メサ側面再結合電流抑性による極微細GaInAs/InP HBTの超高速化

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 11555092
• Research Institution: Tokyo Institute of Technology
• Principal Investigator: 宮本 恭幸 東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 助教授 (40209953)
• Keywords: GalnAs / InP HBT / ヘテロ接合バイポーラトランジスタ / エミッタ微細化 / 電子ビーム露光 / アンダーカットエッチング抑制 / メサ側面形成

Research Abstract

本年度は以下の実績を得た。
1.ドライ/ウェットエッチング併用で形成した微細エミッタ構造を持つHBTの側面再結合電流評価
昨年度作製を確立したドライ/ウェットエッチング併用で形成した微細エミッタを持つHBTにおいて、電流利得のサイズ依存性を調べ、さらに過去に作製したウェットエッチングのみで形成したHBTのサイズ依存性と比較した。塩酸・酢酸混合エッチャントにより010結晶面をエミッタ側面に持つHBTでは、ドライ/ウェットエッチング併用で形成した場合でも、ウェットエッチングと同等以上の電流特性が得られ、100nm幅のエミッタでの電流利得は回路応用が充分可能な50を越えている。以上のことから、微細エミッタでも優れた電流特性が得られることを示した。
2.金属細線をコレクタに持つ微細エミッタ高速HBTの作製
微細エミッタ構造は、ベースコレクタ容量の低減法と組み合わせるとベースコレクタ容量の低減が可能とし、HBTの高速化を可能とする。そこで、半導体中に埋め込んだ金属細線をコレクタとするベースコレクタ容量低減法をサブミクロン幅のエミッタを持つHBTに組み込んだ。その結果、エミッタ幅0.3μm、長さ1.5μmの素子において、0.1fF以下という、世界最小のベースコレクタ容量を確認すると共に、最大発振周波数f_<max>が200GHzに達することを実証した。現時点でもデバイス特性は、電極抵抗などの真性デバイス部以外の部分で大きく律速されており、今後他機関ですでに実証されている配線技術などを取り入れれば、さらに高速化が可能であることを示した。

Research Products

• [Publications] T.Arai: "Reduction of Base-Collector Capacitance in Submicron InP/GaInAs Heterojunction Bipolar Transistors with Buried Tungsten Wires"Jpn. J. Appl. Phys.. 40. L735-L737 (2001)
• [Publications] T.Arai: "InP DHBT with 0.5μm Wide Emitter along(3C)16<010(3E)16 Direction toward BM-HBT with Narrow Emitter"Trans. IECE of Japan. E84-C. 1394-1398 (2001)
• [Publications] T.Morita: "Fabrication of InP/GaInAs Double Heterojunction Bipolar Transistors with 0.1-μm-Wide Emitter"Jpn. J. Appl. Phys.. 41. L121-L123 (2002)
• [Publications] 宮本恭幸: "InP系ヘテロ接合バイポーラトランジスタの高速化技術"応用物理. 71. 285-294 (2002)
• [Publications] T.Arai: "Submicron Buried Metal Heterojunction Bipolar Transistors"13th International Conference on Indium Phosphide and Relate Materials (IPRM'01). FA3-7. (2001)
• [Publications] T.Arai: "Fabrication of InP DHBTs with 0.1μm Wide Emitter"59th Annual Device Research Conference. III-24. (2001)