雙極晶體管、半導(dǎo)體裝置以及雙極晶體管的制造方法
【專利摘要】即使在集電極層的短邊方向沿著結(jié)晶方位[011]的情況下，也能抑制基極布線的斷線。本發(fā)明的雙極晶體管(10)包括：俯視時(shí)具有長(zhǎng)邊方向及短邊方向的集電極層(16)，該集電極層(16)的短邊方向沿著結(jié)晶方位[011]，且與短邊方向正交的截面形狀為倒臺(tái)面型，與長(zhǎng)邊方向正交的截面形狀為正臺(tái)面型；形成于集電極層(16)上的基極層(20)；形成于基極層(20)上的基極電極(22)；以及與基極電極(22)相連接，俯視時(shí)從集電極層(16)的短邊方向的端部向集電極層(16)的外部引出的基極布線(22B)。
【專利說(shuō)明】雙極晶體管、半導(dǎo)體裝置以及雙極晶體管的制造方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及雙極晶體管、半導(dǎo)體裝置以及雙極晶體管的制造方法。

【背景技術(shù)】
[0002]以往，嘗試在基板上具有集電極層、基極層、發(fā)射極層的雙極晶體管的開發(fā)。
[0003]專利文獻(xiàn)I中揭示了如下雙極晶體管:連接與基極層相接的基極電極的基極布線在俯視時(shí)從長(zhǎng)方形的集電極層的長(zhǎng)邊方向的端部引出。
現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)
[0004]專利文獻(xiàn)1:日本專利特開2004-327904號(hào)公報(bào)


【發(fā)明內(nèi)容】

發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題
[0005]然而，在專利文獻(xiàn)I所記載的雙極晶體管中，對(duì)集電極層進(jìn)行濕法蝕刻，因此依賴于集電極層的結(jié)晶方位產(chǎn)生蝕刻的各向異性。其結(jié)果，集電極層的與結(jié)晶方位[011]正交的截面形狀為倒臺(tái)面型，沿著結(jié)晶方位[011]的截面形狀為正臺(tái)面型。
[0006]這里，由于基極布線從集電極層的長(zhǎng)邊方向的端部引出，因此在集電極層的短邊方向沿著結(jié)晶方位[oil]的情況下，基極布線從倒臺(tái)面型的集電極層的端部向集電極層的外部引出，由此可能由于臺(tái)面的段差而導(dǎo)致斷線。
[0007]本發(fā)明的一個(gè)目的在于，即使在集電極層的短邊方向沿著結(jié)晶方位[011]的情況下，也能抑制基極布線的斷線。
解決技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案
[0008]本發(fā)明的一個(gè)側(cè)面所涉及的雙極晶體管包括:俯視時(shí)具有長(zhǎng)邊方向及短邊方向的集電極層，所述集電極層的所述短邊方向沿著結(jié)晶方位[011]，且與所述短邊方向正交的截面形狀為倒臺(tái)面型，與所述長(zhǎng)邊方向正交的截面形狀為正臺(tái)面型；形成于所述集電極層上的基極層；形成于所述基極層上的基極電極；以及與所述基極電極相連接，俯視時(shí)從所述集電極層的所述短邊方向的端部向所述集電極層的外部引出的基極布線。
發(fā)明效果
[0009]根據(jù)本發(fā)明，即使在集電極層的短邊方向沿著結(jié)晶方位[011]的情況下，也能抑制基極布線的斷線。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0010]圖1是作為本發(fā)明實(shí)施方式I所涉及的雙極晶體管的一個(gè)示例的HBT的俯視圖。 圖2是圖1的A-A剖視圖。
圖3是圖1的B-B剖視圖。
圖4是圖1的C-C剖視圖。 圖5是圖1的D-D剖視圖。
圖6是作為本發(fā)明實(shí)施方式2所涉及的雙極晶體管的一個(gè)示例的HBT的俯視圖。
圖7是本發(fā)明實(shí)施方式3所涉及的半導(dǎo)體裝置的俯視圖。
圖8是本發(fā)明實(shí)施方式4所涉及的半導(dǎo)體裝置的俯視圖。
圖9是本發(fā)明實(shí)施方式5所涉及的半導(dǎo)體裝置的俯視圖。
圖10是應(yīng)用實(shí)施方式I所涉及的基極布線的引出方法的BiFET的剖視圖。

【具體實(shí)施方式】
[0011]下面，參照【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】本發(fā)明的實(shí)施方式。然而，以下說(shuō)明的實(shí)施方式僅是示例，并不意圖排除以下未示出的各種變形、技術(shù)的應(yīng)用。即，本發(fā)明在不脫離本發(fā)明的要點(diǎn)的范圍內(nèi)可以進(jìn)行各種變形來(lái)實(shí)施(對(duì)各實(shí)施例進(jìn)行組合等)。在下面的附圖的記載中，對(duì)同一或者類似的部分標(biāo)注同一或者類似的標(biāo)記來(lái)表示。附圖是示意性圖，實(shí)際的尺寸、比率等并不一定一致。在各附圖之間也包含有彼此尺寸關(guān)系、比率不同的部分。
[0012](實(shí)施方式I)
本發(fā)明實(shí)施方式I所涉及的雙極晶體管主要在基板上包括集電極層、基極層、以及發(fā)射極層。本發(fā)明的實(shí)施方式I作為晶體管，舉出了集電極層與基極層、以及基極層與發(fā)射極層的至少一方進(jìn)行異質(zhì)結(jié)而構(gòu)成的異質(zhì)結(jié)雙極晶體管(以下稱為“HBT (Heterojunct1nBipolar Transistor)，，)的一個(gè)不例。
[0013]〈結(jié)構(gòu)〉
首先，對(duì)實(shí)施方式I所涉及的HBT的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說(shuō)明。圖1是作為本發(fā)明實(shí)施方式I所涉及的雙極晶體管的一個(gè)示例的HBTlO的俯視圖。圖2是圖1的A-A剖視圖。圖3是圖1的B-B剖視圖。圖4是圖1的C-C剖視圖。圖5是圖1的D-D剖視圖。
[0014]本實(shí)施方式的HBTlO形成于基板，例如板狀的化合物半導(dǎo)體基板12上。
[0015]對(duì)于化合物半導(dǎo)體基板12的材料并未作特別限定，例如可舉出具有結(jié)晶結(jié)構(gòu)的材料。作為具有結(jié)晶結(jié)構(gòu)的材料可舉出GaAs、S1、InP、Sic、GaN等。并且，在其中，優(yōu)選為作為主要成分含有與InP等相比廉價(jià)且容易大口徑化的GaAs或者Si。另外，“主要成分”是指作為主要成分的材料占某個(gè)基板或者某個(gè)層整體的比例在80質(zhì)量％以上。本實(shí)施方式中，化合物半導(dǎo)體基板12例如由GaAs構(gòu)成。圖1等中作為GaAs的一部分結(jié)晶方位示出了結(jié)晶方位[011]、結(jié)晶方位[010]、以及結(jié)晶方位[01-1]。
[0016]HBTlO包括子集電極層14、集電極層16、集電極電極18、基極層20、基極電極22、發(fā)射極層24、以及發(fā)射極電極26。
[0017]子集電極層14形成于化合物半導(dǎo)體基板12的局部表面上。對(duì)于子集電極層14的材料并未作特別限定，例如可舉出具有結(jié)晶結(jié)構(gòu)的材料。作為結(jié)晶結(jié)構(gòu)，優(yōu)選為閃鋅礦型結(jié)晶結(jié)構(gòu)。本實(shí)施方式中，子集電極層14作為主要成分含有例如與化合物半導(dǎo)體基板12相同的材料的η型GaAs (Si濃度5 X 1018cm_3)。另外，子集電極層14的GaAs的結(jié)晶方位例如與化合物半導(dǎo)體基板12的GaAs的結(jié)晶方位相一致。
[0018]子集電極層14俯視時(shí)的形狀例如呈凸形狀(參照?qǐng)D1)。該子集電極層14的突起方向與子集電極層14的結(jié)晶方位[01-1]大致平行(以下，將“大致平行”稱為“沿著”。)。此外，子集電極層14中，與其結(jié)晶方位[011]正交的截面形狀呈倒臺(tái)面型(參照?qǐng)D2、圖3)、沿著結(jié)晶方位[oil]的截面形狀呈正臺(tái)面型(參照?qǐng)D4、圖5)。換言之，子集電極層14的突起方向的兩側(cè)面為倒臺(tái)面，與突起方向正交的寬度方向的兩側(cè)面為正臺(tái)面。此外，子集電極層14的厚度例如大約為0.5 μ m。
[0019]另外，上述“正臺(tái)面型”是指上方(相對(duì)于化合物半導(dǎo)體基板12的子集電極層14方向)較窄的梯形，上述“倒臺(tái)面型”是指上方較寬的梯形。上述“正臺(tái)面”是指斜面與上部平坦面構(gòu)成鈍角的該斜面，上述“倒臺(tái)面”是指斜面與上部平坦部構(gòu)成銳角的該斜面。上述“大致平行”是指與作為平行對(duì)象的方向(例如上述結(jié)晶方位[01-1])構(gòu)成的角度為O度±20度。更具體而言，本實(shí)施方式中，子集電極層14的突起方向與子集電極層14的結(jié)晶方位[01-1]平行(上述角度為O度)。子集電極層14的歐姆電阻下降，并與集電極層16 —起起到集電極的作用。
[0020]集電極層16在子集電極層14上形成于子集電極層14的寬度方向的中央部(參照?qǐng)D1、圖2)。對(duì)于該集電極層16的材料并未作特別限定，例如可舉出具有結(jié)晶結(jié)構(gòu)的材料。作為結(jié)晶結(jié)構(gòu)，優(yōu)選為閃鋅礦型結(jié)晶結(jié)構(gòu)。本實(shí)施方式中，集電極層16作為主要成分含有例如與子集電極層14相同的材料的GaAs。另外，集電極層16的GaAs的結(jié)晶方位例如與化合物半導(dǎo)體基板12的GaAs的結(jié)晶方位相一致。
[0021]作為集電極層16的主要成分的GaAs與以往所使用的秩序化InGaP相比，熱傳導(dǎo)率較好，因此具有提高向集電極層16 —側(cè)進(jìn)行散熱的散熱性、改善在高溫動(dòng)作或者高輸出動(dòng)作下的晶體管特性的效果。
[0022]另外，含有GaAs的集電極層16整體可以是η型半導(dǎo)體，也可以是P型半導(dǎo)體。在集電極層16是η型半導(dǎo)體的情況下,HBTlO為ηρη結(jié)。在集電極層16是ρ型半導(dǎo)體的情況下，HBTlO為ρηρ結(jié)。其中，由于GaAs的空穴遷移率與電子遷移率相比非常低(電子遷移率大約為0.85m2/(Vs)、空穴遷移率大約為0.04m2/(Vs)),因此從頻率特性較好的觀點(diǎn)來(lái)看相比ρηρ結(jié)優(yōu)選為η型半導(dǎo)體。下面，本實(shí)施方式中，假設(shè)集電極層16是η型半導(dǎo)體。另夕卜，由于集電極層16為η型，因此集電極層16中摻雜有S1、S、Se、Te、Sn等摻雜物。另外，由于集電極層16為ρ型，因此向集電極層16中摻雜C、Mg、Be、Zn、Cd等摻雜物。
[0023]集電極層16俯視時(shí)的形狀在一個(gè)方向上較長(zhǎng)例如呈長(zhǎng)方形(參照?qǐng)D1)。該長(zhǎng)方形(集電極層16)的長(zhǎng)邊方向沿著集電極層16的結(jié)晶方位[01-1]。集電極層16的短邊方向沿著集電極層16的結(jié)晶方位[011]。此外，集電極層16中，從其結(jié)晶方位[011]觀察到的形狀呈倒臺(tái)面型(參照?qǐng)D2)、從與結(jié)晶方位[011]正交的[01-1]觀察到的形狀呈正臺(tái)面型(參照?qǐng)D5)。換言之，與集電極層16的短邊方向正交的截面形狀為倒臺(tái)面型，與集電極層16的長(zhǎng)邊方向正交的截面形狀為正臺(tái)面型。進(jìn)一步換言之，集電極層16的長(zhǎng)邊方向的兩側(cè)面為倒臺(tái)面，集電極層16的短邊方向的兩側(cè)面為正臺(tái)面。此外，集電極層16的厚度例如大約為0.5 μ m以上1.5 μ m以下。
[0024]在子集電極層14上夾著集電極層16、在子集電極層14的寬度方向的兩端部分別形成有(一對(duì))集電極電極18 (參照?qǐng)D1)。
[0025]一對(duì)集電極電極18的俯視形狀例如分別為長(zhǎng)方形。該長(zhǎng)方形(集電極電極18)的長(zhǎng)邊方向沿著集電極層16的結(jié)晶方位[01-1]。對(duì)于集電極電極18的材料并未作特別限定，例如為Ti/Pt、WS1、Pt/Ti/Au或者AuGe/Ni/Au等。集電極電極18的材料優(yōu)選為AuGe/Ni/Au。另外，俯視時(shí)，一對(duì)集電極電極18相比集電極層16更向集電極層16的結(jié)晶方位[01-1] 一側(cè)后退。換言之，集電極層16相對(duì)于一對(duì)集電極電極18向子集電極層14的突起方向關(guān)出。
[0026]一對(duì)集電極電極18經(jīng)由各接觸孔18A與集電極布線18B相連接。集電極布線18B經(jīng)由其上層的接觸孔19A進(jìn)一步與上層的集電極收集布線19B相連接。
[0027]接觸孔18A例如以與集電極布線18B相同的材料構(gòu)成。接觸孔18A的側(cè)面外周例如被未圖示的絕緣體的保護(hù)膜所包圍。
[0028]集電極布線18B俯視時(shí)的形狀例如呈凹形狀(參照?qǐng)D1)。該凹形狀的凹陷部分向子集電極層14的突起部分側(cè)開口。該凹陷部分包圍位于子集電極層14的寬度方向的中央部的基極層20、發(fā)射極層24等的一部分。
[0029]基極層20形成于集電極層16上(參照?qǐng)D1、圖2)。對(duì)于基極層20的材料并未作特別限定，例如可舉出具有結(jié)晶結(jié)構(gòu)的材料。作為結(jié)晶結(jié)構(gòu)，優(yōu)選為閃鋅礦型結(jié)晶結(jié)構(gòu)。本實(shí)施方式中，基極層20作為主要成分含有例如與子集電極層14及集電極層16相同的材料的GaAs。另外，基極層20的GaAs的結(jié)晶方位例如與化合物半導(dǎo)體基板12的GaAs的結(jié)晶方位相一致。
[0030]作為基極層20的主要成分的GaAs可以是η型半導(dǎo)體，也可以是ρ型半導(dǎo)體。本實(shí)施方式中，由于集電極層16為η型半導(dǎo)體，因此基極層20的GaAs為ρ型半導(dǎo)體。
[0031]基極層20俯視時(shí)的形狀在一個(gè)方向上較長(zhǎng)例如呈長(zhǎng)方形(參照?qǐng)D1)。該長(zhǎng)方形(基極層20)的長(zhǎng)邊方向沿著基極層20的結(jié)晶方位[01-1]。該基極層20的短邊方向沿著基極層20的結(jié)晶方位[011]。此外，基極層20中，從其結(jié)晶方位[011]觀察到的形狀呈倒臺(tái)面型(參照?qǐng)D2)、從與結(jié)晶方位[011]正交的[01-1]觀察到的形狀呈正臺(tái)面型(參照?qǐng)D5)。換言之，與基極層20的短邊方向正交的截面形狀為倒臺(tái)面型，與基極層20的長(zhǎng)邊方向正交的截面形狀為正臺(tái)面型。進(jìn)一步換言之，基極層20的長(zhǎng)邊方向的兩側(cè)面為倒臺(tái)面，基極層20的短邊方向的兩側(cè)面為正臺(tái)面。此外，基極層20的厚度例如大約為0.05 μ m以上0.15 μ m 以下。
[0032]基極電極22形成于基極層20上(參照?qǐng)D2、圖5)。該基極電極22俯視時(shí)的形狀例如呈凹形狀(參照?qǐng)D1)。該凹形狀的凹陷部分從基極層20的結(jié)晶方位[01-1]觀察時(shí)開口(凹陷)。此外，該凹陷部分包圍發(fā)射極層24等。對(duì)于基極電極22的材料并未作特別限定，例如為Ti/Pt、WS1、Pt/Ti/Au或者AuGe/Ni/Au等。基極電極22的材料優(yōu)選為Pt/Ti/Au。
[0033]此外，該基極電極22經(jīng)由接觸孔22A與基極布線22B相連接。
[0034]接觸孔22A例如以與基極布線22B相同的材料構(gòu)成。接觸孔22A的側(cè)面外周例如被未圖示的絕緣體的保護(hù)膜所包圍。
[0035]基極布線22B俯視時(shí)的形狀例如呈L字形(參照?qǐng)D1)。L字形(基極布線22B)的一個(gè)端部與基極電極22相連接。然后，基極布線22B從與基極電極22的連接區(qū)域開始，從基極層20及集電極層16的短邊方向的端部引出至子集電極層14的外側(cè)(參照?qǐng)D1、圖5)。更具體而言，本實(shí)施方式中，基極布線22B從集電極層16的短邊方向、換言之沿著集電極層16的結(jié)晶方位[011](與集電極層16的結(jié)晶方位[011]平行地)筆直引出。其結(jié)果，基極布線22B跨越基極層20、集電極層16及子集電極層14各自的正臺(tái)面、即側(cè)面。
[0036]基極布線22B在引出至子集電極層14的外側(cè)之后，例如彎曲成直角，并沿著集電極層16的長(zhǎng)邊方向延伸。然后，作為延伸目的地的基極布線22B的另一個(gè)端部經(jīng)由未圖示的基極收集布線與金屬焊盤等相連接。
[0037]發(fā)射極層24形成于基極層20上(參照?qǐng)D2)。該發(fā)射極層24呈一個(gè)方向上較長(zhǎng)的例如長(zhǎng)方形(參照?qǐng)D1)。該發(fā)射極層24的長(zhǎng)邊方向沿著基極層20的結(jié)晶方位[01-1]。
[0038]對(duì)于發(fā)射極層24的材料，只要是半導(dǎo)體即可，并不作特別限定。其中，本實(shí)施方式中，發(fā)射極層24與基極層20為異質(zhì)結(jié)，因此發(fā)射極層24優(yōu)選為由以與基極層20的主要成分晶格匹配的材料為主要成分的半導(dǎo)體來(lái)構(gòu)成。具體而言，在基極層20以AlyGai_yAs或者GaAs為主要成分的情況下，優(yōu)選為由以InGaP或者AlyGapyAs為主要成分的半導(dǎo)體來(lái)構(gòu)成。
[0039]發(fā)射極電極26形成于發(fā)射極層24上(參照?qǐng)D2)。對(duì)于發(fā)射極電極26的材料并未作特別限定，例如為Ti/Pt、WS1、AuGe/Ni/Au等。
[0040]此外，該發(fā)射極電極26經(jīng)由接觸孔26A與發(fā)射極布線26B相連接。發(fā)射極布線26B經(jīng)由其上層的接觸孔28A進(jìn)一步與上層的發(fā)射極收集布線28B相連接。
[0041]接觸孔26A例如以與發(fā)射極布線26B相同的材料構(gòu)成。接觸孔26A的側(cè)面外周例如被未圖示的絕緣體的保護(hù)膜所包圍。
[0042]發(fā)射極布線26B俯視時(shí)的形狀例如呈長(zhǎng)方形(參照?qǐng)D1)。發(fā)射極布線26B的長(zhǎng)邊方向沿著基極層20的結(jié)晶方位[01-1]。
[0043]接觸孔28A例如以與發(fā)射極收集布線28B相同的材料構(gòu)成。接觸孔28A的側(cè)面外周例如被未圖示的絕緣體的保護(hù)膜所包圍。
[0044]發(fā)射極收集布線28B俯視時(shí)的形狀例如呈長(zhǎng)方形(參照?qǐng)D1)。發(fā)射極收集布線28B的長(zhǎng)邊方向沿著基極層20的結(jié)晶方位[011]。
[0045]<制造方法>
接著，對(duì)實(shí)施方式I所涉及的HBTlO的制造方法的概要進(jìn)行說(shuō)明。
[0046]在化合物半導(dǎo)體基板12上例如利用有機(jī)金屬氣相沉積(M0CVD:Metal OrganicChemical Vapor Deposit1n)法等依次形成子集電極層14、集電極層16、基極層20、以及發(fā)射極層24 (參照?qǐng)D2)。
[0047]接著，利用光刻工序?qū)l(fā)射極電極26蒸鍍到發(fā)射極層24上。
[0048]對(duì)未被發(fā)射極電極26覆蓋的發(fā)射極層24進(jìn)行蝕刻，直至基極層20露出為止。然后，在露出后的基極層20上蒸鍍基極電極22。
[0049]接著，對(duì)基極層20以及其下層的集電極層16進(jìn)行濕法蝕刻，直至子集電極層14露出為止。并且，對(duì)子集電極層14進(jìn)行濕法蝕刻。在對(duì)基極層20及集電極層16進(jìn)行蝕刻時(shí)，以各個(gè)短邊方向沿著結(jié)晶方位[011](全部均為相同方向)的方式?jīng)Q定各個(gè)短邊方向與長(zhǎng)邊方向并進(jìn)行濕法蝕刻。由于該蝕刻是濕法蝕刻，因此依賴于基極層20、集電極層16、子集電極層14的結(jié)晶方位產(chǎn)生蝕刻的各向異性(蝕刻的速度不同)。其結(jié)果，基極層20、集電極層16、子集電極層14從結(jié)晶方位[011]觀察時(shí)的形狀為倒臺(tái)面型，從與結(jié)晶方位[011]正交的方向觀察時(shí)的形狀為正臺(tái)面型。
[0050]接著，利用剝離法在子集電極層14上夾著集電極層16、在子集電極層14的寬度方向的兩端部形成一對(duì)集電極電極18。
[0051]接下來(lái)，從化合物半導(dǎo)體基板12的形成有子集電極層14等各層的一側(cè)開始，利用等離子體CVD等形成例如SiN膜等保護(hù)膜。
[0052]接著，對(duì)形成的保護(hù)膜進(jìn)行干蝕刻，使得集電極電極18、基極電極22、發(fā)射極電極26中的至少各自的局部露出。
[0053]在露出的集電極電極18、基極電極22、發(fā)射極電極26上經(jīng)由接觸孔18A、22A、26A使用濺射法、蒸鍍法等物理氣相蒸鍍法與剝離法形成所對(duì)應(yīng)的集電極布線18B、基極布線22B、發(fā)射極布線26B。此處，基極布線22B以從集電極層16的短邊方向的端部引出的方式形成。
[0054]接下來(lái)，從化合物半導(dǎo)體基板12的形成有子集電極層14等各層的一側(cè)開始，利用MOCVD等形成例如SiN膜等保護(hù)膜。
[0055]接著，對(duì)形成的保護(hù)膜進(jìn)行干蝕刻，使得集電極布線18B、基極布線22B、發(fā)射極布線26B中的至少各自的局部露出。
[0056]接著，為了平坦化而涂布聚酰亞胺膜。接著，蝕刻對(duì)上述保護(hù)膜進(jìn)行蝕刻后的部位上的聚酰亞胺膜，使得集電極布線18B、基極布線22B、發(fā)射極布線26B中的至少各自的局部露出。
[0057]在露出的集電極布線18B、基極布線22B、發(fā)射極布線26B上經(jīng)由接觸孔19A、28A等使用濺射法、蒸鍍法等物理氣相蒸鍍法與剝離法形成所對(duì)應(yīng)的集電極收集布線19B、基極收集布線(未圖示)、發(fā)射極收集布線28B。
[0058]經(jīng)過(guò)以上制造工序，制造圖1?圖5所示的HBT10。
[0059]< 作用 >
以上，根據(jù)本實(shí)施方式的HBT10，具有集電極層16及基極布線22B，該集電極層16的短邊方向沿著集電極層16的結(jié)晶方位[011]，與短邊方向正交的截面形狀為倒臺(tái)面型，與長(zhǎng)邊方向正交的截面形狀為正臺(tái)面型，該基極布線22B從該集電極層16的短邊方向的端部向集電極層16的外部引出。其結(jié)果，基極布線22B跨越作為集電極層16的正臺(tái)面的側(cè)面。因而，即使在集電極層16的短邊方向沿著其結(jié)晶方位[011]的情況下，與跨越作為集電極層16的倒臺(tái)面的側(cè)面的情況相比，能抑制基極布線22B的斷線。
[0060]根據(jù)本實(shí)施方式的HBT10，基極層20也同樣，其短邊方向沿著上述結(jié)晶方位
[011]，與短邊方向正交的截面形狀為倒臺(tái)面型，與長(zhǎng)邊方向正交的截面形狀為正臺(tái)面型。
其結(jié)果，基極布線22B跨越作為基極層20的正臺(tái)面的側(cè)面。因而，即使在基極層20的短邊方向沿著其結(jié)晶方位[011]的情況下，與跨越作為基極層20的倒臺(tái)面的側(cè)面的情況相t匕，仍能抑制基極布線22B的斷線。
[0061]根據(jù)本實(shí)施方式的HBT10，還具有子集電極層14，該子集電極層14形成在化合物半導(dǎo)體基板12與集電極層16之間，具有與集電極層16相同的結(jié)晶方位，且其與集電極層16的短邊方向正交的截面形狀為倒臺(tái)面型，與集電極層16的長(zhǎng)邊方向正交的截面形狀為正臺(tái)面型。
其結(jié)果，基極布線22B跨越作為子集電極層14的正臺(tái)面的側(cè)面。因而，與跨越作為子集電極層14的倒臺(tái)面的側(cè)面的情況相比，能抑制基極布線22B的斷線。
[0062]根據(jù)本實(shí)施方式的HBT10，化合物半導(dǎo)體基板12包含GaAs基板。在選擇GaAs基板作為化合物半導(dǎo)體基板12情況下，與InP等相比廉價(jià)并易于大口徑化。
[0063](實(shí)施方式2)
接著，對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式2所涉及的HBT進(jìn)行說(shuō)明。
[0064]本實(shí)施方式2所涉及的HBT與實(shí)施方式I相比，基極布線的引出方法不同。其它的結(jié)構(gòu)與實(shí)施方式I相同。
[0065]圖6是作為本發(fā)明實(shí)施方式2所涉及的雙極晶體管的一個(gè)示例的HBT40的俯視圖。
[0066]如圖6所示，HBT40具有經(jīng)由接觸孔22A與基極電極22相連的基極布線42。該基極布線42從集電極層的短邊方向的端部引出。其結(jié)果，基極布線42跨越作為基極層20、集電極層16及子集電極層14各自的正臺(tái)面的側(cè)面。更具體而言，基極布線42具有第一部分42A、第二部分42B以及第三部分42C。
[0067]第一部分42A是存在于基極層20上，并與基極電極22相連的部分。該第一部分42A的形狀呈大致長(zhǎng)方形。第一部分42A的長(zhǎng)邊方向沿著集電極層16的結(jié)晶方位[011]。該第一部分42A的一個(gè)端部與第二部分42B的一個(gè)端部相連。
[0068]第二部分42B是基極布線42從基極層20上引出至子集電極層14的外側(cè)為止的部分。該第二部分42B從集電極層16的短邊方向的端部引出，但對(duì)于該端部?jī)A斜地筆直引出。該引出目的地的第二部分42B的另一個(gè)端部與第三部分42C的一個(gè)端部相連接。
[0069]第三部分42C存在于化合物半導(dǎo)體基板12上，形狀呈大致長(zhǎng)方形。第三部分42C的長(zhǎng)邊方向沿著集電極層16的結(jié)晶方位[01-1]。該第三部分42C的另一個(gè)端部與未圖示的基極收集布線相連接。另外，從抑制基極布線42的剝落的觀點(diǎn)來(lái)看，位于第二部分42B與第三部分42C的邊界附近的角部?jī)?yōu)選為進(jìn)行倒角后的角部。
[0070]以上，根據(jù)本實(shí)施方式2所涉及的HBT40，俯視時(shí)基極布線42的第二部分42B相對(duì)于集電極層16的短邊方向的端部?jī)A斜地被引出，因此即使在制造時(shí)集電極層16等的正臺(tái)面附近的第二部分42B的厚度與其它部位相比較薄的情況下，相比于與集電極層16的短邊方向平行地引出的情況，仍能增大正臺(tái)面附近的第二部分42B的寬度。由此，在基極布線42中，能使集電極層16等的正臺(tái)面附近的截面積與其它部位的截面積更靠近，能進(jìn)一步抑制基極布線42的斷線。
[0071](實(shí)施方式3)
接著，對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式3所涉及的半導(dǎo)體裝置進(jìn)行說(shuō)明。
[0072]圖7是本發(fā)明實(shí)施方式3所涉及的半導(dǎo)體裝置50的俯視圖。
[0073]本實(shí)施方式3所涉及的半導(dǎo)體裝置50至少具有一個(gè)實(shí)施方式I所說(shuō)明的HBT10，并且至少具有一個(gè)HBT60，該HBT60與HBTlO的基極布線的引出方法不同。
[0074]HBT60包括子集電極層62、集電極層64、集電極電極66、基極層68、基極電極70、發(fā)射極層72、以及發(fā)射極電極74。HBT60具有集電極布線76、發(fā)射極布線78、基極布線80。
[0075]集電極層64與基極層68作為主要成分含有例如GaAs。此外，集電極層64與基極層68的形狀例如為長(zhǎng)方形。集電極層64與基極層68的長(zhǎng)邊方向沿著各自的結(jié)晶方位
[011]，與短邊方向正交的截面形狀為倒臺(tái)面型，與長(zhǎng)邊方向正交的截面形狀為正臺(tái)面型。同樣，子集電極層62的與集電極層64的短邊方向正交的截面形狀也為倒臺(tái)面型，與集電極層64的長(zhǎng)邊方向正交的截面形狀也為正臺(tái)面型。
[0076]基極布線80俯視時(shí)的形狀為例如大致呈T字形?；鶚O布線80的直線部分經(jīng)由接觸孔80A與基極電極70相連接。
[0077]然后，基極布線80從與基極電極22的連接區(qū)域開始，從基極層68及集電極層64的長(zhǎng)邊方向的端部引出至子集電極層62的外側(cè)。更具體而言，本實(shí)施方式中，基極布線80從集電極層64的長(zhǎng)邊方向、換言之沿著集電極層64的結(jié)晶方位[011](與集電極層64的結(jié)晶方位[011]平行地)筆直引出。其結(jié)果，基極布線80跨越基極層68、集電極層64及子集電極層62各自的正臺(tái)面、即側(cè)面。
[0078]基極布線80在引出至子集電極層62的外側(cè)之后，沿著集電極層64的長(zhǎng)邊方向延伸。然后，作為延伸目的地的基極布線80的另一個(gè)端部經(jīng)由未圖示的基極收集布線與金屬焊盤等相連接。
[0079]關(guān)于HBT60的其它的結(jié)構(gòu)，與實(shí)施方式I所說(shuō)明的內(nèi)容相同，因此省略說(shuō)明。
[0080]以上，根據(jù)本實(shí)施方式3所涉及的半導(dǎo)體裝置50，與僅排列HBT60的情況相比，增加了基極布線80的引出方向，能提高半導(dǎo)體裝置50的布局的自由度。由此，例如能使半導(dǎo)體裝置50小型化。
[0081](實(shí)施方式4)
接著，對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式4所涉及的半導(dǎo)體裝置進(jìn)行說(shuō)明。
[0082]圖8是本發(fā)明實(shí)施方式4所涉及的半導(dǎo)體裝置90的俯視圖。
[0083]本實(shí)施方式4所涉及的半導(dǎo)體裝置90至少具有2個(gè)與實(shí)施方式I所說(shuō)明的HBTlO相同的HBT100。
[0084]各HBT100中，共用子集電極層102、集電極層104、基極層106。各HBT100分別具有發(fā)射極層108與發(fā)射極電極110。此外，各HBT100分別具有集電極電極112A。與集電極電極112A相對(duì)的集電極電極112B為各HBT100所共用。各集電極電極112A和集電極電極112B通過(guò)集電極布線114相連接。各發(fā)射極電極110通過(guò)發(fā)射極布線116相連接。
[0085]集電極層104與基極層106作為主要成分含有例如GaAs。此外，集電極層104與基極層106的形狀例如為長(zhǎng)方形。集電極層104與基極層106的短邊方向沿著各自的結(jié)晶方位[011]，與短邊方向正交的截面形狀為倒臺(tái)面型，與長(zhǎng)邊方向正交的截面形狀為正臺(tái)面型。同樣，子集電極層62的與集電極層104的短邊方向正交的截面形狀也為倒臺(tái)面型，與集電極層104的長(zhǎng)邊方向正交的截面形狀也為正臺(tái)面型。
[0086]各HBT100中，共用基極電極118及基極布線120。
[0087]基極布線120從與基極電極118的連接區(qū)域開始，從基極層106及集電極層104的短邊方向的端部引出至子集電極層102的外側(cè)。其結(jié)果，基極布線120跨越基極層106、集電極層104及子集電極層102各自的正臺(tái)面、即側(cè)面。
[0088]基極布線120在引出至子集電極層102的外側(cè)之后，沿著集電極層104的短邊方向延伸。然后，作為延伸目的地的基極布線120的另一個(gè)端部經(jīng)由未圖示的基極收集布線與金屬焊盤等相連接。
[0089]以上，根據(jù)本實(shí)施方式4所涉及的半導(dǎo)體裝置90，由于使各HBT100的基極電極118及基極布線120共用化，因此抑制了基極層106與集電極層104的接觸區(qū)域的擴(kuò)大，抑制基極/集電極電容的增加，能實(shí)現(xiàn)將供電位置的平衡也考慮在內(nèi)的布局。由此，例如能使半導(dǎo)體裝置90小型化。
[0090](實(shí)施方式5)
接著，對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式5所涉及的半導(dǎo)體裝置進(jìn)行說(shuō)明。
[0091]圖9是本發(fā)明實(shí)施方式5所涉及的半導(dǎo)體裝置120的俯視圖。
[0092]如圖9所示，半導(dǎo)體裝置120是RF功率放大器模塊。在該半導(dǎo)體裝置120中，具有至少一個(gè)實(shí)施方式I所說(shuō)明的HBT10，并將用作為功率放大器。
[0093]半導(dǎo)體裝置120除了 HBTlO以外，還具有HBTlO的輸入側(cè)的匹配電路區(qū)域122、HBTlO的輸出側(cè)的匹配電路區(qū)域124、以及控制芯片126。
[0094]以上，本實(shí)施方式5所涉及的半導(dǎo)體裝置120中，通過(guò)將HBTlO用作為功率放大器，能使RF功率放大器模塊小型化。
[0095](變形例)
此外，上述實(shí)施方式I?實(shí)施方式5用于使本發(fā)明變得容易理解，并非用于對(duì)本發(fā)明進(jìn)行限定性解釋。本發(fā)明能在不脫離其技術(shù)思想的情況下進(jìn)行改變/改良，本發(fā)明還包含與其等同的內(nèi)容。
[0096]例如，可以省略子集電極層14。同樣，也可以省略發(fā)射極電極26。
[0097]在不使用化合物半導(dǎo)體基板12，而使用以Si為主要成分的半導(dǎo)體基板作為基板的情況下，可以在基板與子集電極層14之間插入一層以上的緩沖層。
[0098]如圖10所示，在圖5所示的結(jié)構(gòu)中，也可以在化合物半導(dǎo)體基板12與子集電極層14之間添加源極/柵極的歐姆接觸層132和FET部溝道層134，構(gòu)成BiFET130。
[0099]對(duì)基極布線42的第二部分42B相對(duì)于集電極層16的短邊方向的端部?jī)A斜地筆直引出的情況進(jìn)行了說(shuō)明，但第二部分42B也可以為梯形，上底與第一部分42A相連，下底與第三部分42C相連。在該情況下，隨著靠近引出目的地，基極布線42的寬度增大。
[0100]集電極電極18不一定需要位于兩側(cè)，也可以僅在一側(cè)具有集電極電極18。標(biāo)號(hào)說(shuō)明
[0101]10、40、100 HBT (雙極晶體管)
12 化合物半導(dǎo)體基板(基板)
14、62、102 子集電極層 16、64、104 集電極層 18、66、112A、112B 集電極電極 20、68、106 基極層
22、70、118 基極電極 22B、42、80、120 基極布線 50,90,120 半導(dǎo)體裝置 80 基極布線
【權(quán)利要求】
1.一種雙極晶體管，其特征在于，包括: 俯視時(shí)具有長(zhǎng)邊方向及短邊方向的集電極層，所述集電極層的所述短邊方向沿著結(jié)晶方位[011]，且與所述短邊方向正交的截面形狀為倒臺(tái)面型，與所述長(zhǎng)邊方向正交的截面形狀為正臺(tái)面型； 形成于所述集電極層上的基極層； 形成于所述基極層上的基極電極；以及 與所述基極電極相連接、俯視時(shí)從所述集電極層的所述短邊方向的端部向所述集電極層的外部引出的基極布線。
2.如權(quán)利要求1所述的雙極晶體管，其特征在于， 所述基極布線俯視時(shí)相對(duì)于所述集電極層的短邊方向傾斜地引出。
3.如權(quán)利要求1或2所述的雙極晶體管，其特征在于， 所述基極層俯視時(shí)具有長(zhǎng)邊方向及短邊方向，且與所述集電極層具有相同的結(jié)晶方位，所述基極層的所述短邊方向沿著所述結(jié)晶方位[011]，與所述基極層的所述短邊方向正交的截面的形狀為倒臺(tái)面型，與所述基極層的所述長(zhǎng)邊方向正交的截面的形狀為正臺(tái)面型。
4.如權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的雙極晶體管，其特征在于， 還具有形成于基板與所述集電極層之間、與所述集電極層具有相同的結(jié)晶方位的子集電極層，所述子集電極層的與所述集電極層的所述短邊方向正交的截面形狀為倒臺(tái)面型，與所述集電極層的所述長(zhǎng)邊方向正交的截面形狀為正臺(tái)面型。
5.如權(quán)利要求4所述的雙極晶體管，其特征在于， 所述基板是GaAs基板。
6.一種半導(dǎo)體裝置，其特征在于， 該半導(dǎo)體裝置具有權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的雙極晶體管即第一雙極晶體管、以及第二雙極晶體管，該第二雙極晶體管包括:俯視時(shí)具有長(zhǎng)邊方向及短邊方向的集電極層，所述集電極層的所述長(zhǎng)邊方向沿著結(jié)晶方位[011]，且與所述短邊方向正交的截面形狀為倒臺(tái)面型，與所述長(zhǎng)邊方向正交的截面形狀為正臺(tái)面型；形成于所述集電極層上的基極層；形成于所述基極層上的基極電極；以及與所述基極電極相連接、俯視時(shí)從所述集電極層的所述長(zhǎng)邊方向的端部向所述集電極層的外部引出的基極布線。
7.一種雙極晶體管的制造方法，其特征在于，包括如下工序: 在基板上形成集電極層及基極層的工序； 對(duì)所述集電極層和所述基極層進(jìn)行濕法蝕刻，使得俯視時(shí)所述集電極層的短邊方向沿著所述集電極層的結(jié)晶方位[011]的工序； 在所述基極層上形成基極電極的工序；以及 利用物理氣相蒸鍍法形成基極布線的工序，該基極布線與所述基極電極相連接，且俯視時(shí)從位于所述集電極層的短邊方向的所述集電極層的端部向所述集電極層的外部引出。
【文檔編號(hào)】H01L29/417GK104347406SQ201410369333
【公開日】2015年2月11日 申請(qǐng)日期:2014年7月30日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月31日
【發(fā)明者】佐佐木健次 申請(qǐng)人:株式會(huì)社村田制作所