申请/专利权人：株式会社村田制作所

申请日：2017-06-28

公开（公告）日：2021-04-27

公开（公告）号：CN107706236B

主分类号：H01L29/737(20060101)

分类号：H01L29/737(20060101);H01L29/08(20060101)

优先权：["20160808 JP 2016-155800"]

专利状态码：有效-授权

法律状态：2021.04.27#授权;2018.03.16#实质审查的生效;2018.02.16#公开

摘要：本发明提供一种异质结双极型晶体管，能够维持控制稳定性同时降低基极‑集电极间电容的集电极电压依存性。所述异质结双极型晶体管HBT具备：具有对置的第一主面和第二主面的半导体基板、依次层叠于半导体基板的第一主面侧的集电极层、基极层、以及发射极层，集电极层包括分散有多个金属原子耦合而形成的金属微粒的第一半导体层。

主权项：1.一种异质结双极型晶体管，其具备：具有对置的第一主面和第二主面的半导体基板、依次层叠于上述半导体基板的上述第一主面侧的集电极层、基极层、以及发射极层，上述集电极层包括第一半导体层，在该第一半导体层分散有多个金属原子耦合而形成的金属微粒。

全文数据：异质结双极型晶体管技术领域[0001]本发明涉及异质结双极型晶体管。背景技术[0002]在便携式电话等移动体通信机中，为了放大向基站发送的无线频率RF:Radi〇Frequency信号的功率，广泛使用异质结双极型晶体管HBT:Heterojuncti〇nBip〇larTransistoroHBT中，在高频的RF信号的放大时，基极-集电极间电容对应于集电极电压的变动而变动，从而有时失真特性恶化。因此，为了改善失真特性，要求相对于集电极电压的变动而基极-集电极间电容的变动较小（g卩，基极-集电极间电容的集电极电压依存性较低）。例如，专利文献1中公开了一种通过研究集电极层的掺杂分布来降低基极-集电极间电容的集电极电压依存性的HBT。[0003]专利文献1:国际公开第2015005037号[0004]专利文献1所公开的HBT中，由于根据复杂的掺杂分布来形成集电极层，所以集电极层的制造时的掺杂工序变得复杂，从而有缺乏控制稳定性、量产时成品率降低的问题。发明内容[0005]本发明是鉴于这样的事情而完成的，其目的在于提供维持控制稳定性、同时降低基极-集电极间电容的集电极电压依存性的HBT。[0006]为了实现这样的目的，本发明的一个方案的HBT具备:具有对置的第一主面和第二主面的半导体基板、依次层叠于半导体基板的第一主面侧的集电极层、基极层、以及发射极层，集电极层包括第一半导体层，在该第一半导体层分散有多个金属原子親合而形成的金属微粒。[0007]根据本发明，能够提供维持控制稳定性、同时降低基极-集电极间电容的集电极电压依存性的HBT。附图说明[0008]图1是本发明的第一实施方式的HBT100A的剖视图。[0009]图2A是使用了普通的HBT的功率放大电路的电路图的一个例子。[0010]图2B是^出普通的HBT的集电极电压Vc与集电极电流Ic的关系的曲线图。[0011]图2C是示出普通的HBT的集电极层中的耗尽层扩展的形态的示意图。[0012]图3是不出普通的HBT的基极-集电极间电压Vbc与基极-集电极间电容Cbc的关系的模拟结果的曲线图。[0013]图4A是分散有As微粒的GaAs的透射式电子显微镜照片。[00M]图4B是分散有As微粒的GaAs的透射式电子显微镜照片的放大图。[0015]图5A是一个As微粒以及其周边区域的示意图。[0016]图5B是多个As微粒以及其周边区域的示意图。[0017]图6是本发明的第一实施方式的变形例的HBT100B的剖视图。[0018]图7是本发明的第一实施方式的其它变形例的HBT100C的剖视图。[0019]图8是本发明的第一实施方式的其它变形例的HBT100D的局部剖视图。[0020]图9A是示出本发明的第一实施方式的其它变形例的HBT100C的制造方法的顺序的图。[0021]图9B是示出本发明的第一实施方式的其它变形例的HBT100C的制造方法的顺序的图。[0022]图9C是示出本发明的第一实施方式的其它变形例的HBT100C的制造方法的顺序的图。[0023]图9D是示出本发明的第一实施方式的其它变形例的HBT100C的制造方法的顺序的图。[0024]图9E是示出本发明的第一实施方式的其它变形例的HBT100C的制造方法的顺序的图。[0025]图9F是示出本发明的第一实施方式的其它变形例的HBT100C的制造方法的顺序的图。[0026]图9G是示出本发明的第一实施方式的其它变形例的HBT100C的制造方法的顺序的图。[0027]图9H是示出本发明的第一实施方式的其它变形例的HBT100C的制造方法的顺序的图。[0028]图91是示出本发明的第一实施方式的其它变形例的HBT100C的制造方法的顺序的图。[0029]图10是示出本发明的第一实施方式的其它变形例的HBT100C的制造时的基板温度的曲线图。[0030]图11是本发明的第二实施方式的HBT100E的剖视图。[0031]图12是本发明的第二实施方式的变形例的HBT100F的剖视图。[0032]图13是本发明的第二实施方式的其它变形例的HBT100G的剖视图。[0033]图14A是示出本发明的第二实施方式的其它变形例的HBT100G的制造方法的顺序的图。[0034]图14B是示出本发明的第二实施方式的其它变形例的HBT100G的制造方法的顺序的图。[0035]图14C是示出本发明的第二实施方式的其它变形例的HBT100G的制造方法的顺序的图。[0036]图14D是示出本发明的第二实施方式的其它变形例的HBT100G的制造方法的顺序的图。[0037]图14E是示出本发明的第二实施方式的其它变形例的HBT100G的制造方法的顺序的图。[0038]图14F是示出本发明的第二实施方式的其它变形例的HBT100G的制造方法的顺序的图。[0039]图14G是示出本发明的第二实施方式的其它变形例的HBT100G的制造方法的顺序的图。[0040]图14H是示出本发明的第二实施方式的其它变形例的HBTi00G的制造方法的顺序的图。[0041]图141是示出本发明的第二实施方式的其它变形例的HBTi〇〇G的制造方法的顺序的图。[0042]图14J是示出本发明的第二实施方式的其它变形例的HBT100G的制造方法的顺序的图。[0043]图14K是示出本发明的第二实施方式的其它变形例的HBT1〇〇G的制造方法的顺序的图。[0044]图14L是示出本发明的第二实施方式的其它变形例的HBT100G的制造方法的顺序的图。具体实施方式[0045]以下，参照附图对本发明的实施方式进行详细说明。此外，对相同的要件标注相同的附图标记，并省略重复的说明。[0046]首先，参照图1〜图5B，对本发明的第一实施方式的HBT进行说明。图i是本发明的第一实施方式的HBT100A的剖视图。HBT100A形成于半导体基板丨上，包括子集电极层2、集电极层3、基极层4、发射极层5、接触层6、7、电极、以及布线等。[0047]半导体基板1例如由GaAs构成，具有平行于y轴的宽度方向、平行于x轴的纵深方向、以及平行于Z轴的厚度方向。并且，半导体基板1具有平行于xy平面且对置的第一主面Z轴正方向侧）以及第二主面Z轴负方向侧）。半导体基板丨的材料并不限定于GaAs，也可以是Si、InP、SiC、Ga^。[0048]在半导体基板1的第一主面侧，依次在Z轴正方向上层叠有子集电极层2、集电极层3、基极层4、发射极层5、接触层6、以及接触层7的各层。此外，以下所示的材料、掺杂浓度、以及膜厚等是示例，并不限定于此。[0049]子集电极层2形成于半导体基板1上。子集电极层2的材料没有特别限定，例如可以举出具有结晶构造的材料。子集电极层2和集电极层3—起作为集电极发挥功能。[0050]集电极层3第一半导体层形成于子集电极层2上。集电极层3的材料没有特别限定，例如可以举出具有结晶构造的材料。在本实施方式中，子集电极层2以及集电极层3例如包含GaAs作为主成分。[0051]此外，子集电极层以及集电极层可以是n型半导体也可以是p型半导体。在子集电极层以及集电极层是n型半导体的情况下，HBT为npn晶体管。并且，在子集电极层以及集电极层是P型半导体的情况下，J1BT为pnp晶体管。其中，由于对于GaAs而言，霍尔迁移率比电子迁移率低（电子迁移率为0•85m2Vs左右，霍尔迁移率为〇•〇4m2Vs左右。），所以从与pnp晶体管相比频率特性更好的观点看，优选为npn晶体管。此外，为了使半导体层为n型，掺杂s、s、36、16、3]1等掺杂剂，并且为了使之为卩型，掺杂]、1%、]36、211等掺杂剂。在本实施方式中，子集电极层2是n型半导体，集电极层3是非掺杂层。具体而言，例如，子集电极层2的沿掺杂浓度为5X1018cnf3,膜厚为600nm，集电极层3的膜厚为l.Oum。此夕卜，集电极层3也可以是将n型掺杂原子例如，Si等掺杂成掺杂浓度1X1017cm3以下的n型半导体。在下文中详细说明集电极层3的结构。[0052]基极层4形成于集电极层3上。基极层4的材料没有特别限定，例如可以是GaAs、AlGaAs、InGaAs、GaAsSb、GaAsPBi、GaInNAs、GaAsBi、GaAsN、GaAsBiN等材料，并且也可以是将它们组合后的多层基极构造、或者组成梯度基极构造、又或者掺杂浓度梯度基极构造等。在本实施方式中，基极层4例如与子集电极层2以及集电极层3相同地包含GaAs作为主成分。[0053]并且，作为基极层4的主成分的GaAs可以是n型半导体，也可以是p型半导体。在本实施方式中，由于子集电极层2是n型半导体，所以基极层4的GaAs是p型半导体。基极层4的C惨杂浓度为5Xl〇19cnf3,膜厚为96nm。[0054]发射极层5形成于基极层4上。若发射极层5的材料是半导体则没有特别限定，例如也可以是InGaP、AlGaAs等材料。在本实施方式中，由于发射极层5与基极层4形成为异质结，所以优选由以与基极层4的主成分晶格匹配的材料作为主成分的半导体来构成。在本实施方式中，发射极层5例如是包含InGaP作为主成分的n型半导体，InP摩尔比为〇.48，Si掺杂浓度为4Xl〇17cnr3，膜厚为35nm。[0055]在发射极层5上的一部分形成有接触层6、7。接触层6例如是包含GaAs作为主成分的n型半导体，Si掺杂浓度为5xi〇18cm_3,膜厚为5〇nm。接触层7例如是包含InGaAs作为主成分的n型半导体，InA^尔比为〇.5，Si掺杂浓度为110i9cm-3,膜厚为5〇nm。此外，HBT1〇〇A也可以不具备接触层6、7中任一个，并且也可以具备与这些接触层不同的半导体层。[0056]集电极电极8在子集电极层2上隔着集电极层3而分别一对地形成于子集电极层2的宽度方向（Y轴方向）的两侧。此外，集电极电极8也可以在子集电极层2上形成于集电极层3的任意一侧。集电极电极8的材料没有特别限定，例如是AuGeNiAl^。本实施方式中，集电极电极8是AuGe膜厚为60nmNi膜厚为l〇nmAu膜厚为200nm。此外，7”表示层叠构造。例如，“AuGeNi”示出在AuGe上层叠有Ni的构造。以下的说明中也相同。[0057]基极电极9形成于基极层4上。基极电极9的材料没有特别限定，例如是TiPtAu等。本实施方式中，基极电极9是Ti膜厚为50nmPt膜厚为50nmAu膜厚为200nm。[0058]发射极电极10形成于接触层7上。发射极电极10的材料没有特别限定，例如是MoTiPtAu、WSi、AuGeNiAu等。本实施方式中，发射极电极10是M〇膜厚为l〇nmTi膜厚为5nmPt膜厚为3〇nmAu膜厚为200nm。[0059]集电极布线11、基极布线12、以及发射极布线13分别形成于集电极电极8、基极电极9、以及发射极电极10上。[0060]此处，在说明集电极层3之前，参照图2A〜2C以及图3，对HBT的基极-集电极间电容Cbc的集电极电压依存性进行说明。图2A是使用了普通的HBT的功率放大电路的电路图的一个例子，图2B是示出普通的HBT的集电极电压Vc与集电极电流Ic的关系的曲线图，图2C是示出普通的HBT的集电极层中的耗尽层扩展的形态的示意图。此外，在图2B所示的曲线图中，纵轴示出集电极电流IcmA，横轴示出集电极电压VcV，该曲线图示出使基极电流变化的情况下的Vc—Ic特性。[0061]图2A所示的功率放大电路2〇〇具备高频信号源201、电容器202、203、电感器204、205、HBT206、负载电阻207、基极偏置电源208、以及集电极偏置电源209。在功率放大电路200中，从高频信号源201输出的RF信号通过电容器202而被供给至发射极接地的HBT206的基极。HBT206从集电极输出将RF信号放大后的放大信号。此处，如图2B所示，HBT206的集电极电压Vc以及集电极电流Ic采取由负载电阻207决定的负荷线230上的动作点。对该动作点处的集电极层的构造进行说明。[0062]图2C示出作为HBT206的动作点的一个例子的动作点232、234参照图2B处的集电极层的耗尽层扩展的形态。具体而言，示意图240示出图2B所示的动作点232处的集电极层中的耗尽层242的扩展，示意图250示出图2B所示的动作点234处的集电极层中的耗尽层252的扩展。动作点232处，由于集电极电压Vc较低参照图2©，所以施加于基极-集电极结（即，pn结）的反向偏置较小，从而集电极层中的耗尽层宽度244较窄。另一方面，动作点234处，由于集电极电压Vc较高参照图2B，所以施加于基极-集电极结（S卩，pn结）的反向偏置较大，从而集电极层中的耗尽层宽度254较宽。这样，在普通的HBT中，集电极层中的耗尽层宽度对应于集电极电压Vc的变动而变动。[0063]接下来，对该耗尽层宽度与基极-集电极间电容的关系进行说明。将e作为集电极层的材料的相对介电常数，将£〇作为真空的介电常数，将S作为基极-集电极结面积，将W作为集电极层中的耗尽层宽度。在基极层的掺杂浓度充分比集电极层的掺杂浓度高的情况下，基极-集电极间电容Cbc近似地由下述的式⑴来表示。[0064]Cbc=eXe〇XSff1[0065]根据式（1，可知:若集电极层中的耗尽层宽度W变窄，则基极-集电极间电容Cbc变大，若集电极层中的耗尽层宽度W变宽，则基极-集电极间电容Cbc变小。[0066]综上所述，集电极层中的耗尽层宽度W对应于集电极电压的变动而变动，基极-集电极间电容Cbc的电容值也对应于该耗尽层宽度W的变动而变动。具体而言，若集电极电压变高，则基极-集电极间电容Cbc减少，若集电极电压变低，则基极-集电极间电容Cbc增加。根据上述的原理，产生基极-集电极间电容Cbc的集电极电压依存性。[0067]图3是示出普通的HBT的基极-集电极间电压Vbc与基极-集电极间电容Cbc的关系的模拟结果的曲线图。本模拟中，在普通的HBT中由层叠的子集电极层、集电极层、以及基极层构成的构造（S卩，与pn结的二极管相同的构造。）中，设为对子集电极层与基极层之间施加电压。图3所示的曲线图中，纵轴示出基极-集电极间电容CbcFcm2，横轴示出基极-集电极间电压VbcV。此外，将子集电极层设为由GaAs构成的n型半导体（Si掺杂浓度为5X1018cm3,膜厚为600nm，将集电极层设为由GaAs构成的n型半导体膜厚为l.〇um，将基极层设为由GaAs构成的p型半导体C掺杂浓度为5Xl〇19cnf3,膜厚为96nm，并将集电极层的Si掺杂浓度设为lX1016cm-3、5X1015cm-3、1父1015^3、5\1014〇11-3。并且，将掺杂原子的活性化率即，自由电子浓度与掺杂浓度之比设为1。[0068]根据图3可知:集电极层的掺杂浓度越低，基极-集电极间电容Cbc的电压依存性越小。并且，可知:尤其在集电极层的掺杂浓度为1Xl〇16cnf3或者5Xl〇15cm_3的情况下，基极-集电极间电压Vbc变高，并且基极-集电极间电容Cbc极端地增大，从而基极-集电极间电容Cbc的集电极电压依存性较高。因此，可以说若将集电极层的掺杂浓度设为lxl〇i5cm_3以下，则能够使基极-集电极间电容Cbc的集电极电压依存性减少。但是，在集电极层的制造工序例如，基于外延生长的结晶形成工序）中，由于产生来自形成环境气的杂质的进入，所以难以以使集电极层的渗杂浓度为1Xl〇15cra3以下的方式进行杂质控制。关于这一点，下文中对本发明中的集电极层3的结构进行详细说明。[0069]本实施方式中，将分散有金属微粒的GaAs用作集电极层。此处，本说明书中的“金属”并不仅仅是金属元素，还包括非金属元素中具有类似金属的性质的元素所谓的半金属元素）。半金属元素是示出金属性的电传导的元素，例如有硼⑻、硅Si、锗Ge、砷As、锑Sb、碲Te等。并且，本说明书中的“微粒”是指多个原子耦合而形成的微粒，不包括原子单体。在以下的说明中，作为金属微粒的一个例子，使用多个As原子耦合而形成的As微粒来进行说明。[0070]图4A以及图4B是分散有As微粒的GaAs的透射式电子显微镜照片，图4B是图4A所示的区域400的放大图。如图4A以及图4B所示，在GaAs矩阵402内分散地存在As微粒404〇As微粒404的大小例如直径为18〜22nm左右。[0071]图5A是一个As微粒以及其周边区域的示意图，图5B是多个As微粒以及其周边区域的示意图。如图5A所示，在GaAs矩阵501存在有As微粒502。此处，As微粒502具有类似金属的性质，从而GaAs矩阵501与As微粒502的界面成为肖特基结5〇3,在该界面的周围产生耗尽层504。并且，如图5B所示，当在GaAs内分散地存在多个As微粒502的情况下，在各个As微粒502的周围产生的耗尽层504重合，从而GaAs整体耗尽化。因此，通过将分散有As微粒的GaAs用作集电极层，能够与施加于基极-集电极结的反向偏置的大小无关地扩展耗尽层宽度。[0072]^电极层中的耗尽层例如形成为到达直至子集电极层。此处，在子集电极层的掺杂浓度较高的本实施方式中为5Xl〇18cnf3左右情况下，即使施加于基极-集电极结的反向偏置增加，到达子集电极层的耗尽层也几乎不会扩展超过子集电极层。即，集电极层能够与集电极电压的大小无关地维持芫全耗尽化。综上所述，通过将分散有As微粒的GaAs用作集电极层，即使集电极层的掺杂浓度是较高浓度例如，IX1016cnf3左右以上），也能够使集电极层中的耗尽层宽度的集电极电压依存性减少。因此，能够使基极-集电极间电容〇^的集电极电压依存性减少。[0073]根据上述的结构，HBT100A不用如专利文献1所示地根据复杂的掺杂分布来形成集电极层，就能够使基极-集电极间电容Cbc的集电极电压依存性减少。即，能够提供维持HBT的量产时的控制稳定性、提高成品率、同时降低基极-集电极间电容的集电极电压依存性的HBT〇[0074]图6是本发明的第一实施方式的变形例的HBT100B的剖视图。HBT100B与图1所示的HBTlOOAKfe，集电极层3包括％—集电极层3a以及第二集电极层3b。此外，第一集电极层3a与图1所示的集电极层3相同，从而省略详细说明。[0075]第二集电极层3b第二半导体层）形成于第一集电极层3a第一半导体层）与基极层4之间。第二集电极层：3b的材料没有特别限定，例如是包含GaAs作为主成分的n型半导体，Si掺杂浓度为7X1017c„f3,膜厚为l〇nm。第二集电极层3b即使在未被施加偏置电压的状态下，也因在基极-集电极结的区域产生的内建电势（内置电位而耗尽化。此外，第二集电极层3b的掺杂浓度也可以比第一集电极层3a的掺杂浓度高。并且，第二集电极层3b的膜厚也可以比基极层4的膜厚薄。[0076]本实施方式中，通过在第一集电极层3a与基极层4之间插入第二集电极层3b，来抑制伴随电流密度的增大而向集电极层3侧挤出集电极层3与基极层4的结部分的空间电荷区域的、所谓克尔克Kirk效应。因此，抑制功率放大率的降低、或者截止频率的降低等HBT的高频特性的劣化。[0077]这样的结构中，HBT100B也能够得到与HBT100A相同的效果。并且，HBT100B通过具命弟一果电攸辰北，来抑制克小克效应，从而抑制高频特性的劣化。[0078]图7是本发明的第一实施方式的其它变形例的HBT1〇〇c的剖视图。HBT1〇〇c与图6所示的HBI100B比较，集电极层3在第一集电极层如与第二集电极层此之间包括阻挡层3c。[0079]阻挡层3c第三半导体层形成于第一集电极层3a第一半导体层与第二集电极层3b第二半导体层之间。阻挡层3c的材料没有特别限定，例如是包含A1GaAs作为主成分的非掺杂层，AlAs摩尔比为0.3,膜厚为3〇nm。并且，阻挡层3〇的膜厚也可以比基极层4的膜厚薄。[0080]第一集电极层3a可能会包括较多点缺陷。若该点缺陷通过HBT的通电动作而扩散直至基极层4,则基极层4中的电子与空穴的再耦合增加，从而有时导致电流增益的降低、HBT的可靠性的降低。关于这一点，在本实施方式中，通过在第一集电极层加与基极层4之间插入阻挡层3c，防止点缺陷扩散直至基极层4。因此，抑制电流增益的降低、HBT的可靠性的降低。此外，为了提高防止该点缺陷的扩散的效果，阻挡层3C的AlAs摩尔比优选为0.3以上。[0081]这样的结构中，HBT100C也能够得到与HBT100B相同的效果。并且，与HBT100A、100B相比，在HBT100C中，抑制电流增益的降低，从而提高冊了的可靠性。此外，HBT1〇〇^^阻挡层3c也可以形成于第二集电极层3b之上Z轴正方向侧），并且也可以不具备第二集电极层3b。[0082]图8是本发明的第一实施方式的其它变形例的HBT100D的局部剖视图。HBT100D与图7所示的HBH00C比较，阻挡层3c形成为分级构造。[0083]阻挡层3c包括多个阻挡层3d、3e。具体而言，阻挡层3d、3e分别交替地层叠从而形成超晶格。阻挡层3d、3e的材料没有特别限定，例如阻挡层3d是包含AlGaAs作为主成分的非掺杂层AlAs摩尔比为0•3，膜厚为5nm，阻挡层3e是包含GaAs作为主成分的非掺杂层膜厚为5nm。此外，阻挡层3d的AlAs摩尔比优选为〇.3以上。并且，各阻挡层3d、3e的个数没有特别限定。[0084]这样的结构中，HBT100D也能够得到与HBT100B相同的效果。并且，HBT100D与HBT100C相同，通过在第一集电极层3a与基极层4之间插入阻挡层3c，来防止点缺陷向基极层4扩散。因此，抑制电流增益的降低，从而提高HBT的可靠性。此外，HBT100D的阻挡层3c也可以形成于第二集电极层3b上Z轴正方向侧），并且也可以不具备第二集电极层3b。[0085]接下来，参照图9A〜91，对本发明的第一实施方式的其它变形例的HBT100C的制造方法进行说明。此处，图9A〜91是示出本发明的第一实施方式的其它变形例的HBT100C的制造方法的顺序的图。图9A〜91所示的图示出与图7中的HBT100C的剖视图相同的方向，作为一个例子，示出制造邻接的两个HBT100CHBT100C—1、HBT100C—2的情况。此外，以下的说明中，各要素的材料的详细内容与上述的说明相同，从而省略。[0086]首先，如图9A所示，在半导体基板101上，依次成膜子集电极层102、第一集电极层103a、阻挡层103c、第二集电极层l〇3b、基极层104、发射极层105、以及接触层1〇6、107,从而得到层叠部件。该层叠例如使用气源分子束外延法气源MBE法等。[0087]接下来，如图9B所示，在接触层107上的规定区域形成发射极电极110。发射极电极的形成例如能够使用光刻、蒸镀、剥离法等。[0088]接下来，如图9C所示，将规定区域中的接触层107、1〇6除去，使发射极层105的表面发射极层105的Z轴正方向的主面。以下的说明中也相同。）露出。该除去例如能够使用光刻未示出光致抗蚀剂）以及湿式蚀刻法。此外，湿式蚀刻液的组分可以设为磷酸:过氧化氢水:水二1:2:40,由此能够使蚀刻在发射极层105的表面停止。这样，发射极层105也可以具有使蚀刻停止的功能。[0089]接下来，如图9D所示，在接触层106的两侧，形成有贯通发射极层105而到达基极层104的基极电极109。基极电极的形成例如能够使用光刻、蒸镀、剥离法等。[0090]接下来，如图9E所示，将不需要的发射极层105除去，使基极层104的表面露出。该除去例如能够使用湿式蚀刻法。此外，湿式蚀刻液也可以是盐酸，由此能够使蚀刻在基极层104的表面停止。[0091]接下来，如图9F所示，将图9E中光致抗蚀剂作为掩膜，而将基极层104、第二集电极层103b、阻挡层101、以及第一集电极层103a除去，使子集电极层102的表面露出。该除去例如能够使用湿式蚀刻法。在使用湿式蚀刻法的情况下，例如可以将湿式蚀刻液的组分设为磷酸:过氧化氢水:水=1:2:40，通过时间控制来进行蚀刻。[0092]接下来，如图％所示，在子集电极层102上的规定区域形成集电极电极108。集电极电极例如通过与基极电极相同的方法来形成。[0093]接下来，如图9H所示，形成用于将两个HBT电气分离的隔离沟120。隔离沟120例如贯通子集电极层102而到达半导体基板101。隔离沟例如使用光刻以及湿式蚀刻法来形成。在使用湿式蚀刻法的情况下，例如可以将湿式蚀刻液的组分设为磷酸:过氧化氢水:水=1:2:40，通过时间控制来进行蚀刻。并且，作为两个HBT的电气分离，也可以通过离子注入等其它方法形成分离区域，来代替隔离沟。[0094]最后，如图91所示，形成将集电极电极彼此连接的集电极布线111、将基极电极彼此连接的基极布线112、以及将发射极电极彼此连接的发射极布线113。该布线例如通过与基极电极相同的方法来形成。[0095]接下来，参照图10,对当通过外延生长在半导体基板101上形成多层膜时（参照图9A的温度序列进行说明。图10是示出本发明的第一实施方式的其它变形例的HBT100C的制造时的基板温度的曲线图。图10所示的曲线图中，纵轴示出半导体基板101的设定温度°C，横轴示出时间。本实施方式中，将半导体基板101导入气源MBE装置，并对半导体基板101进行温度调整。[0096]首先，将半导体基板101加热至6〇0°C，使半导体基板101的表面的氧化物升温脱离，从而得到洁净表面（图10的S1。接下来，将半导体基板101降温至550°C，形成子集电极层102图10的S2。接下来，将半导体基板101降温至300°C，形成第一集电极层103a图10的S3。在该时刻，第一集电极层103a是低温形成的非掺杂层。接下来，将半导体基板101升温至700°C，对在S3中形成的第一集电极层103a进行退火处理（图10的S4。由此，在第一集电极层103a内析出As微粒，从而成为在GaAs内分散有As微粒的层。接下来，将半导体基板101降温至55〇°C，依次形成阻挡层103c、第二集电极层103b、基极层104、发射极层105、接触层106图10的S5。接下来，将半导体基板101降温至450°C，形成接触层107图10的S6。最后，冷却半导体基板1〇1，并将其从气源MBE装置取出。[0097]通过上述的制造方法，能够制造HBT100C。此外，HBT100C的制造方法并不限定于此。[0098]接下来，参照图11，对本发明的第二实施方式的HBT100E进行说明。图11是本发明的第二实施方式的HBT100E的剖视图。HBH00E与图1所示的HBT100A比较，如下方面不同：在半导体基板的第二主面侧Z轴负方向侧具备集电极电极以及集电极布线。此外，以下的说明中，仅对与HBHOOA的不同点进行说明，省略与HBT100A相同的结构。[00"]子集电极层2'形成于半导体基板"与集电极层3之间。当在同一半导体基板上排列形成有多个HBT的情况下，子集电极层2也可以分离地形成于每个与各HBT对应的区域参照图11。即，子集电极层2形成为与邻接于HBT100E的其它HBT所具备的子集电极层分离。[0100]集电极层3形成为在半导体基板f上对分离地形成的子集电极层Y进行覆盖。集电极层3也可以在邻接的HBT间共用。该情况下，邻接于HBT100E的其它HBT能够是与HBT100E相同的结构。集电极层3'的其它结构与图1所示的集电极层3相同，从而省略详细说明。[0101]本实施方式中，在半导体基板1的第二主面侧Z轴负方向侧形成有集电极电极8以及集电极布线I"。半导体基板I'具备从第一主面贯通至第二主面的导通孔W贯通部）（参照图11。在形成有该导通孔14的区域内，被半导体基板I'和集电极层3夹持的子集电极层2的一部分露出。集电极电极8以及集电极布线11以进入形成于半导体基板1的导通孔14的内部的方式沿半导体基板1的形状形成。由此，集电极电极8'在导通孔14内与上述的子集电极层2的露出部接触。因此，集电极层3'能够通过子集电极层2、集电极电极8'以及集电极布线I"而与HBT100E的外部电连接。[0102]这样的结构中，HBT100E也能够得到与HBT100A相同的效果。并且，在HBT100E中，集电极电极8形成于半导体基板1的第二主面侧。由此，在排列形成有多个HBT的情况下，各子集电极层的两侧不需要用于形成集电极电极的区域。因此，与HBT100A〜100D相比，芯片尺寸缩小，从而芯片成本降低。另外，HBT100E的子集电极层2分离地形成于每个HBT。并且，集电极层3完全耗尽化，从而电阻值较高。由此，邻接的HBT之间不需要用于形成隔离沟参照图91的区域。因此，根据这样的理由，与HBT100A〜100D相比，芯片尺寸也缩小，从而芯片成本降低。[0103]图12是本发明的第二实施方式的变形例的HBT100F的剖视图。HBT100F与图11所示的HBT100E比较，集电极层3包括第一集电极层3a以及第二集电极层3b、此外，第一集电极层3a以及第二集电极层31分别与图11所示的集电极层3以及图6所示的第二集电极层3b相同，从而省略详细说明。[0104]这样的结构中，HBT100F也能够得到与HBT100E相同的效果。并且，HBT100F通过具备第二集电极层3b、来抑制克尔克效应，从而抑制高频特性的劣化。[0105]图13是本发明的第二实施方式的其它变形例的HBT100G的剖视图。HBT100G与图12所示的HBT100F比较，集电极层3在第一集电极层3a与第二集电极层3V之间包括阻挡层3c\此外，阻挡层3C与图7所示的阻挡层3c相同，从而省略详细说明。[0106]这样的结构中，HBT100G也能够得到与HBT100F相同的效果。并且，与HBT100E、100F相比，在HBT100G中，抑制电流增益的降低，提高HBT的可靠性。此外，HBT100G的阻挡层3C也可以形成于第二集电极层31上Z轴正方向侧），并且也可以不具备第二集电极层3V。[0107]接下来，参照图14A〜14L，对本发明的第二实施方式的其它变形例的HBT100G的制造方法进行说明。此处，图14A〜14L是示出本发明的第二实施方式的其它变形例的HBT100G的制造方法的顺序的图。图14A〜14L所示的图示出与图13中的HBT100G的剖视图相同的方向，作为一个例子，示出制造邻接的两个HBT100GCHBT100G—1、HBT100G—2的情况。此外，以下的说明中，各要素的材料的详细内容与上述的说明相同，从而省略。并且，为便于说明，对于构成HBT100G的要素中与构成HBT100C的要素相当的要素而言，使用与在图9A〜91所示的HBT100C的制造方法的说明中使用的附图标记相同的附图标记。[0108]首先，如图14A所示，在半导体基板101上成膜子集电极层102。该层叠例如使用气源分子束外延法气源MBE法等。[0109]接下来，如图14B所示，将规定区域的子集电极层102除去，使半导体基板1〇1的表面露出。该除去例如能够使用光刻未示出光致抗蚀剂）以及湿式蚀刻法。此外，湿式蚀刻液的组分也可以设为磷酸:过氧化氢水:水=1:2:40。[0110]接下来，如图14C所示，在半导体基板101上，依次成膜第一集电极层103a、阻挡层103c、第二集电极层103b、基极层104、发射极层105、以及接触层106、107,从而得到层叠部件。该层叠例如使用气源分子束外延法气源MBE法等。[0111]接下来，如图14D〜14G所示，进行发射极电极110和基极电极109的形成、以及不需要的发射极层105的除去。它们的制造方法与图9B〜9E所示的HBT100C的制造方法相同，从而省略详细说明。[0112]接下来，如图14H所示，将图14G中的光致抗蚀剂作为掩膜，而将基极层104、第二集电极层103b、以及阻挡层103c除去，使第一集电极层103a的表面露出。该除去例如能够使用湿式蚀刻法。在使用湿式蚀刻法的情况下，例如也可以将湿式蚀刻液的组分设为磷酸:过氧化氢水:水=1:2:40，通过时间控制来进行蚀刻。[0113]接下来，如图141所示，形成将基极电极彼此连接的基极布线112、以及将发射极电极彼此连接的发射极布线113。该布线例如通过与基极电极相同的方法来形成。[0114]接下来，如图14J所示，从第二主面Z轴负方向侧的主面起研磨半导体基板101，使之薄层化。半导体基板101的厚度例如设为50mi左右。[0115]接下来，如图14K所示，形成从半导体基板101的第二主面到达子集电极层102的导通孔114。该导通孔的形成例如能够使用光刻未示出光致抗蚀剂）以及干式蚀刻法。[0116]最后，如图14L所示，在导通孔114内形成集电极电极108,之后在其上Z轴负方向侧形成将集电极电极彼此连接的集电极布线111。集电极电极以及集电极布线例如通过与基极电极相同的方法来形成。[0117]能够通过上述的制造方法来制造HBT100G。此外，HBT100G的制造方法并不限定于此。[0118]以上，对本发明的示例的实施方式进行了说明。HBH00A〜100G具备依次层叠在半导体基板1、1上的集电极层3、3\基极层4、以及发射极层5,在集电极层3、3分散有多个金属原子耦合而形成的金属微粒。由此，不用遵循复杂的掺杂分布，就能够与集电极电压无关地扩大集电极层3、3中的耗尽层宽度。因此，能够提供维持HBT的量产时的控制稳定性、同时降低基极-集电极间电容的集电极电压依存性的HBT。[0119]并且，HBT100B〜100D、100F、100G在第一集电极层3a、3a与基极层4之间还包括包含GaAs作为主成分的第二集电极层3b、3t。由此，抑制克尔克效应，从而抑制高频特性的劣化。[0120]并且，HBT100C、HBT100D、HBn00G在第一集电极层3a、3a与基极层4之间还包括包含AlGaAs作为主成分的阻挡层Sc、3^。由此，防止第一集电极层:3a、3〆所包括的点缺陷扩散直至基极层4。因此，抑制电流增益的降低、HBT的可靠性的降低。^[0121]并且，HBT100E〜HBT100G的集电极电极8形成于半导体基板r的第二主面侧。由此，在排列形成有多个HBT的情况下，各子集电极层的两侧不需要用于形成集电极电极的区域。因此，与HBI100A〜100D相比，芯片尺寸缩小，从而芯片成本降低。[0122]并且，HBT100E〜HBT100G形成为与子集电极层2所邻接的HBT的子集电极层分离。并且，集电极层3在邻接的HBT之间共用。由此，邻接的HBT之间不需要用于形成隔离沟的区域。因此，与HBT100A〜100D相比，芯片尺寸缩小，从而芯片成本降低。[0123]并且，HBT100E〜HBT100G通过在半导体基板1'形成导通孔14、并在该导通孔14的内部形成集电极电极8来与子集电极层2接触。此外，半导体基板广以及集电极电极8的结构并不限定于此。[0124]并且，第一集电极层3a、3a所包含的金属微粒的材料没有特别限定，例如也可以包含As作为主成分。[0125]并且，各半导体层的材料没有特别限定，第一集电极层3a、3a例如可以包含GaAs作为主成分，发射极层5例如可以包含InGaP或者AlGaAs中任一方作为主成分，基极层4例如可以包含GaAs、InGaAs、或者GaAsSb中任一方作为主成分，并且半导体基板1、1例如可以包含GaAs作为主成分。[0126]以上说明的各实施方式用于使本发明的理解变得容易，并非用于限定地解释本发明。本发明在不脱离其主旨的范围内，能够进行变更或者改进，并且本发明也包括其等效物。即，对于本领域技术人员对各实施方式适当地施加设计变更后的方式而言，只要具备本发明的特征，就被包括在本发明的范围内。例如，各实施方式所具备的各要素以及其配置、材料、条件、形状、尺寸等并非限定于示例，能够适当地变更。并且，各实施方式所具备的各要素能够在技术方面尽可能组合，它们的组合只要包含本发明的特征，就被包括在本发明的范围内。[0127]附图标记的说明[0128]1、1、101〜半导体基板；2、2、102‘..子集电极层；3、3".集电极层；3、3、103a…第一集电极层；3b、3b，、103b…第二集电极层；3〇、3，、31、3£5、103〇…阻挡层；4、104…基极层;5、105…发射极层;6、7、106、107…接触层;8、8'1〇8…集电极电极;9、109〜基极电极；10、110...发射极电极；lKll'lll...集电极布线；12、112…基极布线；13、113-发射极布线；14、114••.导通孔;100A〜100G…HBT;120…隔离沟;200…功率放大电路;201…高频信号源；202、203…电容器;204、205…电感器;207•••负载电阻；208…基极偏置电源；2〇9…集电极偏置电源；242、252、50令"耗尽层；402、50卜必六8矩阵；4〇4、5〇2..士微粒；5〇3…肖特基结。

权利要求：1.一种异质结双极型晶体管，其具备：具有对置的第一主面和第二主面的半导体基板、依次层叠于上述半导体基板的上述第一主面侧的集电极层、基极层、以及发射极层，上述集电极层包括第一半导体层，在该第一半导体层分散有多个金属原子耦合而形成的金属微粒。2.根据权利要求1所述的异质结双极型晶体管，其中，上述集电极层在上述第一半导体层与上述基极层之间还包括第二半导体层，上述第二半导体层包含GaAs作为主成分。3.根据权利要求1或2所述的异质结双极型晶体管，其中，上述集电极层在上述第一半导体层与上述基极层之间还包括第三半导体层，上述第三半导体层包含AlGaAs作为主成分。4.根据权利要求1〜3中任一项所述的异质结双极型晶体管，其中，上述异质结双极型晶体管在上述半导体基板的上述第二主面侧还具备集电极电极。5.根据权利要求4所述的异质结双极型晶体管，其中，上述异质结双极型晶体管在上述半导体基板与上述集电极层之间还具备子集电极层，上述子集电极层形成为与邻接于上述异质结双极型晶体管形成的其它异质结双极型晶体管所具备的子集电极层分离，上述其它异质结双极型晶体管在上述集电极层上具备依次层叠于上述半导体基板的上述第一主面侧的基极层以及发射极层。6.根据权利要求5所述的异质结双极型晶体管，其中，上述半导体基板包括从上述第一主面贯通至上述第二主面的贯通部，上述集电极电极通过形成在上述半导体基板的上述贯通部的内部来与上述异质结双极型晶体管的上述子集电极层接触。7.根据权利要求1〜6中任一项所述的异质结双极型晶体管，其中，上述金属微粒包含As作为主成分。8.根据权利要求1〜7中任一项所述的异质结双极型晶体管，其中，上述第一半导体层包含GaAs作为主成分。9.根据权利要求1〜8中任一项所述的异质结双极型晶体管，其中，上述发射极层包含InGaP或者AlGaAs中任一方作为主成分。10.根据权利要求1〜9中任一项所述的异质结双极型晶体管，其中，上述基极层包含GaAs、InGaAs、或者GaAsSb中任一方作为主成分。11.根据权利要求1〜10中任一项所述的异质结双极型晶体管，其中，上述半导体基板包含GaAs作为主成分。

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