JPS627157A - ホツト・エレクトロン・トランジスタの製造方法 - Google Patents

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】 〔概要〕 基板上に半絶縁性成長層を設け、エミッタに合わせたサ
イズのコレクタを予め形成し°〔８き、その後再成長に
より選択的にコレクタ層を埋込み、その後通常の成長を
行なつ”（ＨＥＴを形成する。それによりベース電極引
出しが容易になる。　−〔産業上の利用分野〕 本発明はＨＥＴ　（ホラトルエレクトロン・トランジス
タ）の製造方法に係り、特にそのベース・コンタクトａ
域の形成方法に関する。

ＨＥＴはへテロ接合を利用し“Ｃエミッタから電子をホ
ットに注入し、ベースの中を高速のまま走行させるもの
で超高速な動作が可能である。

〔従来の技術〕

従来のＨＥＴを第３図に示してあり、半絶縁性ＧａＡｓ
基板２１の上に順にｎ　−ＧａＡｓ　（コレクタ・コ２
９のｎ−ＧａＡｓエミッタ！コンタクト層が形成され、
ベース、エミッタ、コレクタにそれぞれ、ぺ動作時に、
エミッタに対し°〔正のベース電圧をかけると、エミッ
タの電子がＡｔＧａ　Ａｓのポテンシャル障壁乞通し°
〔トンネルし、ベース中ｉこ注入される。注入された電
子は少なくともα５ｍＶの過剰エネルギをもつホット・
エレクトロンとなり、ベース中を超高速（Ｉ　Ｘｌｏａ
ｃｍ／ｓ＞で通過し°Ｃコレクタ側に流れ込む。

ここでベース（２５）１１みは注入されたホット・エレ
ン）ａンが散乱を受けずに高速のま為でコレクタに達す
るように十分薄くする必要がある。例えば１１００ｎと
薄く形成され、このように薄い層にコンタクトをとるの
は極く困難である。第６図ではベース引出し層とし°〔
、ＭＢＥ（分子線エピタキシャル）選択成長技術による
ｎ−ＧａＡｓ層２７を設け”Ｃいる。

しかし、このようなＭｆｌＫ選択成長による工程は困難
かつ面倒であり、その改善が望まれる。また、ＨＥＴで
はベース層なさらに薄く、例えば５Ｑ　ｎｍ程度とする
ことが望まれるが、現在においてはほとんど不可能であ
る。

あることから、ベース電極の引出しを容易に行なえない
。アロイ・コンタクトでは、ベース・コレクタ間のショ
ート、ショク、トキ・コンタクトではベース抵抗の増大
もしくはベースと電極間で電導が損なわれるという欠点
があり、電極を容易に形成できる製造方法が望まれ゛〔
いる。

〔問題点を解決するための手段］ 本発明では基板上に半絶縁性成長層を設け、エミッタに
合わせたサイズのコレクタを予め形成し°Ｃ−Ｊ６き、
その後再成長により選択的にコレクタ層を埋込み、その
後通常の成長を行なり“（ＨＥＴを作製する。

〔作用］ 上記により、後工程でベース・コンタクト領域をコレク
タ層と接触させずに深く形成することができ、ベース電
極引出しを容易に行なうことができる。

〔実施例〕

本発明の実施例のＨＥＴの製造工程を第１図（ａ）〜（
Ｊ）に表わし°Ｃあり、以下説明する。

（図（ａ）参照）　　　　　　　　　　−■　ｎ−Ｇａ
Ａｓ基板１上にＭＢＥ法等により１−ＧａＡｓをイオン
注入し、コレクタ領域（イオ°ン注入領域）５を形成す
る。イオン注入はｎ−ＧａＡｓ基板１に達する条件で行
なう。

（図１ｃ）参照） ■　注入後、注入用マスク（レジスト）３を除去し、熱
処理用保護膜５６　（８１（ｈ、　５ｉｓＮ番等）を形
成する。

■　イオン注入層５の電気的活性化及び結晶性回復を図
るための熱処理（８００〜９５０℃で１５〜２０分）を
施こす。

（図（ｄ）参照） ■　熱処理用保護膜６６を除去する。

（図（ｅ）参照） ■　ＭＢＥ法による再成長技術を用い°〔、非ドープの
ＡｔｚＧａ　Ｉ−Ｘ　Ａｓ　６のバリア層（例、厚み１
００ｍｍ）。

ｎ−ＧａＡｓ７０ベース層（例、キャリア濃度５Ｘ１０
”５ｍ””、厚みｓｏｎｍＬ非ドープのＡｊｚＧＪ−ｚ
Ａｓ　８のバリア層（例、　２５　ａｍ　）　、　ｎ−
ＧａＡｓ　９のエミッタ層（キャリア濃度５　Ｘ　１０
　”ｙｓ−３，厚み１１］Ｏｎｍ）、ｎ−ＧｍＡｓ　１
０のエミッタ・コンタクト層（４［み５０ｎｍ）を順次
成長する。ここでバリア層のＸ値は０＜ＩＩｃ〈１とす
る。

（図ｔｆ）参照） ■　成長後、下部のイオン注入領域（コレクタ領域）５
に合わせ”Ｃホトリソグラフィを行なった後、選択的に
エツチングを行ない、ベース７を露出させる。ここで、
本実施例では以降のセルファラインのために注入用マス
ク１１をオーバ・ノ）ンク状に形成し゛〔いる。こｔは
、例えば注入用マスク１トコンタクト領域（ｎ　イオン
注入領域）１３を形成する。

（図（ｈ）参照） ■　イオン注入によるベース・コンタクト領域１５の深
さは１−ＧａＡ＠層２の途中でとどまり、且つベース、
コレクタ間耐圧が充分得られる条件で施され°〔おり、
注入後、注入マスク１１を除去し、熱コレクタの離隔ｔ
が得られる。

（図（１）参照） ゛［相］　熱処理後、保護膜１４を除去し、ホトリソグ
ラフィな用い°〔エツチング用マスク１５を形成し、選
択エツチングによりコレクタ・コンタクト領域を露出さ
せる。

（図（ｊ）参照） ■　表面のエツチングマスク１５を除去し、新たに表面
保護膜１６　（８１０鵞等）を形成して、ホトリソグラ
フィによりバターニングし、エミッタ、ベース、コレク
タ電極領域を窓明は後、Ａｕ／Ａｕ−Ｇ・のオーミック
材料を蒸着し、４５ｑＣ，３０秒のアロイを行ない、そ
れぞれの電極１７〜１ｑを形成する。

第２図に本発明の他の実施例を表わし°〔おり、図は第
１図（ｇ）に対応する。これ以前の工程は第１図（＆）
〜（ｆ）と同様である。但し、図（ｆ）に８い・〔は、
注入用マスク１１がオーバ・へング状に形成されたが、
本実施例では異方性エツチングで周囲の層を除去するこ
とにより、注入用マスク１１下にナイドエッチ部が生じ
Ｃいない。そのため、この実施例では、エミッタのサイ
ズ（９，１０の層）よりもその下方のコレクタ層５のサ
イズを小さく形成し°Ｃある。

したがつ°Ｃ１注入イオン１２はセルファライン的に導
入され、所要のコレクタとベースとの間隔りが確保され
、深いベース・コンタクト領域の形・成においＣもベー
ス、コレクタ間耐圧が充分得られる。

〔発明の効果〕 以上の説明から明らかなように、本発明によればベース
・コンタクト領域をベースの厚さ以上の深さにまで形成
することができるので、ベース抵抗の低減、更にはベー
ス−コンタクト電極の引出しを容易に行なうことができ
、ＨＥＴの製造に寄与するところ大である。

【図面の簡単な説明】

第１図ｆｔ）〜（ｊ）は本発明の実施例の製造工程図、
第２図は他の実施例の工程要部断面図、第３図は従来の
素子の断面図である。 ＋ １：　ｎ　−ＧａＡｓ　（基板） ２　　：　　１−ＧａＡｓ ３ニマスク ４：Ｓｅ＋又はｓｉ＋ ５：コレクタ領域 ６　：　ＡｔｚＧｍｌ−１Ａｓ ７　：　ｎ−（ｊａＡ腸 ８　：　Ａ４ｘＧａｌ−ｘＡｓ ９　：　ｎ−ＧａＡｓ １０　：　ｎ”−ＧａＡｍ １１：注入用マスク 特許出願人　工業技術院長　等々力　違実施例の工程図 第　１　図 実施例の工程図 第１図 １　Ｊ　　ｊ　　ｊ　１−１２Ｓｉ”ｏｒＳｅ”他鼾糺
沌例の二輻？し部町面１元 第　２　図 従来の素子の！Ｉｔ面図 第３図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、次の各工程を順に含んでなることを特徴とするホッ
   ト・エレクトロン・トランジスタの製造方法、 （ａ）ｎ＾＋−ＧａＡｓ基板に半絶縁性のｉ−ＧａＡｓ
   層をエピタキシャル成長する工程、 （ｂ）該ｉ−ＧａＡｓ層に選択的にかつｎ＾＋−ＧａＡ
   ｓ基板に達する深さまでｎ＾＋層をイオン注入及び熱処
   理で形成する工程、 （ｃ）該ｉ−ＧａＡｓ層上にＡｌ＿ｘＧａ＿１＿−＿ｘ
   Ａｓコレクタ・バリア層、ｎ−ＧａＡｓベース層、Ａｌ
   ＿ｘＧａ＿１＿−＿ｘＡｓエミッタ・バリア層、ｎ−Ｇ
   ａＡｓエミッタ層及びｎ＾＋−ＧａＡｓエミッタ・コン
   タクト層を再成長する工程、 （ｄ）イオン注入用マスク膜を形成する工程、 （ｅ）該イオン注入用マスク膜、エミッタ・コンタクト
   層、エミッタ層及びエミッタ・バリア層とを（ｂ）の工
   程によるｎ＾＋層上に合わせて残すようにし、他の部分
   をエッチングにより除去しベース層を部分的に表出する
   工程、 （ｆ）残つたイオン注入用マスク膜、エミッタ・コンタ
   クト層、エミッタ層及びエミッタ・バリア層をマスクに
   イオン注入し、熱処理によりベース層表面から該ｉ−Ｇ
   ａＡｓ層の途中まで達するｎ＾＋型のベース・コンタク
   ト領域を形成する工程、 （ｇ）該ベース層の表出された領域を部分的にエッチン
   グにより除去し、該基板を表出させる工程、 （ｈ）該表出された基板上、ベース・コンタクト領域上
   及びエミッタ・コンタクト層上にＡｕ／Ａｕ−Ｇａより
   なるコレクタ電極、ベース電極及びエミッタ電極を形成
   する工程。