(57)【要約】【課題】電気的特性や機械的強度の低下なく、ＩｎＰ系ＤＨＢＴの放熱性をより向上させる。【解決手段】放熱基板１０１の上に、コレクタ層１０５，ベース層１０６、エミッタ層１０７、エミッタキャップ層１０８，エミッタ電極１０９，ベース電極１１０を備える素子部が形成され、エミッタ配線１１４とエミッタ放熱パッド１０３とを接続する金属からなるエミッタ放熱ビア１１７に加え、ベース配線１１５とベース放熱パッド１０４とを接続する金属からなるベース放熱ビア１１９を備える【選択図】  図１Ａ
2019192745.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＩｎＰより熱伝導率が高く絶縁性を備えた放熱基板と、
金属から構成されて前記放熱基板の上に接して各々絶縁分離して形成されたコレクタ放熱パッド、エミッタ放熱パッド、およびベース放熱パッドと、
前記コレクタ放熱パッドの上に形成された化合物半導体からなるコレクタ層と、
前記コレクタ層の上に形成された化合物半導体からなるベース層と、
前記ベース層の上に接して形成された前記ベース層とは異なる化合物半導体からなるエミッタ層と、
前記エミッタ層上に形成された化合物半導体からなるエミッタキャップ層と、
前記エミッタキャップ層の上に形成されたエミッタ電極と、
前記エミッタ層の周囲の前記ベース層の上に形成されたベース電極と、
前記エミッタキャップ層の上方の配線形成層に形成されて前記エミッタ電極に電気的に接続する金属からなるエミッタ配線と、
前記配線形成層に形成されて前記ベース電極に電気的に接続する金属からなるベース配線と、
前記エミッタ配線と前記エミッタ放熱パッドとを接続する金属からなるエミッタ放熱ビアと、
前記ベース配線と前記ベース放熱パッドとを接続する金属からなるベース放熱ビアと
を備えることを特徴とするバイポーラトランジスタ。
【請求項２】
請求項１記載のバイポーラトランジスタにおいて、
前記配線形成層に形成されて前記コレクタ放熱パッドに電気的に接続する金属からなるコレクタ配線と、
前記コレクタ配線と前記コレクタ放熱パッドを接続する金属からなるコレクタポスト電極と
を備えることを特徴とするバイポーラトランジスタ。
【請求項３】
請求項１または２記載のバイポーラトランジスタにおいて、
前記エミッタ配線と前記エミッタ電極とを接続する金属からなるエミッタポスト電極と、
前記ベース配線と前記ベース電極とを接続する金属からなるベースポスト電極と
を備えることを特徴とするバイポーラトランジスタ。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載のバイポーラトランジスタにおいて、
前記コレクタ層、前記ベース層、前記エミッタ層、前記エミッタキャップ層、前記エミッタ電極、および前記ベース電極を備える素子部、並びに前記コレクタ放熱パッド、前記エミッタ放熱パッド、前記ベース放熱パッドを覆って前記放熱基板の上に形成された絶縁膜を備え、
前記エミッタ放熱ビアは、前記エミッタ電極の上で前記絶縁膜を貫通して形成され、
前記ベース放熱ビアは、前記ベース電極の上で前記絶縁膜を貫通して形成されていることを特徴とするバイポーラトランジスタ。
【請求項５】
ＩｎＰより熱伝導率が高く絶縁性を備えた放熱基板の上に金属層を形成する第１工程と、
前記金属層の上に、化合物半導体からなるコレクタ層、前記コレクタ層の上に形成された化合物半導体からなるベース層、前記ベース層の上に接して形成された前記ベース層とは異なる化合物半導体からなるエミッタ層、前記エミッタ層上に形成された化合物半導体からなるエミッタキャップ層、前記エミッタキャップ層の上に形成されたエミッタ電極、前記エミッタ層の周囲の前記ベース層の上に形成されたベース電極を備える素子部を形成する第２工程と、
前記金属層をパターニングすることで前記放熱基板の上に接して各々絶縁分離するコレクタ放熱パッド、エミッタ放熱パッド、およびベース放熱パッドを形成する第３工程と、
前記エミッタ放熱パッドの上に接して配置される金属からなるエミッタ放熱ビア、前記ベース放熱パッドとの上に接して配置される金属からなるベース放熱ビア、前記コレクタ放熱パッドの上に接して配置される金属からなるコレクタポスト電極、前記エミッタ電極の上に接して配置される金属からなるエミッタポスト電極、前記ベース電極の上に接して配置される金属からなるベースポスト電極を一括して形成する第４工程と、
前記素子部、前記コレクタ放熱パッド、前記エミッタ放熱パッド、前記ベース放熱パッド、前記エミッタ放熱ビア、前記ベース放熱ビア、前記コレクタポスト電極、前記エミッタポスト電極、前記ベースポスト電極を覆う絶縁膜を前記放熱基板の上に形成する第５工程と、
前記絶縁膜の上の配線形成層に、前記エミッタポスト電極および前記エミッタ放熱ビアに接続する金属からなるエミッタ配線、前記ベースポスト電極および前記ベース放熱ビアに接続する金属からなるベース配線、前記コレクタポスト電極に接続するコレクタ配線を一括して形成する第６工程と
を備えることを特徴とするバイポーラトランジスタの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ヘテロ接合を備えるバイポーラトランジスタおよびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
インジウムリン（ＩｎＰ）系ダブルヘテロ接合バイポーラトランジスタ（ＤＨＢＴ）は、ＩｎＰ系材料の高い電子速度および高い絶縁破壊電界による、高速性と高出力性に優れたトランジスタとして、主に光通信用集積回路に応用されている。ＩｎＰ系ＤＨＢＴの更なる高速・高出力化とＤＨＢＴの信頼性を両立するためには放熱性の改善による接合温度の低減が必須となる。そのための１つの手法として、シリコン（Ｓｉ）といった熱伝導率が高い放熱基板上にＩｎＰ系ＤＨＢＴを形成した構造が提案・技術検討されている（非特許文献１）。
【０００３】
ここで、Ｓｉからなる放熱基板３０１の上に形成されたＩｎＰ系ＤＨＢＴの構成について、図３を用いて説明する。このＤＨＢＴは、放熱基板３０１の上に形成された金属からなるサブコレクタ層３０２、ｎ型不純物が低濃度に添加された化合物半導体からなるコレクタ層３０３、ｐ型不純物が高濃度に添加された化合物半導体からなるベース層３０４、ｎ型不純物が低濃度に添加された化合物半導体からなるエミッタ層３０５、ｎ型不純物が高濃度に添加された化合物半導体からなるエミッタキャップ層３０６を備える。
【０００４】
また、エミッタ層３０５には、金属からなるエミッタ電極３０７が接続して形成され、ベース層３０４には、金属からなるベース電極３０８が接続して形成されている。また、素子部は、樹脂からなる絶縁膜３０９で追われている。なお、金属からなるサブコレクタ層３０２、エミッタキャップ層３０６からコレクタ層３０３までの化合物半導体からなる結晶層と、放熱基板３０１とを機械的に接合する際の接着層であるとともに、コレクタ電極としての機能も有する。
【０００５】
一般的に、ＤＨＢＴにおける発熱は、コレクタ層内部で生じ、基板裏面（ＤＨＢＴが形成されていない面）に放熱される。これはＤＨＢＴの集積回路をパッケージに実装・収容する際に、集積回路が形成された基板の裏面とパッケージとを直接ボンディングする形態を取ることが一般的であることによる。従って、上記のＤＨＢＴでは、コレクタ層直下がそれぞれＩｎＰ系材料よりも熱伝導率が高い金属サブコレクタ層とＳｉからなる放熱基板で構成されるため、ＩｎＰ基板上に形成されたＤＨＢＴと比較して放熱性が向上する。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】A. Thiam et al., "InP HBT Thermal Management by Transferring to High Thermal Conductivity Silicon Substrate", IEEE Electron Device Letters, vol. 35, issue 10, pp. 1010-1012, 2014.
【非特許文献２】D. W. Scott et al., "InP HBT Transferred to Higher Thermal Conductivity Substrate", IEEE Electron Device Letters, vol. 33, no. 4, pp. 507-509, 2012.
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、前述した従来のＤＨＢＴ構造では、電気的特性とのトレードオフなく、コレクタ層から基板裏面に対する放熱性を更に向上させることは容易では無い。より具体的に上記経路における放熱性を改善する方向性を検討すると、まず、第１の検討として、放熱基板をより熱伝導率が高い材料に置き換え、かつ放熱基板を薄層化することが考えられる。第２の検討として、金属サブコレクタ層をより熱伝導率が高い材料に置き換え、かつ金属サブコレクタ層を薄層化することが考えられる。第３の検討として、コレクタ層を熱伝導率が高い材料に置き換え、かつコレクタ層を薄層化することが考えられる。
【０００８】
第１の検討については、Ｓｉより熱伝導率が高いシリコンカーバイド（ＳｉＣ）や窒化アルミニウム（ＡｌＮ）を基板として用いればよく、実際にＳｉＣ基板上にＩｎＰ系ＤＨＢＴを形成して放熱性を改善することが報告されている（非特許文献２参照）。基板薄層化によって放熱性を改善するためには、基板厚を１μｍ程度まで薄層化しなければ有意な放熱性改善効果を得られないが、機械的強度が大きく損なわれるため、歩留まりの低下が懸念される。
【０００９】
第２の検討については、既に非特許文献１において、熱伝導率が金属の中でも高いＡｕが使われており、大きな放熱性の改善は困難である。また、金属サブコレクタの薄層化は、コレクタ寄生抵抗の増大を招くため、高周波特性の低下が懸念される。第３の検討については、耐圧、高周波特性等、電気的特性全般に与える影響が大きく、変更は容易でない。
【００１０】
以上のことから、現状の技術では、電気的特性や機械的強度の低下なく、ＩｎＰ系ＤＨＢＴの放熱性を向上させることは困難である。
【００１１】
本発明は、以上のような問題点を解消するためになされたものであり、電気的特性や機械的強度の低下なく、ＩｎＰ系ＤＨＢＴの放熱性をより向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明に係るバイポーラトランジスタは、ＩｎＰより熱伝導率が高く絶縁性を備えた放熱基板と、金属から構成されて放熱基板の上に接して各々絶縁分離して形成されたコレクタ放熱パッド、エミッタ放熱パッド、およびベース放熱パッドと、コレクタ放熱パッドの上に形成された化合物半導体からなるコレクタ層と、コレクタ層の上に形成された化合物半導体からなるベース層と、ベース層の上に接して形成されたベース層とは異なる化合物半導体からなるエミッタ層と、エミッタ層上に形成された化合物半導体からなるエミッタキャップ層と、エミッタキャップ層の上に形成されたエミッタ電極と、エミッタ層の周囲のベース層の上に形成されたベース電極と、エミッタキャップ層の上方の配線形成層に形成されてエミッタ電極に電気的に接続する金属からなるエミッタ配線と、配線形成層に形成されてベース電極に電気的に接続する金属からなるベース配線と、エミッタ配線とエミッタ放熱パッドとを接続する金属からなるエミッタ放熱ビアと、ベース配線とベース放熱パッドとを接続する金属からなるベース放熱ビアとを備える。
【００１３】
上記バイポーラトランジスタにおいて、配線形成層に形成されてコレクタ放熱パッドに電気的に接続する金属からなるコレクタ配線と、コレクタ配線とコレクタ放熱パッドを接続する金属からなるコレクタポスト電極とを備える。
【００１４】
上記バイポーラトランジスタにおいて、エミッタ配線とエミッタ電極とを接続する金属からなるエミッタポスト電極と、ベース配線とベース電極とを接続する金属からなるベースポスト電極とを備える。
【００１５】
上記バイポーラトランジスタにおいて、コレクタ層、ベース層、エミッタ層、エミッタキャップ層、エミッタ電極、およびベース電極を備える素子部、並びにコレクタ放熱パッド、エミッタ放熱パッド、ベース放熱パッドを覆って放熱基板の上に形成された絶縁膜を備え、エミッタ放熱ビアは、エミッタ電極の上で絶縁膜を貫通して形成され、ベース放熱ビアは、ベース電極の上で絶縁膜を貫通して形成されている。
【００１６】
また、本発明に係るバイポーラトランジスタの製造方法は、ＩｎＰより熱伝導率が高く絶縁性を備えた放熱基板の上に金属層を形成する第１工程と、金属層の上に、化合物半導体からなるコレクタ層、コレクタ層の上に形成された化合物半導体からなるベース層、ベース層の上に接して形成されたベース層とは異なる化合物半導体からなるエミッタ層、エミッタ層上に形成された化合物半導体からなるエミッタキャップ層、エミッタキャップ層の上に形成されたエミッタ電極、エミッタ層の周囲のベース層の上に形成されたベース電極を備える素子部を形成する第２工程と、金属層をパターニングすることで放熱基板の上に接して各々絶縁分離するコレクタ放熱パッド、エミッタ放熱パッド、およびベース放熱パッドを形成する第３工程と、エミッタ放熱パッドの上に接して配置される金属からなるエミッタ放熱ビア、ベース放熱パッドとの上に接して配置される金属からなるベース放熱ビア、コレクタ放熱パッドの上に接して配置される金属からなるコレクタポスト電極、エミッタ電極の上に接して配置される金属からなるエミッタポスト電極、ベース電極の上に接して配置される金属からなるベースポスト電極を一括して形成する第４工程と、素子部、コレクタ放熱パッド、エミッタ放熱パッド、ベース放熱パッド、エミッタ放熱ビア、ベース放熱ビア、コレクタポスト電極、エミッタポスト電極、ベースポスト電極を覆う絶縁膜を放熱基板の上に形成する第５工程と、絶縁膜の上の配線形成層に、エミッタポスト電極およびエミッタ放熱ビアに接続する金属からなるエミッタ配線、ベースポスト電極およびベース放熱ビアに接続する金属からなるベース配線、コレクタポスト電極に接続するコレクタ配線を一括して形成する第６工程とを備える。
【発明の効果】
【００１７】
以上説明したように、本発明によれば、放熱基板の上に、エミッタ配線とエミッタ放熱パッドとを接続する金属からなるエミッタ放熱ビアに加え、ベース配線とベース放熱パッドとを接続する金属からなるベース放熱ビアを備えるようにしたので、電気的特性や機械的強度の低下なく、ＩｎＰ系ＤＨＢＴの放熱性をより向上させることができるという優れた効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１Ａ】図１Ａは、本発明の実施の形態におけるバイポーラトランジスタの構成を示す断面図である。
【図１Ｂ】図１Ｂは、本発明の実施の形態におけるバイポーラトランジスタの構成を示す断面図である。
【図１Ｃ】図１Ｃは、本発明の実施の形態におけるバイポーラトランジスタの構成を示す平面図である。
【図２Ａ】図２Ａは、本発明の実施の形態におけるバイポーラトランジスタの製造方法を説明するための各工程の状態を示す断面図である。
【図２Ｂ】図２Ｂは、本発明の実施の形態におけるバイポーラトランジスタの製造方法を説明するための各工程の状態を示す断面図である。
【図２Ｃ】図２Ｃは、本発明の実施の形態におけるバイポーラトランジスタの製造方法を説明するための各工程の状態を示す断面図である。
【図２Ｄ】図２Ｄは、本発明の実施の形態におけるバイポーラトランジスタの製造方法を説明するための各工程の状態を示す断面図である。
【図２Ｅ】図２Ｅは、本発明の実施の形態におけるバイポーラトランジスタの製造方法を説明するための各工程の状態を示す断面図である。
【図２Ｆ】図２Ｆは、本発明の実施の形態におけるバイポーラトランジスタの製造方法を説明するための各工程の状態を示す平面図である。
【図２Ｇ】図２Ｇは、本発明の実施の形態におけるバイポーラトランジスタの製造方法を説明するための各工程の状態を示す断面図である。
【図２Ｈ】図２Ｈは、本発明の実施の形態におけるバイポーラトランジスタの製造方法を説明するための各工程の状態を示す断面図である。
【図２Ｉ】図２Ｉは、本発明の実施の形態におけるバイポーラトランジスタの製造方法を説明するための各工程の状態を示す平面図である。
【図２Ｊ】図２Ｊは、本発明の実施の形態におけるバイポーラトランジスタの製造方法を説明するための各工程の状態を示す平面図である。
【図２Ｋ】図２Ｋは、本発明の実施の形態におけるバイポーラトランジスタの製造方法を説明するための各工程の状態を示す断面図である。
【図２Ｌ】図２Ｌは、本発明の実施の形態におけるバイポーラトランジスタの製造方法を説明するための各工程の状態を示す断面図である。
【図２Ｍ】図２Ｍは、本発明の実施の形態におけるバイポーラトランジスタの製造方法を説明するための各工程の状態を示す断面図である。
【図２Ｎ】図２Ｎは、本発明の実施の形態におけるバイポーラトランジスタの製造方法を説明するための各工程の状態を示す断面図である。
【図３】図３は、ヘテロ接合バイポーラトランジスタの構成を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態おけるバイポーラトランジスタについて図１Ａ，図１Ｂ，図１Ｃを参照して説明する。このバイポーラトランジスタは、ダブルヘテロ接合バイポーラトランジスタ（ＤＨＢＴ）である。
【００２０】
このＤＨＢＴは、まず、ＩｎＰより熱伝導率が高く絶縁性を備えた放熱基板１０１と、金属から構成されて放熱基板１０１の上に接して各々絶縁分離して形成されたコレクタ放熱パッド１０２、エミッタ放熱パッド１０３、およびベース放熱パッド１０４とを備える。また、コレクタ放熱パッド１０２の上には、コレクタ層１０５，ベース層１０６、エミッタ層１０７、エミッタキャップ層１０８，エミッタ電極１０９，ベース電極１１０を備えるよく知られたＤＨＢＴの素子部が形成されている。素子部においてエミッタ層１０７（エミッタキャップ層１０８）は、よく知られているように、平面視で長方形に形成され、互いに平行な２組の辺の一方が、他方より長くされている。
【００２１】
エミッタ電極１０９は、エミッタキャップ層１０８の上に形成され、ベース電極１１０は、エミッタ層１０７の周囲のベース層１０６の上に形成されている。なお、実施の形態では、平面視でエミッタ層１０７の周囲をコの字に囲うようにベース電極１１０を形成しているが、エミッタ層１０７の周囲全域を覆うようにベース電極１１０を形成してもよい。ここで、図１Ａは、図１Ｃの平面図のｘｘ’線の断面を示している。また、図１Ｂは、放熱基板１０１の平面に垂直で、かつ図１Ａの断面に垂直な面の断面を示している。図１Ｂは、平面視矩形のエミッタ層１０７の、長手方向の断面を示している。
【００２２】
放熱基板１０１は、例えば、ＳｉＣから構成されている。コレクタ層１０５は、例えばＳｉを低濃度にドーピングした化合物半導体であるｎ−ＩｎＰから構成され、ベース層１０６は、例えばＣを高濃度にドーピングした化合物半導体であるｐ+−ＧａＡｓＳｂから構成され、エミッタ層１０７は、例えばＳｉを低濃度にドーピングした化合物半導体であるｎ−ＩｎＰから構成されている。また、エミッタキャップ層１０８は、Ｓｉを高濃度にドーピングした化合物半導体であるｎ+−ＩｎＧａＡｓから構成されている。エミッタ層１０７は、ベース層１０６とは異なる化合物半導体から構成されている。
【００２３】
また、このＤＨＢＴは、エミッタキャップ層１０８の上方の配線形成層１２０に形成されてエミッタ電極１０９に電気的に接続する金属からなるエミッタ配線１１４と、配線形成層１２０に形成されてベース電極１１０に電気的に接続する金属からなるベース配線１１５とを備える。
【００２４】
また、エミッタ配線１１４とエミッタ放熱パッド１０３とを接続する金属からなるエミッタ放熱ビア１１７と、ベース配線１１５とベース放熱パッド１０４とを接続する金属からなるベース放熱ビア１１９とを備える。
【００２５】
また、このＤＨＢＴは、配線形成層１２０に形成されてコレクタ放熱パッド１０２に電気的に接続する金属からなるコレクタ配線１１６と、コレクタ配線１１６とコレクタ放熱パッド１０２を接続する金属からなるコレクタポスト電極１１８と、エミッタ配線１１４とエミッタ電極１０９とを接続する金属からなるエミッタポスト電極１１１と、ベース配線１１５とベース電極１１０とを接続する金属からなるベースポスト電極１１２とを備える。
【００２６】
また、このＤＨＢＴは、コレクタ層１０５、ベース層１０６、エミッタ層１０７、エミッタキャップ層１０８、エミッタ電極１０９、およびベース電極１１０を備える素子部、並びにコレクタ放熱パッド１０２、エミッタ放熱パッド１０３、ベース放熱パッド１０４を覆って放熱基板１０１の上に形成された絶縁膜１１３を備える。エミッタ放熱ビア１１７は、エミッタ電極１０９の上で絶縁膜１１３を貫通して形成され、ベース放熱ビア１１９は、ベース電極１１０の上で絶縁膜１１３を貫通して形成されている。
【００２７】
上述した実施の形態におけるＤＨＢＴは、化合物半導体からなる素子部で発生した熱は、以下に示す３つの経路により放熱される。
【００２８】
・経路Ａ：エミッタ電極１０９からエミッタ配線１１４、エミッタ放熱ビア１１７、エミッタ放熱パッド１０３を介して放熱基板１０１の裏面。
・経路Ｂ：ベース電極１１０からベース配線１１５、ベース放熱ビア１１９、ベース放熱パッド１０４を介して放熱基板１０１の裏面。
・経路Ｃ：コレクタ放熱パッド１０２から放熱基板１０１の裏面。
【００２９】
このため、経路Ｃのみで放熱する従来の構造と比較し、実施の形態におけるＤＨＢＴによれば放熱性を向上させることができる。実施の形態におけるＤＨＢＴは、後述するように、化合物半導体からなるエミッタキャップ層１０８からコレクタ層１０５を放熱基板１０１に接合する際の金属接着層を、パターニングし、エミッタ放熱パッド１０３、ベース放熱パッド１０４、コレクタ放熱パッド１０２として利用すること、また、エミッタ電極１０９とベース電極１１０とコレクタ電極（コレクタ放熱パッド１０２）を、各々対応する配線と接続するために設けるポスト電極の形成工程時に合わせ、エミッタ放熱ビア１１７およびベース放熱ビア１１９を形成するため、一切の追加工程なく放熱性を向上させることができる。
【００３０】
以上示したように、実施の形態のＤＨＢＴによれば、電気的特性や機械的強度の低下なく、また工程の追加なく簡便に放熱性を向上させることができる。
【００３１】
次に、本発明の実施の形態におけるバイポーラトランジスタの製造方法について、図２Ａ〜図２Ｎを参照して説明する。
【００３２】
まず、図２Ａに示すように、放熱基板１０１の上に金属層２０１を形成する（第１工程）。放熱基板１０１は、ＩｎＰより熱伝導率が高く絶縁性を備えたＳｉＣから構成する。金属層２０１は、例えば、Ａｕから構成すればよい。
【００３３】
次に、金属層２０１の上に、Ｓｉを低濃度にドーピングしたｎ−ＩｎＰからなるコレクタ形成層２０２、Ｃを高濃度にドーピングしたｐ+−ＧａＡｓＳｂからなるベース形成層２０３、Ｓｉを低濃度にドーピングしたｎ−ＩｎＰからなるエミッタ形成層２０４、Ｓｉを高濃度にドーピングしたｎ+−ＩｎＧａＡｓからなるエミッタキャップ形成層２０５が形成された状態とする。
【００３４】
例えば，ＩｎＰからなる成長基板の上に、よく知られた有機金属気相成長法や分子線エピタキシ法などにより、犠牲層を形成した後、上述した化合物半導体からなる各層をエピタキシャル成長する。ここでは、最上層は、コレクタ形成層２０２となる。次いで、コレクタ形成層２０２の上に、Ａｕからなる接着金属層を形成する。一方で、放熱基板１０１の上にもＡｕからなる接着金属層を形成しておく。
【００３５】
次に、成長基板と放熱基板１０１とを、公知のウエハ接合技術により、両者の接着金属層同士を接合して貼り合わせる。Ａｕは、低ヤング率で極めて酸化しづらく、熱伝導率が金属の中でも３２０Ｗ／ｍ／Ｋと高い。このため、この構成は接合に好適であり、また、後述するように、放熱パッドとするためにも好適である。
【００３６】
上述した貼り合わせにより、２つの接着金属層が接着することで、金属層２０１が形成され、金属層２０１の上に、上述した化合物半導体からなる各層が形成された状態となる。この後、犠牲層を用いることで、成長基板を除去することで、放熱基板１０１の上に、金属層２０１、コレクタ形成層２０２、ベース形成層２０３、エミッタ形成層２０４、エミッタキャップ形成層２０５が形成された状態が得られる。
【００３７】
次に、エミッタキャップ形成層２０５、エミッタ形成層２０４、ベース形成層２０３、コレクタ形成層２０２を、公知のフォトリソグラフィ技術およびエッチング技術によりパターニングすることで、図２Ｂ，図２Ｃに示すように、金属層２０１の上に、コレクタ層１０５、ベース層１０６、エミッタ層１０７、エミッタキャップ層１０８からなる素子部を形成する。また、エミッタ電極１０９、ベース電極１１０を形成する（第２工程）。なお、図２Ｂは、図１Ｃの平面図のｘｘ’線の断面を示している。また、図２Ｃは、放熱基板１０１の平面に垂直で、かつ図２Ｂの断面に垂直な面の断面を示している。図２Ｃは、平面視矩形のエミッタ層１０７の、長手方向の断面を示している。
【００３８】
次に、金属層２０１を、公知のフォトリソグラフィ技術およびエッチング技術によりパターニングすることで、図２Ｄ，図２Ｅ，図２Ｆに示すように、放熱基板１０１の上に接して各々絶縁分離するコレクタ放熱パッド１０２、エミッタ放熱パッド１０３、およびベース放熱パッド１０４を形成する（第３工程）。例えば、フォトリソグラフィ技術により、各パッド部となる箇所にパターンを備えるマスクパターンを形成する。次いで、形成したマスクパターンをマスクとし、ヨウ素系のウェットエッチャントを用いたウェットエッチングにより、Ａｕからなる金属層２０１をエッチングすればよい。また、Ａｒミリングによりエッチングしてもよい。なお、図２Ｄは、図２Ｂと同じ面の断面を示し、図２Ｅは、図２Ｃと同じ面の断面を示している。また、図２Ｆは、平面図である。
【００３９】
次に、図２Ｇ，図２Ｈ，図２Ｉに示すように、エミッタ放熱ビア１１７、ベース放熱ビア１１９、コレクタポスト電極１１８、エミッタポスト電極１１１、ベースポスト電極１１２を一括して形成する（第４工程）。図２Ｇは、図２Ｂと同じ面の断面を示し、図２Ｈは、図２Ｃと同じ面の断面を示している。また、図２Ｉは、平面図である。図２Ｉでは、放熱基板１０１を省略して示していない。
【００４０】
なお、エミッタ放熱ビア１１７は、エミッタ放熱パッド１０３の上に接して配置される。ベース放熱ビア１１９は、ベース放熱パッド１０４との上に接して配置される。コレクタポスト電極１１８は、コレクタ放熱パッド１０２の上に接して配置される。エミッタポスト電極１１１は、エミッタ電極１０９の上に接して配置される。ベースポスト電極１１２は、ベース電極１１０の上に接して配置される。
【００４１】
上述した各ポスト電極は、例えば公知のリソグラフィ技術、真空蒸着技術、およびリフトオフ法により形成すれば良い。
【００４２】
実施の形態におけるＤＨＢＴにおける放熱の効果を高める上での放熱ビアおよび放熱パッドの設計指針としては、回路設計上のＤＨＢＴセルサイズの許容範囲内において、図２Ｊに示すように、第１に、エミッタ放熱ビア１１７ａおよびエミッタ放熱パッド１０３ａは、長さおよび幅を拡大する。第２に、ベース放熱ビア１１９ａおよびベース放熱パッド１０４ａは、長さおよび幅を拡大する。少なくとも、それぞれ長さおよび幅が１μｍ程度あれば、充分な効果が得られる。図２Ｊ、平面図である。図２Ｊでは、放熱基板１０１を省略して示していない。
【００４３】
加えて、各ポスト電極および放熱ビアの高さを可能な限り低くする方が、放熱経路が短くなるため、放熱性を高めることができる。ただし、最低でも素子部の厚さ（エミッタ電極１０９からコレクタ層１０５までの厚さ）より、各ポスト電極と放熱ビアの高さは高くなければならない。
【００４４】
次に、図２Ｋ，図２Ｌに示すように、素子部、コレクタ放熱パッド１０２、エミッタ放熱パッド１０３、ベース放熱パッド１０４、エミッタ放熱ビア１１７、ベース放熱ビア１１９、コレクタポスト電極１１８、エミッタポスト電極１１１、ベースポスト電極１１２を覆う絶縁膜１１３を放熱基板１０１の上に形成する（第５工程）。絶縁膜１１３は、表面が平坦化されるように形成する。例えば、ベンゾシクロブテン（ＢＣＢ）などの樹脂をスピン塗布して樹脂膜を形成した後、加熱して熱硬化させることで、絶縁膜１１３が形成できる。なお、図２Ｋは、図２Ｂと同じ面の断面を示し、図２Ｌは、図２Ｃと同じ面の断面を示している。
【００４５】
次に、絶縁膜１１３をエッチバックすることで、図２Ｍ、図２Ｎに示すように、各ポスト電極および放熱ビアの上部を露出させる。絶縁膜１１３をＢＣＢから構成した場合、フッ素のガスを用いたドライエッチングによりエッチバックすればよい。
【００４６】
次に、既知の半導体プロセスにより、絶縁膜１１３の上の配線形成層１２０に、エミッタポスト電極１１１およびエミッタ放熱ビア１１７に接続する金属からなるエミッタ配線１１４、ベースポスト電極１１２およびベース放熱ビア１１９に接続する金属からなるベース配線１１５、コレクタポスト電極１１８に接続するコレクタ配線１１６を一括して形成する（第６工程）。以上の製造方法により、図１Ａ、図１Ｂ、図１Ｃを用いて説明した実施の形態におけるＤＨＢＴが得られる。
【００４７】
以上に説明したように、本発明によれば、放熱基板の上に、エミッタ配線とエミッタ放熱パッドとを接続する金属からなるエミッタ放熱ビアに加え、ベース配線とベース放熱パッドとを接続する金属からなるベース放熱ビアを備えるようにしたので、電気的特性や機械的強度の低下なく、ＩｎＰ系ＤＨＢＴの放熱性をより向上させることができるようになる。
【００４８】
なお、本発明は以上に説明した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想内で、当分野において通常の知識を有する者により、多くの変形および組み合わせが実施可能であることは明白である。例えば、上述した実施の形態では、超高速集積回路を実現する上で有望なＳｉＣ放熱基板上のｎｐｎ型ＩｎＰ／ＧａＡｓＳｂ系ＨＢＴについて詳細に述べたが、同様な効果は、他のＨＢＴ、具体的にはＩｎＰ基板上に形成されたＨＢＴに対しても有効である。
【符号の説明】
【００４９】
１０１…放熱基板、１０２…コレクタ放熱パッド、１０３…エミッタ放熱パッド、１０４…ベース放熱パッド、１０５…コレクタ層、１０６…ベース層、１０７…エミッタ層、１０８…エミッタキャップ層、１０９…エミッタ電極、１１０…ベース電極、１１１…エミッタポスト電極、１１２…ベースポスト電極、１１３…絶縁膜、１１４…エミッタ配線、１１５…ベース配線、１１６…コレクタ配線、１１７…エミッタ放熱ビア、１１８…コレクタポスト電極、１１９…ベース放熱ビア、１２０…配線形成層。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図２Ｄ】
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【図２Ｅ】
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【図２Ｆ】
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【図２Ｇ】
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【図２Ｈ】
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【図２Ｉ】
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【図２Ｊ】
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【図２Ｋ】
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【図２Ｌ】
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【図２Ｍ】
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【図２Ｎ】
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【図３】
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