fā)射極電極的部分，所述第二布線從所述基極層中沒有形成所述發(fā)射極層的部分引出并且包含成為基極電極的部分，所述第三布線從所述第二子集電極層中沒有形成所述集電極層的部分引出并且包含成為集電極電極的部分。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的異質(zhì)結(jié)雙極晶體管，其特征在于，在所述發(fā)射極接觸層中與成為所述發(fā)射極電極的部分連接的部位形成第一合金化反應層；在所述基極層中與成為所述基極電極的部分連接的部位形成第二合金化反應層；在所述第二子集電極層中與成為所述集電極電極的部分連接的部位形成第三合金化反應層。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的異質(zhì)結(jié)雙極晶體管，其特征在于，在所述第一布線的引出方向上的所述發(fā)射極接觸層的屋檐狀端部、和在所述第二布線的引出方向上的所述基極層的屋檐狀端部，分別由絕緣膜覆蓋。
17.根據(jù)權(quán)利要求11所述的異質(zhì)結(jié)雙極晶體管，其特征在于，所述第二子集電極層和所述發(fā)射極接觸層都是包含InGaAs層的半導體層。
18.根據(jù)權(quán)利要求11所述的異質(zhì)結(jié)雙極晶體管，其特征在于，所述第一布線、所述第二布線和所述第三布線各自的最下層部分由Pt、Pd或Ni構(gòu)成。
19.根據(jù)權(quán)利要求14所述的異質(zhì)結(jié)雙極晶體管，其特征在于，所述第二子集電極層和所述發(fā)射極接觸層都是包含InGaAs層的半導體層。
20.根據(jù)權(quán)利要求14所述的異質(zhì)結(jié)雙極晶體管，其特征在于，所述第一布線、所述第二布線和所述第三布線各自的最下層部分由Pt、Pd或Ni構(gòu)成。
21.一種異質(zhì)結(jié)雙極晶體管的制造方法，包括以下步驟在半絕緣性基片的一個主面上，依次形成高濃度n型的第一子集電極層、由帶隙比所述第一子集電極層小的材料構(gòu)成的高濃度n型的第二子集電極層、i型或低濃度n型的集電極層形成用膜、高濃度p型的基極層形成用膜、由帶隙比所述基極層形成用膜大的材料構(gòu)成的n型的發(fā)射極層形成用膜、高濃度n型的發(fā)射極帽蓋層形成用膜、由帶隙比所述發(fā)射極帽蓋層形成用膜小的材料構(gòu)成的高濃度n型的發(fā)射極接觸層形成用膜；以露出所述發(fā)射極層形成用膜中的基極電極形成區(qū)域的方式，使所述發(fā)射極接觸層形成用膜和所述發(fā)射極帽蓋層形成用膜形成圖案，形成發(fā)射極接觸層和發(fā)射極帽蓋層；以露出所述第二子集電極層中的集電極電極形成區(qū)域的方式，使所述發(fā)射極層形成用膜、所述基極層形成用膜和所述集電極層形成用膜形成圖案，形成發(fā)射極層、基極層和集電極層；形成從所述發(fā)射極接觸層引出并且包含成為發(fā)射極電極的部分的第一布線；形成從所述發(fā)射極層中的所述基極電極形成區(qū)域引出并且包含成為基極電極的部分的第二布線；以及形成從所述第二子集電極層中的所述集電極電極形成區(qū)域引出并且包含成為集電極電極的部分的第三布線。
22.一種異質(zhì)結(jié)雙極晶體管的制造方法，包括以下步驟在半絕緣性基片的一個主面上，依次形成高濃度n型的第一子集電極層、由帶隙比所述第一子集電極層小的材料構(gòu)成的高濃度n型的第二子集電極層、i型或低濃度n型的集電極層形成用膜、高濃度p型的基極層形成用膜、由帶隙比所述基極層形成用膜大的材料構(gòu)成的n型的發(fā)射極層形成用膜、高濃度n型的發(fā)射極帽蓋層形成用膜、由帶隙比所述發(fā)射極帽蓋層形成用膜小的材料構(gòu)成的高濃度n型的發(fā)射極接觸層形成用膜；以露出所述基極層形成用膜中的基極電極形成區(qū)域的方式，使所述發(fā)射極接觸層形成用膜、所述發(fā)射極帽蓋層形成用膜和所述發(fā)射極層形成用膜形成圖案，形成發(fā)射極接觸層、發(fā)射極帽蓋層和發(fā)射極層；以露出所述第二子集電極層中的集電極電極形成區(qū)域的方式，使所述基極層形成用膜和所述集電極層形成用膜形成圖案，形成基極層和集電極層；形成從所述發(fā)射極接觸層引出并且包含成為發(fā)射極電極的部分的第一布線；形成從所述基極層中的所述基極電極形成區(qū)域引出并且包含成為基極電極的部分的第二布線；以及形成從所述第二子集電極層中的所述集電極電極形成區(qū)域引出并且包含成為集電極電極的部分的第三布線。
23.根據(jù)權(quán)利要求21所述的異質(zhì)結(jié)雙極晶體管的制造方法，其特征在于，所述半絕緣性基片是GaAs基片。
24.根據(jù)權(quán)利要求21所述的異質(zhì)結(jié)雙極晶體管的制造方法，其特征在于，同時實施所述形成第一布線的步驟、所述形成第二布線的步驟和所述形成第三布線的步驟。
25.根據(jù)權(quán)利要求21所述的異質(zhì)結(jié)雙極晶體管的制造方法，其特征在于，所述第一布線、所述第二布線和所述第三布線各自的最下層部分由Pt、Pd或Ni構(gòu)成。
26.根據(jù)權(quán)利要求22所述的異質(zhì)結(jié)雙極晶體管的制造方法，其特征在于，所述半絕緣性基片是GaAs基片。
27.根據(jù)權(quán)利要求22所述的異質(zhì)結(jié)雙極晶體管的制造方法，其特征在于，同時實施所述形成第一布線的步驟、所述形成第二布線的步驟和所述形成第三布線的步驟。
28.根據(jù)權(quán)利要求22所述的異質(zhì)結(jié)雙極晶體管的制造方法，其特征在于，所述第一布線、所述第二布線和所述第三布線各自的最下層部分由Pt、Pd或Ni構(gòu)成。
29.一種異質(zhì)結(jié)雙極晶體管的制造方法，包括以下步驟在半絕緣性基片的一個主面上，依次形成高濃度n型的第一子集電極層、由帶隙比所述第一子集電極層小的材料構(gòu)成的高濃度n型的第二子集電極層、i型或低濃度n型的集電極層形成用膜、高濃度p型的基極層形成用膜、由帶隙比所述基極層形成用膜大的材料構(gòu)成的n型的發(fā)射極層形成用膜、高濃度n型的發(fā)射極帽蓋層形成用膜、由帶隙比所述發(fā)射極帽蓋層形成用膜小的材料構(gòu)成的高濃度n型的發(fā)射極接觸層形成用膜；以露出所述發(fā)射極層形成用膜中的基極電極形成區(qū)域的方式，使所述發(fā)射極接觸層形成用膜和所述發(fā)射極帽蓋層形成用膜形成圖案，形成發(fā)射極接觸層和發(fā)射極帽蓋層；以露出所述第二子集電極層中的集電極電極形成區(qū)域的方式，使所述發(fā)射極層形成用膜、所述基極層形成用膜和所述集電極層形成用膜形成圖案，形成發(fā)射極層、基極層和集電極層；以所述發(fā)射極層的端部從所述基極層按屋檐狀突出的方式，對所述基極層和所述集電極層進行側(cè)面蝕刻；以所述發(fā)射極接觸層的端部從所述發(fā)射極帽蓋層按屋檐狀突出的方式，對所述發(fā)射極帽蓋層進行側(cè)面蝕刻；以及通過自我對準形成從所述發(fā)射極接觸層引出并且包含成為發(fā)射極電極的部分的第一布線、從所述發(fā)射極層中的所述基極電極形成區(qū)域引出并且包含成為基極電極的部分的第二布線、和從所述第二子集電極層中的所述集電極電極形成區(qū)域引出并且包含成為集電極電極的部分的第三布線。
30.根據(jù)權(quán)利要求29所述的異質(zhì)結(jié)雙極晶體管的制造方法，其特征在于，同時實施對所述基極層及所述集電極層進行側(cè)面蝕刻的步驟、和對所述發(fā)射極帽蓋層進行側(cè)面蝕刻的步驟。
31.根據(jù)權(quán)利要求29所述的異質(zhì)結(jié)雙極晶體管的制造方法，其特征在于，在對所述基極層及所述集電極層進行側(cè)面蝕刻的步驟和對所述發(fā)射極帽蓋層進行側(cè)面蝕刻的步驟，與形成所述第一布線、所述第二布線及所述第三布線的步驟之間，進一步包括以下步驟分別用絕緣膜覆蓋在所述第一布線的引出方向上的所述發(fā)射極接觸層的屋檐狀端部、和在所述第二布線的引出方向上的所述發(fā)射極層的屋檐狀端部。
32.一種異質(zhì)結(jié)雙極晶體管的制造方法，包括以下步驟在半絕緣性基片的一個主面上，依次形成高濃度n型的第一子集電極層、由帶隙比所述第一子集電極層小的材料構(gòu)成的高濃度n型的第二子集電極層、i型或低濃度n型的集電極層形成用膜、由與所述集電極層形成用膜不同的材料構(gòu)成的高濃度p型的基極層形成用膜、由帶隙比所述基極層形成用膜大的材料構(gòu)成的n型的發(fā)射極層形成用膜、高濃度n型的發(fā)射極帽蓋層形成用膜、由帶隙比所述發(fā)射極帽蓋層形成用膜小的材料構(gòu)成的高濃度n型的發(fā)射極接觸層形成用膜；以露出所述基極層形成用膜中的基極電極形成區(qū)域的方式，使所述發(fā)射極接觸層形成用膜、所述發(fā)射極帽蓋層形成用膜和所述發(fā)射極層形成用膜形成圖案，形成發(fā)射極接觸層、發(fā)射極帽蓋層和發(fā)射極層；以露出所述第二子集電極層中的集電極電極形成區(qū)域的方式，使所述基極層形成用膜和所述集電極層形成用膜形成圖案，形成基極層和集電極層；以所述基極層的端部從所述集電極層按屋檐狀突出的方式，對所述集電極層進行側(cè)面蝕刻；以所述發(fā)射極接觸層的端部從所述發(fā)射極帽蓋層按屋檐狀突出的方式，對所述發(fā)射極帽蓋層和所述發(fā)射極層進行側(cè)面蝕刻；以及通過自我對準形成從所述發(fā)射極接觸層引出并且包含成為發(fā)射極電極的部分的第一布線、從所述基極層中的所述基極電極形成區(qū)域引出并且包含成為基極電極的部分的第二布線、和從所述第二子集電極層中的所述集電極電極形成區(qū)域引出并且包含成為集電極電極的部分的第三布線。
33.根據(jù)權(quán)利要求32所述的異質(zhì)結(jié)雙極晶體管的制造方法，其特征在于，同時實施對所述集電極層進行側(cè)面蝕刻的步驟、和對所述發(fā)射極帽蓋層及所述發(fā)射極層進行側(cè)面蝕刻的步驟。
34.根據(jù)權(quán)利要求32所述的異質(zhì)結(jié)雙極晶體管的制造方法，其特征在于，在對所述集電極層進行側(cè)面蝕刻的步驟及對所述發(fā)射極帽蓋層和所述發(fā)射極層進行側(cè)面蝕刻的步驟，與形成所述第一布線、所述第二布線及所述第三布線的步驟之間，進一步包括以下步驟分別用絕緣膜覆蓋在所述第一布線的引出方向上的所述發(fā)射極接觸層的屋檐狀端部、和在所述第二布線的引出方向上的所述基極層的屋檐狀端部。
35.根據(jù)權(quán)利要求29所述的異質(zhì)結(jié)雙極晶體管的制造方法，其特征在于，所述半絕緣性基片是GaAs基片。
36.根據(jù)權(quán)利要求29所述的異質(zhì)結(jié)雙極晶體管的制造方法，其特征在于，所述第一布線、所述第二布線和所述第三布線各自的最下層部分由Pt、Pd或Ni構(gòu)成。
37.根據(jù)權(quán)利要求32所述的異質(zhì)結(jié)雙極晶體管的制造方法，其特征在于，所述半絕緣性基片是GaAs基片。
38.根據(jù)權(quán)利要求32所述的異質(zhì)結(jié)雙極晶體管的制造方法，其特征在于，所述第一布線、所述第二布線和所述第三布線各自的最下層部分由Pt、Pd或Ni構(gòu)成。
全文摘要
提供一種異質(zhì)結(jié)雙極晶體管，在高濃度n型的第一子集電極層(102)上，依次形成由帶隙小的材料構(gòu)成的高濃度n型的第二子集電極層(108)、i型或低濃度n型的集電極層(103)、高濃度p型的基極層(104)、由帶隙大的材料構(gòu)成的n型發(fā)射極層(105)、高濃度n型的發(fā)射極帽蓋層(106)、和由帶隙小的材料構(gòu)成的高濃度n型的發(fā)射極接觸層(107)。從發(fā)射極接觸層(107)引出兼作發(fā)射極電極的布線(115A)，從發(fā)射極層(105)引出兼作基極電極的布線(115B)，從第二子集電極層(108)引出兼作集電極電極的布線(115C)。這樣，可以縮小發(fā)射極尺寸，并且能夠減少制造成本。
文檔編號H01L21/331GK1855533SQ200610073568
公開日2006年11月1日 申請日期2006年4月10日 優(yōu)先權(quán)日2005年4月21日
發(fā)明者宮島賢一, 村山啟一, 宮本裕孝 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社