异质结双极晶体管和半导体装置

摘要

本发明提供了HBT，其不会导致芯片尺寸的增大而能够抑制基于雪崩倍增的破坏。第1子集电极层成为在异质结双极晶体管的集电极层中流动的集电极电流的流入路径。在集电极层与第1子集电极层之间配置有掺杂浓度比第1子集电极层的掺杂浓度低的集电极镇流电阻层。

权利要求

1.一种异质结双极晶体管，具有：

集电极层、基极层以及发射极层；

第1子集电极层，成为在所述集电极层中流动的集电极电流的流入路径；以及集电极镇流电阻层，被配置在所述集电极层与所述第1子集电极层之间，掺杂浓度比所述第1子集电极层的掺杂浓度低。

2.根据权利要求1所述的异质结双极晶体管，其中，所述异质结双极晶体管具有第2子集电极层，所述第2子集电极层配置在所述集电极镇流电阻层与所述集电极层之间，所述第2子集电极层具有比所述集电极层的掺杂浓度和所述集电极镇流电阻层的掺杂浓度全都高的掺杂浓度。

3.根据权利要求1或2所述的异质结双极晶体管，其中，所述集电极镇流电阻层包括以AlGaAs或者GaAs为主成分的半导体层。

4.根据权利要求3所述的异质结双极晶体管，其中，所述集电极层由GaAs形成，

所述集电极镇流电阻层包括第1集电极镇流电阻层以及第2集电极镇流电阻层，所述第

2集电极镇流电阻层被配置在所述第1集电极镇流电阻层与所述第1子集电极层之间，所述第2集电极镇流电阻层由AlGaAs形成，所述第1集电极镇流电阻层的组成从所述第2集电极镇流电阻层向所述集电极层从AlGaAs变化为GaAs。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的异质结双极晶体管，其中，所述异质结双极晶体管还具有发射极镇流电阻层，所述发射极镇流电阻层在从所述发射极层观察时被配置在与所述基极层相反侧，所述发射极镇流电阻层包括以AlGaAs为主成分的半导体层。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的异质结双极晶体管，其中，所述第1子集电极层、所述集电极层以及所述基极层由以GaAs为主成分的半导体形成，所述发射极层由以InGaP为主成分的半导体形成。

7.一种半导体装置，

所述半导体装置具有顺次配置在基板上的第1子集电极层、掺杂浓度比所述第1子集电极层的掺杂浓度低的集电极镇流电阻层、掺杂浓度比所述集电极镇流电阻层的掺杂浓度高的第2子集电极层、集电极层、基极层、以及发射极层，所述基板的面内的第1区域的所述第1子集电极层、所述集电极镇流电阻层、所述第2子集电极层、所述集电极层、所述基极层以及所述发射极层构成第1异质结双极晶体管，所述第1异质结双极晶体管的集电极电极与所述第1子集电极层连接，与所述第1区域不同的第2区域的至少所述第2子集电极层、所述集电极层、所述基极层以及所述发射极层构成第2异质结双极晶体管，所述半导体装置还具备将所述第2异质结双极晶体管的所述集电极层和所述第1异质结双极晶体管的所述发射极层连接的相互连接布线。

8.根据权利要求7所述的半导体装置，其中，

所述第2异质结双极晶体管的集电极电极与所述第2异质结双极晶体管的所述第2子集电极层连接，所述相互连接布线与所述第2异质结双极晶体管的集电极电极连接。

9.根据权利要求7所述的半导体装置，其中，

所述第2异质结双极晶体管还包括所述第2区域的所述第1子集电极层和所述集电极镇流电阻层，所述第2异质结双极晶体管的集电极电极与所述第2异质结双极晶体管的所述第

1子集电极层连接，所述相互连接布线与所述第2异质结双极晶体管的集电极电极连接。

10.根据权利要求7至9中任一项所述的半导体装置，其中，所述集电极镇流电阻层包括以AlGaAs或者GaAs为主成分的半导体层。

11.根据权利要求10所述的半导体装置，其中，

所述集电极层由GaAs形成，

所述集电极镇流电阻层包括第1集电极镇流电阻层以及第2集电极镇流电阻层，所述第

2集电极镇流电阻层被配置在所述第1集电极镇流电阻层与所述第1子集电极层之间，所述第2集电极镇流电阻层由AlGaAs形成，所述第1集电极镇流电阻层的组成从所述第2集电极镇流电阻层向所述集电极层从AlGaAs变化成GaAs。

12.根据权利要求7至11中任一项所述的半导体装置，其中，所述半导体装置还具有发射极镇流电阻层，所述发射极镇流电阻层在从所述发射极层观察时被配置在与所述基极层相反侧，所述发射极镇流电阻层包括以AlGaAs为主成分的半导体层。

13.根据权利要求7至12中任一项所述的半导体装置，其中，所述第1子集电极层、所述第2子集电极层、所述集电极层以及所述基极层由以GaAs为主成分的半导体形成，所述发射极层由以InGaP为主成分的半导体形成。

说明书

异质结双极晶体管和半导体装置

技术领域

[0001] 本发明涉及异质结双极晶体管和半导体装置。

背景技术

[0002] 便携式电话终端等所使用的移动通信系统从第四代(4G)转换成第五代(5G)。在第五代移动通信系统中，与第四代移动通信系统相比，还使用频率较高的频带(波段)。随着频率变高而高频电路中的电力损失变大，因此针对作为第五代移动通信系统用的便携式电话终端的主要部件之一的高频电力放大器，更高输出化的要求变强。

[0003] 作为构成高频电力放大器的晶体管，通常使用异质结双极晶体管(HBT)。作为用于实现高频电力放大器的更高输出化的一个方法，考虑有增高HBT的集电极电压而进行高频动作的方法。然而，若增高集电极电压，则在集电极层中半导体内部的电场强度变强，由于雪崩倍增而导致HBT被破坏的危险性增高。为了防止HBT的破坏，具备以使集电极电压不会成为规定值以上的方式发挥作用的破坏防止用的保护电路(参照专利文献1)。

[0004] 先行技术文献

[0005] 专利文献

[0006] 专利文献1：日本特开2005－236259号公报

[0007] 专利文献1所公开的保护电路将多个二极管串联地连接而构成。该保护电路在HBT的发射极与集电极之间按照正向偏压的方向连接。若将多级连接的二极管的导通电压以上的电压施加给集电极发射极间，则保护电路导通，从而防止HBT的破坏。

[0008] 为了将多级连接的多个二极管作为保护电路来使用，除了基板上的HBT形成区域以外，不得不确保用于形成多个二极管的区域。利用二极管构成保护电路的方法会导致芯片尺寸的增大，因此难以减少芯片成本。

发明内容

[0009] 本发明的目的在于提供HBT，其不会导致芯片尺寸的增大，能够抑制由于雪崩倍增而导致的破坏。本发明的其他的目的在于提供包括该HBT的半导体装置。

[0010] 根据本发明的一个方面，提供了异质结双极晶体管，其具有：集电极层、基极层以及发射极层；第1子集电极层，成为在所述集电极层中流动的集电极电流的流入路径；以及集电极镇流电阻层，被配置在所述集电极层与所述第1子集电极层之间，掺杂浓度比所述第1子集电极层的掺杂浓度低。

[0011] 根据本发明的另一方面，提供了半导体装置，其具有顺次配置在基板上的第1子集电极层、掺杂浓度比所述第1子集电极层的掺杂浓度低的集电极镇流电阻层、掺杂浓度比所述集电极镇流电阻层的掺杂浓度高的第2子集电极层、集电极层、基极层、以及发射极层，所述基板的面内的第1区域的所述第1子集电极层、所述集电极镇流电阻层、所述第2子集电极层、所述集电极层、所述基极层以及所述发射极层构成第1异质结双极晶体管，所述第1异质结双极晶体管的集电极电极与所述第1子集电极层连接，与所述第1区域不同的第2区域的至少所述第2子集电极层、所述集电极层、所述基极层以及所述发射极层构成第2异质结双极晶体管，所述半导体装置还具备将所述第2异质结双极晶体管的所述集电极层和所述第1异质结双极晶体管的所述发射极层连接的相互连接布线。

[0012] 发明效果

[0013] 若集电极电流增加，则集电极镇流电阻层向使集电极电压下降的方向发挥作用。其结果为，能够抑制基于雪崩倍增的集电极电流的急剧的增加。其结果为，能够抑制基于雪崩倍增的HBT的破坏。

附图说明

[0014] 图1是使用了第1实施例的HBT的高频电力放大电路的框图。

[0015] 图2是输出级放大电路(图1)的等效电路图。

[0016] 图3是第1实施例的高频电力放大电路中所使用的一个HBT的剖视图。

[0017] 图4A是用于对没有设置集电极镇流电阻的HBT的动作进行说明的等效电路图，图4B是用于对针对第1实施例的一个HBT的雪崩倍增的动作进行说明的等效电路图。

[0018] 图5是使用了第2实施例的HBT的输出级放大电路(图1)的等效电路图。

[0019] 图6是第2实施例的HBT的剖视图。

[0020] 图7A是用于对设置基极镇流电阻和集电极镇流电阻的HBT电路的动作进行说明的等效电路图，图7B是用于对针对第2实施例的HBT的雪崩倍增的动作进行说明的等效电路图。

[0021] 图8是第3实施例的HBT的剖视图。

[0022] 图9是第4实施例的HBT的剖视图。

[0023] 图10是第5实施例的高频电力放大电路的框图。

[0024] 图11是第5实施例的高频电力放大电路中包括的输出级放大电路(图10)的等效电路图。

[0025] 图12是构成在第5实施例的高频电力放大电路中包括的一个栅-阴放大器电路的半导体装置的剖视图。

[0026] 图13是第6实施例的高频电力放大电路中包括的输出级放大电路(图10)的等效电路图。

[0027] 图14是第7实施例的高频电力放大电路中包括的输出级放大电路(图10)的等效电路图。

[0028] 图15是构成第7实施例的高频电力放大电路中包括的一个栅-阴放大器电路的半导体装置的剖视图。

[0029] 图16是第8实施例的高频电力放大电路中包括的输出级放大电路(图10)的等效电路图。

[0030] 图17是构成第9实施例的高频电力放大电路中包括的一个栅-阴放大器电路的半导体装置的剖视图。

[0031] 图18是第9实施例的半导体装置的制造中途阶段的剖视图。

[0032] 图19是第9实施例的半导体装置的制造中途阶段的剖视图。

[0033] 图20是第9实施例的半导体装置的制造中途阶段的剖视图。

[0034] 图21是第9实施例的半导体装置的制造中途阶段的剖视图。

[0035] 图22是第9实施例的半导体装置的制造中途阶段的剖视图。

[0036] 图23是第9实施例的半导体装置的制造中途阶段的剖视图。

[0037] 图24是第9实施例的半导体装置的制造中途阶段的剖视图。

[0038] 图25是第9实施例的半导体装置的制造中途阶段的剖视图。

[0039] 图26是第9实施例的半导体装置的制造中途阶段的剖视图。

[0040] 图27是第10实施例的HBT的剖视图。

[0041] 图28是第10实施例的一变形例的HBT的剖视图。

[0042] 图29是第11实施例的半导体装置的剖视图。

[0043] 图30是第11实施例的一变形例的半导体装置的剖视图。

[0044] 图31是第12实施例的高频电力放大电路中包括的输出级放大电路的等效电路图。

[0045] 图32是第13实施例的高频电力放大电路中包括的输出级放大电路的等效电路图。

具体实施方式

[0046] [第1实施例]

[0047] 参照图1至图4B的附图，对第1实施例的HBT进行说明。

[0048] 图1是使用了第1实施例的HBT的高频电力放大电路40的框图。从高频信号输入端子RFin输入的输入信号经由输入匹配电路43被输入初级放大电路41。在初级放大电路41被放大的信号经由级间匹配电路44被输入输出级放大电路42。在输出级放大电路42被放大的信号经由输出匹配电路45而从高频信号输出端子RFout输出。

[0049] 从偏置电压输入端子Vbat向初级偏置电路46和输出级偏置电路47供给偏置用的电源电压。基于从初级偏置控制端子Vbias1输入的偏置控制信号，初级偏置电路46向初级放大电路41供给偏置电压。基于从输出级偏置控制端子Vbias2输入的偏置控制信号，输出级偏置电路47向输出级放大电路42供给偏置电压。从初级放大电路用电源电压供给端子Vcc1经由电感器48而对初级放大电路41施加电源电压。从输出级放大电路用电源电压供给端子Vcc2经由电感器49而对输出级放大电路42施加电源电压。

[0050] 图2是输出级放大电路42(图1)的等效电路图。输出级放大电路42包括并联连接的多个HBT420。HBT420分别内置与集电极连接的集电极镇流电阻4201。在多个HBT420的基极分别连接有与DC切割电容器425和基极镇流电阻426。基极镇流电阻426以抑制HBT420的热失控的目的而被插入。从级间匹配电路44输出的高频信号经由DC切割电容器425向HBT420的各个基极输入。从输出级偏置电路47经由基极镇流电阻426而对HBT420的各个基极施加偏置电压。HBT420的各个发射极接地。HBT420的各个集电极经由集电极镇流电阻4201而与输出匹配电路45连接，并且，经由电感器49而与输出级放大电路用电源电压供给端子Vcc2连接。

[0051] 图3是一个HBT420的剖视图。在图3中，省略层间绝缘膜、钝化膜、金属布线等的记载。

[0052] 在由半绝缘性的GaAs构成的基板50上层叠有第1子集电极层51、集电极镇流电阻层52、第2子集电极层53、集电极层54、基极层55、发射极层56、第1接触层57、第2接触层58以及第3接触层59，且被加工成所希望的形状。具体而言，从集电极镇流电阻层52到发射极层56为止的半导体层被加工成台面形状，从第1接触层57到第3接触层59为止的半导体层被加工成更小的台面形状。集电极镇流电阻层52所具有的电阻相当于集电极镇流电阻4201(图
2)。

[0053] 以下，对各半导体层的组成、掺杂浓度以及厚度的一例进行说明。第1子集电极层51和第2子集电极层53分别由Si的掺杂浓度为5×1018cm－3的n型GaAs形成，其各自的厚度为
600nm。集电极镇流电阻层52由Si的掺杂浓度为1×1017cm－3的n型AlGaAs形成，AlAs的摩尔比为0.33，厚度为200nm。

[0054] 集电极层54由Si的掺杂浓度为1×1016cm－3的n型GaAs形成，其厚度为1000nm。基极层55由C的掺杂浓度为5×1019cm－3的p型GaAs形成，其厚度为96nm。发射极层56由Si的掺杂浓度为4×1017cm－3、InP的摩尔比为0.48的n型InGaP形成，厚度为35nm。

[0055] 第1接触层57由Si的掺杂浓度为5×1018cm－3的n型GaAs形成，厚度为50nm。第2接触18 －3
层58由Si的掺杂浓度为5×10 cm 的n型InGaAs形成，InAs的摩尔比从第1接触层57侧朝向第3接触层59侧从0变化至0.5，厚度为50nm。第3接触层59由Si的掺杂浓度为1×1019cm－3、InAs的摩尔比为0.5的n型InGaAs形成，厚度为50nm。

[0056] 集电极电极60形成在第1子集电极层51上。集电极电极60具有顺次层叠了厚度60nm的AuGe层、厚度10nm的Ni层、以及厚度200nm的Au层而成的多层金属构造。最下的AuGe层与第1子集电极层51的表面的一部分的区域接触，得到集电极电极60与第1子集电极层51的电连接。第1子集电极层51具有作为在集电极层54中流动的电流的流入路径的功能。

[0057] 基极电极61形成在发射极层56上，贯通发射极层56而与基极层55电连接。基极电极61具有顺次层叠了厚度20nm的Pt层、厚度50nm的Ti层、厚度50nm的Pt层以及厚度200nm的Au层而成的多层金属构造。最下的Pt层贯通发射极层56而到达基极层55。

[0058] 发射极电极62形成在第3接触层59上。发射极电极62具有顺次层叠了厚度10nm的Mo层、厚度5nm的Ti层、厚度30nm的Pt层、以及厚度200nm的Au层而成的多层金属构造。最下的Mo层与第3接触层59的上表面的一部分的区域接触，经由第2接触层58和第1接触层57而得到发射极电极62与发射极层56的电连接。

[0059] 接下来，参照图4A和图4B而对集电极镇流电阻4201(图2)的作用进行说明。

[0060] 图4A是用于对没有设置集电极镇流电阻4201(图2)的HBT的动作进行说明的等效电路图。该HBT的剖面构造与从例如图3所示的剖视图去除集电极镇流电阻层52而得到的构造相同。对HBT的集电极施加集电极偏置电压Vc，对基极施加基极偏置电压Vb。随着集电极偏置电压Vc变高而集电极层54(图3)内的电场强度变强。若集电极层54内的电场强度比产生雪崩倍增的电场强度大，则除了通常动作中的集电极电流Ic之外，还流动着因雪崩倍增引起的雪崩电流Ica。

[0061] 由于雪崩倍增而在集电极层54的耗尽区域中产生的电子空穴对中的电子朝向第2子集电极层53(图3)移动，空穴朝向基极层55(图3)移动。到达基极层55的空穴的大部分向基极电极61流入。其结果为，与雪崩电流Ica几乎相同的大小的基极电流Iba从基极向与通常动作时的基极电流Ib相反的方向流出。即使产生雪崩倍增，发射极电流Ie也几乎不会变化。

[0062] 图4B是用于对针对第1实施例的一个HBT420的雪崩倍增的动作进行说明的等效电路图。集电极镇流电阻4201与HBT420的集电极连接。用Rcb表示集电极镇流电阻4201的电阻值。若雪崩电流Ica向HBT420的集电极流动，则与仅通常动作时的集电极电流Ic流动的情况相比，施加给集电极的电压与由集电极镇流电阻4201引起的电压下降对应地降低、即降低了Ica×Rcb。由于施加给集电极的电压的降低，集电极层54内的电场强度变弱，抑制雪崩倍增的产生。这样，集电极镇流电阻4201可以是指针对雪崩电流Ica具有负的反馈效果的元件。

[0063] 接下来，对第1实施例的卓越效果进行说明。

[0064] 在第1实施例中，集电极镇流电阻4201针对雪崩电流Ica具有负的反馈效果，因此能够抑制雪崩倍增的产生。另外，在第1实施例中，作为集电极镇流电阻4201发挥作用的集电极镇流电阻层52(图3)被组装到HBT420中，在俯视时集电极镇流电阻层52配置在HBT420的内侧。因此，即使配置作为用于抑制雪崩倍增的产生的元件的集电极镇流电阻4201，也不会导致芯片尺寸的增大。由于抑制雪崩倍增的产生，因此能够增高集电极电压而实现输出级放大电路42的高输出化。

[0065] 接下来，对第1实施例的各种变形例进行说明。

[0066] 在第1实施例中，将第1子集电极层51和第2子集电极层53的掺杂浓度设为5×1018cm－3，但第1子集电极层51可以采用作为集电极电流的低电阻的电流路径发挥功能的程
18 －3
度的掺杂浓度。例如，优选第1子集电极层51的掺杂浓度为1×10 cm 以上。另外，不需要使第1子集电极层51的掺杂浓度与第2子集电极层53的掺杂浓度相同。

[0067] 在第1实施例中，在集电极镇流电阻层52与集电极层54之间配置了第2子集电极层53，但也可以省略第2子集电极层53，在集电极镇流电阻层52上直接形成集电极层54。在该情况下集电极镇流电阻层52也作为集电极镇流电阻4201(图2)发挥功能。另外，在按照向基极层55与集电极层54的pn接合界面的两侧延伸的耗尽区域的放大侵入到集电极镇流电阻层52这样的动作条件进行动作的情况下，优选为了抑制耗尽区域的放大而设置第2子集电极层53。为了得到抑制耗尽区域的放大的充分的效果，优选使第2子集电极层53的掺杂浓度为1×1018cm－3以上。

[0068] 在第1实施例中，将集电极镇流电阻层52的掺杂浓度设为1×1017cm－3，但也可以采用作为集电极镇流电阻4201发挥功能的程度的其他的掺杂浓度。例如，优选使集电极镇流电阻层52的掺杂浓度比第1子集电极层51和第2子集电极层53的任意的掺杂浓度低。例如，优选使集电极镇流电阻层52的掺杂浓度小于1×1018cm－3，更优选为5×1017cm－3以下。

[0069] 另外，若集电极镇流电阻层52的厚度变薄到发现隧道现象的程度，则集电极镇流电阻层52无法作为集电极镇流电阻4201发挥功能。因此，优选将集电极镇流电阻层52的厚度加厚到不会发现隧道现象的程度。例如，优选使集电极镇流电阻层52的厚度为30nm以上。

[0070] 在第1实施例中，使集电极镇流电阻层52由AlGaAs形成，使AlAs的摩尔比为0.33。优选集电极镇流电阻层52的AlAs的摩尔比为0.43以下。也可以使集电极镇流电阻层52的AlAs的摩尔比为0。可以使集电极镇流电阻层52由将AlGaAs或者GaAs作为主成分的化合物半导体形成。另外，AlGaAs与GaAs相比，具有伴随着温度的上升而电阻率的上升更急剧这样的性质。若集电极镇流电阻4201(图4B)的电阻值Rcb变大，则针对雪崩电流Ica(图4B)的负的反馈效果变高。因此，在希望得到更大的负的反馈效果的情况下，优选使集电极镇流电阻层52由AlGaAs形成。

[0071] 在第1实施例中，参照图2对输出级放大电路42进行了说明，但初级放大电路41也可以采用与图2所示的等效电路图相同的电路结构。由此，在初级放大电路41中也能够抑制雪崩倍增的产生。

[0072] 在第1实施例中，基板50、集电极层54以及基极层55使用GaAs，发射极层56使用InGaP，但也可以使用其他的化合物半导体材料而构成异质结双极晶体管。

[0073] [第2实施例]

[0074] 接下来，参照图5至图7B的附图，对第2实施例的HBT进行说明。以下，关于与第1实施例的HBT共用的结构，省略说明。

[0075] 图5是使用了第2实施例的HBT的输出级放大电路42(图1)的等效电路图。在第1实施例中，与HBT420对应地组装基极镇流电阻426(图2)，但在第2实施例中没有设置基极镇流电阻。由于没有设置基极镇流电阻，因此多个HBT420的基极彼此相互短路。另外，相对于多个HBT420，连接有一个DC切割电容器425。

[0076] 在第2实施例中，取代基极镇流电阻，而在HBT420中分别组装发射极镇流电阻4202。HBT420的发射极经由发射极镇流电阻4202而接地。即，在HBT420中分别内置有集电极镇流电阻4201和发射极镇流电阻4202。偏置电压以不会从输出级偏置电路47经由基极镇流电阻的方式施加给HBT420的各个基极。

[0077] 图6是第2实施例的HBT420的剖视图。在第1实施例中，在发射极层56(图3)上直接形成有第1接触层57。在第2实施例中，在从发射极层56观察时，在与基极层55相反侧(在发射极层56与第1接触层57之间)配置发射极镇流电阻层66。并且，在发射极镇流电阻层66与发射极层56之间配置隔离层65。第2实施例的HBT420的其他的剖面构造与第1实施例的HBT420的剖面构造(图3)相同。

[0078] 发射极镇流电阻层66具有从发射极层56侧朝向第1接触层57侧(朝向上方)顺次层叠了第1发射极镇流电阻层66A、第2发射极镇流电阻层66B以及第3发射极镇流电阻层66C而成的多层构造。第1发射极镇流电阻层66A、第2发射极镇流电阻层66B以及第3发射极镇流电阻层66C由Si的掺杂浓度为1×1017cm－3的n型AlGaAs形成。第1发射极镇流电阻层66A的AlAs摩尔比朝向上方从0变化到0.33。第2发射极镇流电阻层66B的AlAs摩尔比恒定为0.33。第3发射极镇流电阻层66C的AlAs摩尔比朝向上方从0.33变化到0。第1发射极镇流电阻层66A、第2发射极镇流电阻层66B以及第3发射极镇流电阻层66C的厚度分别为50nm、200nm以及50nm。

[0079] 隔离层65由Si的掺杂浓度为3×1017cm－3的n型GaAs形成，其厚度为100nm。

[0080] 在厚度方向上具有组成梯度的第1发射极镇流电阻层66A具有在发射极镇流电阻层66与隔离层65的接合界面上防止传导带和价电子带产生尖峰、下凹的作用。同样，第3发射极镇流电阻层66C具有在发射极镇流电阻层66与第1接触层57的接合界面上防止传导带和价电子带产生尖峰、下凹的作用。隔离层65具有防止由于使发射极层56与发射极镇流电阻层66直接接触而导致的可靠性的降低的作用。

[0081] 接下来，参照图7A和图7B对第2实施例的卓越效果进行说明。

[0082] 图7A是用于对设置有基极镇流电阻426和集电极镇流电阻4201的HBT电路的动作进行说明的等效电路图。经由基极镇流电阻426而对HBT的基极施加基极偏置电压Vb，经由集电极镇流电阻4201而对HBT420的集电极施加集电极偏置电压Vc。

[0083] 图7A示出在HBT的集电极中雪崩电流Ica与通常动作时的集电极电流Ic重叠地流动的状态。在HBT的基极中，因雪崩电流Ica引起的基极电流Iba在与通常动作时的基极电流Ib相反的方向上流动。因此，若基极电流Iba流动，则与通常动作时相比，基极电压与因基极电流Iba引起的基极镇流电阻426的电压下降对应地上升。基极电压的上升向使集电极电流增加的方向发挥作用。因此，基极镇流电阻426有时会减少集电极镇流电阻4201所具有的雪崩电流Ica的抑制效果。

[0084] 图7B是用于对针对第2实施例的HBT420的雪崩倍增的动作进行说明的等效电路图。用于抑制HBT420的热失控的基极镇流电阻没有被插入，取而代之，将发射极镇流电阻4202插入。即使由于产生雪崩倍增而使基极电流Iba流动，基极电压也几乎不会变动。另外，即使雪崩电流Ica流动，其大部分也会从基极流出，因此发射极电流Ie几乎不会增加。因此，即使将发射极镇流电阻4202插入，发射极电压也几乎不会变动。因此，发射极镇流电阻4202不会减少集电极镇流电阻4201所具有的对雪崩倍增的产生进行抑制的效果。这样，在第2实施例中，能够抑制插入集电极镇流电阻4201的效果减少的情况。

[0085] [第3实施例]

[0086] 接下来，参照图8对第3实施例的HBT进行说明。以下，关于与第1实施例(图3)的HBT共用的结构，省略说明。

[0087] 图8是第3实施例的HBT的剖视图。在第1实施例(图3)中，在第1子集电极层51上直接形成了集电极镇流电阻层52。在第3实施例中，在第1子集电极层51与集电极镇流电阻层52之间配置有第1蚀刻停止层71。在第1蚀刻停止层71使用能够针对第1蚀刻停止层71而对集电极镇流电阻层52进行选择性蚀刻的半导体材料。例如，集电极镇流电阻层52使用包括As作为V属元素的半导体材料，第1蚀刻停止层71使用包括P作为V属元素的半导体材料。

[0088] 例如，第1蚀刻停止层71由Si的掺杂浓度为5×1018cm－3、InP的摩尔比为0.48的n型InGaP形成，其厚度为5nm。另外，第1蚀刻停止层71在俯视时以扩展到集电极镇流电阻层52的外侧的方式配置。在配置集电极电极60的区域中，将第1蚀刻停止层71去除。

[0089] 接下来，对第3实施例的卓越效果进行说明。在第3实施例中，在形成从集电极镇流电阻层52到发射极层56的由半导体层构成的台面形状的蚀刻处理中，能够在第1蚀刻停止层71的上表面再现性良好地停止蚀刻。因此，在第3实施例中，除了第1实施例的卓越效果之外，还得到与利用时间控制使蚀刻停止的情况相比能够提高制造成品率这样的效果。

[0090] 优选第1蚀刻停止层71的厚度减薄成不会妨碍集电极镇流电阻层52与第1子集电极层51之间的集电极电流的流动的程度。例如，优选采用在集电极镇流电阻层52与第1子集电极层51之间发现隧道现象的程度的薄层。例如，优选使第1蚀刻停止层71的厚度为30nm以下。相反，若使第1蚀刻停止层71过度薄，则蚀刻停止的再现性会降低。为了在第1蚀刻停止层71中再现性良好地停止蚀刻，优选使第1蚀刻停止层71的厚度为5nm以上。

[0091] [第4实施例]

[0092] 接下来，参照图9对第4实施例的HBT进行说明。以下，关于与第1实施例(图3)的HBT共用的结构，省略说明。

[0093] 图9是第4实施例的HBT的剖视图。在第4实施例中，与第3实施例(图8)同样，在第1子集电极层51与集电极镇流电阻层52之间配置有第1蚀刻停止层71。并且，与第2实施例(图6)同样，在发射极层56与第1接触层57之间配置有隔离层65和发射极镇流电阻层66。

[0094] 在第4实施例中，与第2实施例同样得到能够抑制雪崩倍增的产生这样的卓越效果，与第3实施例同样得到得到能够提高制造成品率这样的卓越效果。

[0095] [第5实施例]

[0096] 接下来，参照图10至图12的附图对第5实施例的高频电力放大电路进行说明。以下，关于与内置有第1实施例(图1、图2、图3)的HBT的高频电力放大电路共用的结构，省略说明。

[0097] 图10是第5实施例的高频电力放大电路的框图。在第1实施例(图1)中，从初级偏置电路46向初级放大电路41的偏置供给、以及从输出级偏置电路47向输出级放大电路42的偏置供给分别各为1个系统。在第5实施例中，从初级偏置电路46向初级放大电路41的偏置供给、以及从输出级偏置电路47向输出级放大电路42的偏置供给分别在2个系统中进行。

[0098] 图11是第5实施例的高频电力放大电路中包括的输出级放大电路42(图10)的等效电路图。在第5实施例中，第1异质结双极晶体管421(以下，是指第1HBT421。)与第2异质结双极晶体管422(以下，是指第2HBT422。)进行栅-阴连接而构成栅-阴放大器电路。第2HBT422的发射极被接地，第2HBT422的集电极与第1HBT421的发射极连接。经由电感器49对第1HBT421的集电极供给电源电压。在第1HBT421内置有与集电极连接的集电极镇流电阻
4211。

[0099] 由第1HBT421和第2HBT422构成的一个栅-阴放大器电路与第1实施例的一个HBT420(图2)对应。在第1实施例中将多个HBT420并联连接。与之同样，在第5实施例中，将由第1HBT421和第2HBT422构成的多个栅-阴放大器电路并联连接。在栅-阴放大器电路中，第2HBT422主要具有提高高频特性的作用，第1HBT421主要具有提高耐压的作用。

[0100] 从输出级偏置电路47经由第1偏置供给系统471而对第2HBT422的基极施加偏置电压。并且，与第1实施例(图2)的情况同样，从级间匹配电路44经由DC切割电容器425而对第2HBT422的基极输入高频信号。第2HBT422构成发射极接地电路。与第1实施例(图2)的情况同样地，在第1偏置供给系统471中插入基极镇流电阻426。

[0101] 从输出级偏置电路47经由第2偏置供给系统472而对第1HBT421的基极施加偏置电压。对第1HBT421的基极供给直流的恒定电压，并且第1HBT421的基极经由接地用的电容器427交流地以低电阻接地。第1HBT421构成基极接地电路。从第1HBT421的基极观察输出级偏置电路47时的电阻比从第2HBT422的基极观察级间匹配电路44时的电阻充分小。例如，从第
1HBT421的基极观察输出级偏置电路47时的电阻为从第2HBT422的基极观察级间匹配电路
44和输出级偏置电路47时的电阻的1/10以下。

[0102] 图12是构成第5实施例的高频电力放大电路中包括的一个栅-阴放大器电路的半导体装置的剖视图。与第1实施例(图3)的情况同样，在基板50上顺次层叠第1子集电极层51、集电极镇流电阻层52、第2子集电极层53、集电极层54、基极层55、发射极层56、第1接触层57、第2接触层58以及第3接触层59。基板50的面内的第1区域81的第1子集电极层51、集电极镇流电阻层52、第2子集电极层53、集电极层54、基极层55以及发射极层56构成第
1HBT421。与第1区域81不同的第2区域82的第2子集电极层53、集电极层54、基极层55以及发射极层56构成第2HBT422。另外，在第2区域82中也配置有第1子集电极层51和集电极镇流电阻层52。集电极镇流电阻层52和比集电极镇流电阻层52靠上的半导体层按照第1区域81和第2区域82在物理上被分离。

[0103] 与第1实施例的HBT420(图3)同样，第1HBT421的集电极电极60与第1区域81的第1子集电极层51连接。第1HBT421的基极电极61与第1区域81的基极层55连接。第1HBT421的发射极电极62经由第1区域81的第3接触层59、第2接触层58以及第1接触层57而与发射极层56连接。它们的连接结构与第1实施例的HBT420中的连接结构相同。

[0104] 第2HBT422的集电极电极60与第2区域82的第2子集电极层53连接。第2HBT422的基极电极61与第2区域82的基极层55连接。第2HBT422的发射极电极62经由第2区域82的第3接触层59、第2接触层58以及第1接触层57与发射极层56连接。

[0105] 为了使第2HBT422的第2子集电极层53与集电极电极60连接，而在俯视时第2区域82的第2子集电极层53扩展到集电极层54的外周更靠的外侧。在第2子集电极层53的、扩展到集电极层54的外周更靠的外侧的部分配置有第2HBT422的集电极电极60。为了实现该构造，在第2子集电极层53的蚀刻加工时，使用与集电极层54的蚀刻加工时的蚀刻掩模不同的蚀刻掩模。因此，在第1区域81中，也具有第2子集电极层53扩展到比集电极层54稍稍靠外侧的形状。即，在第1HBT421的第2子集电极层53与集电极层54的界面产生阶梯差。

[0106] 第1区域81的第1子集电极层51与第2区域82的第1子集电极层51通过隔离部83而相互电绝缘。隔离部83是通过例如进行H或者He的离子注入直到比第1子集电极层51与基板50的界面更深的区域为止而形成的。

[0107] 相互连接布线85将第1HBT421的发射极电极62和第2HBT422的集电极电极60连接。由此，第2HBT422的集电极层54与第1HBT421的发射极层56电连接。

[0108] 接下来，对第5实施例的卓越效果进行说明。在第5实施例中，通过将第1HBT421和第2HBT422进行栅-阴连接，能够提高高频特性，并且提高耐压。在第5实施例所示的栅-阴连接中，第2HBT422的集电极发射极间的电压的振幅几乎为0，高频电压实际上仅施加给第1HBT421的发射极集电极间。因此，在第1HBT421中容易产生雪崩倍增，在第2HBT422中不容易产生雪崩倍增。在第5实施例中，容易产生雪崩倍增的第1HBT421的集电极与集电极镇流电阻4211连接，因此能够抑制第1HBT421中的雪崩倍增的产生。另外，作为集电极镇流电阻
4211发挥功能的集电极镇流电阻层52配置在与第1HBT421的集电极层54几乎重叠的位置，因此能够与第1实施例的情况同样地，抑制芯片尺寸的增大。

[0109] 不容易产生雪崩倍增的第2HBT422的集电极没有与集电极镇流电阻连接，因此能够防止输出的降低。

[0110] 配置有第1HBT421的第1区域81与配置有第2HBT422的第2区域82的半导体层的层叠构造相同。在第2区域82中残留有集电极镇流电阻层52的状态下形成有在第2区域82中没有连接集电极镇流电阻的第2HBT422。因此，与将第2区域82的集电极镇流电阻层52去除的情况相比，能够使制造工序简单化。

[0111] [第6实施例]

[0112] 接下来，参照图13对第6实施例的高频电力放大电路进行说明。以下，关于与第5实施例(图10、图11、图12)的高频电力放大电路共用的结构，省略说明。

[0113] 图13是第6实施例的高频电力放大电路中包括的输出级放大电路42(图10)的等效电路图。在第5实施例(图11)中，将由第1HBT421和第2HBT422构成的多个栅-阴放大器电路并联地连接而构成输出级放大电路42。与此相对，在第6实施例中，将由并联连接的多个第1HBT421构成的第1并联电路423和由并联连接的多个第2HBT422构成的第2并联电路424进行栅-阴连接而构成输出级放大电路42。多个第1HBT421的基极分别与基极镇流电阻426连接。在第5实施例(图11)中，多个第1HBT421的基极经由一个电容器427而交流地接地。在第6实施例中，多个第1HBT421的基极分别经由基极接地用的电容器427而交流地以低电阻接地。

[0114] 接下来，对第6实施例的卓越效果进行说明。在第6实施例中，也能够得到与第5实施例相同的卓越效果。在第5实施例中，在第1HBT421与第2HBT422之间对应每个HBT420而设置隔离部83(图12)。与此相对，在第6实施例中，只要在由多个第1HBT421构成的第1并联电路423与由多个第2HBT422构成的第2并联电路424之间设置一个隔离部即可。

[0115] [第7实施例]

[0116] 接下来，参照图14和图15对第7实施例的高频电力放大电路进行说明。以下，关于与第5实施例(图10、图11、图12)的高频电力放大电路共用的结构，省略说明。

[0117] 图14是第7实施例的高频电力放大电路中包括的输出级放大电路42(图10)的等效电路图。在第5实施例中，多个第2HBT422的各个基极与基极镇流电阻426连接。在第7实施例中，第2HBT422的基极没有与基极镇流电阻连接，取而代之，与第2实施例(图5)同样，在第2HBT422分别内置有与发射极连接的发射极镇流电阻4222。第2HBT422的各个发射极经由发射极镇流电阻4222而接地。并且，第1HBT421也内置有与发射极连接的发射极镇流电阻
4212。因此，第2HBT422的集电极经由发射极镇流电阻4212而与第1HBT421的发射极连接，构成栅-阴放大器电路。

[0118] 图15是构成第7实施例的高频电力放大电路中包括的一个栅-阴放大器电路的半导体装置的剖视图。在第5实施例的栅-阴放大器电路(图12)中，在发射极层56上直接配置有第1接触层57。在第7实施例中，与第2实施例(图6)同样，在发射极层56与第1接触层57之间配置有隔离层65和发射极镇流电阻层66。

[0119] 接下来，对第7实施例的卓越效果进行说明。

[0120] 在第7实施例中，发射极镇流电阻4212、4222分别实现抑制第1HBT421和第2HBT422的热失控的作用。另外，由于没有设置基极镇流电阻，因此与第2实施例同样，集电极镇流电阻4211所具有的抑制雪崩倍增的产生的效果不会减少。

[0121] [第8实施例]

[0122] 接下来，参照图16对第8实施例的高频电力放大电路进行说明。以下，关于与第6实施例(图13)的高频电力放大电路共用的结构，省略说明。

[0123] 图16是第8实施例的高频电力放大电路中包括的输出级放大电路42(图10)的等效电路图。在第6实施例(图13)中，第2HBT422的各个基极与基极镇流电阻426连接。与此相对，在第8实施例中，第2HBT422的基极没有与基极镇流电阻连接，第2HBT422内置有与发射极连接的发射极镇流电阻4222。同样，第1HBT421的各个基极也没有与基极镇流电阻连接，第1HBT421内置有与发射极连接的发射极镇流电阻4212。并且，第1HBT421内置有与集电极连接的集电极镇流电阻4211。另外，由于没有与基极镇流电阻连接，因此相对于多个第
1HBT421设置有一个接地用的电容器427。

[0124] 接下来，对第8实施例的卓越效果进行说明。在第8实施例中，由于没有配置基极镇流电阻，因此与第7实施例(图14)和第2实施例(图5)同样，集电极镇流电阻4211所具有的抑制雪崩倍增的产生的效果不会减少。

[0125] [第9实施例]

[0126] 接下来，参照图17至图26的附图而对第9实施例的高频电力放大电路进行说明。以下，关于与第5实施例(图10、图11、图12)的高频电力放大电路共用的结构，省略说明。

[0127] 图17是构成第9实施例的高频电力放大电路中包括的一个栅-阴放大器电路的半导体装置的剖视图。与第5实施例(图12)同样，在基板50的第1区域81形成第1HBT421，在第2区域82形成第2HBT422，第1HBT421与第2HBT422进行栅-阴连接。

[0128] 在第5实施例(图12)中第1子集电极层51与集电极镇流电阻层52直接接触。与此相对，在第9实施例中，与第3实施例(图8)同样地，在第1子集电极层51与集电极镇流电阻层52之间配置有第1蚀刻停止层71。另外，在第5实施例(图12)中第2子集电极层53与集电极层54直接接触。与此相对，在第9实施例中，在第2子集电极层53与集电极层54之间配置有第2蚀刻停止层72。第1蚀刻停止层71和第2蚀刻停止层72分别由Si的掺杂浓度为5×1018cm－3、InP的摩尔比为0.48的n型InGaP形成，其厚度为5nm。

[0129] 与第3实施例(图8)同样地，第1蚀刻停止层71配置在第1子集电极层51的上表面的整个区域。另外，在第1HBT421的配置有集电极电极60的区域中，在第1蚀刻停止层71设置有开口，集电极电极60与第1子集电极层51进行欧姆接触。

[0130] 第2蚀刻停止层72配置在第2子集电极层53的上表面的整个区域。另外，第2HBT422的集电极电极60配置在设置于第2蚀刻停止层72的开口内，与第2子集电极层53进行欧姆接触。

[0131] 接下来，参照图18至图26的附图，对第9实施例的高频电力放大电路所使用的半导体装置的制造方法进行说明。图18至图26的附图是进行了栅-阴连接的第1HBT421与第2HBT422的制造中途阶段的剖视图。

[0132] 如图18所示，在由半绝缘性的GaAs构成的基板50上使第1子集电极层51、第1蚀刻停止层71、集电极镇流电阻层52、第2子集电极层53、第2蚀刻停止层72、集电极层54、基极层55、发射极层56、第1接触层57、第2接触层58、第3接触层59按顺序外延生长。这些半导体层的生长能够使用例如有机金属气相外延法。

[0133] 在第1区域81和第2区域82的第3接触层59的一部分的区域上分别形成第1HBT421(图17)的发射极电极62和第2HBT422(图17)的发射极电极62。这些发射极电极62能够通过例如微影、蒸镀以及剥离形成。

[0134] 如图19所示，将光致抗蚀剂(未图示)作为蚀刻掩模，对第3接触层59、第2接触层58以及第1接触层57的不必要的部分进行蚀刻去除。该蚀刻能够应用湿式蚀刻，该湿式蚀刻使用了例如使浓度为85重量％的磷酸、浓度为35重量％的过氧化氢水以及水按照体积比为1：2：40的比例混合后的蚀刻。该蚀刻具有针对由n型InGaP构成的发射极层56对从第3接触层
59到第1接触层57这3层进行选择性地蚀刻的蚀刻选择性。

[0135] 如图20所示，在发射极层56的规定的区域上形成基极电极61。基极电极61的形成能够应用微影、蒸镀以及剥离。通过在形成了基极电极61后进行烧结，而使基极电极61与基极层55进行欧姆接触。

[0136] 如图21所示，将光致抗蚀剂(未图示)作为蚀刻掩模而对发射极层56的不必要的部分进行蚀刻去除，使基极层55露出。发射极层56的蚀刻能够应用例如作为蚀刻使用了盐酸的湿式蚀刻。该蚀刻具有针对由p型GaAs构成的基极层55对n型InGaP构成的发射极层56进行选择性地蚀刻的蚀刻选择性。

[0137] 如图22所示，保持原样地利用在发射极层56的蚀刻时(图21)所使用的蚀刻掩模(未图示)而对基极层55和集电极层54的不必要的部分进行蚀刻去除。该蚀刻能够使用与从第3接触层59到第1接触层57这3层的蚀刻(图19)时相同的蚀刻。该蚀刻具有针对由n型InGaP构成的第2蚀刻停止层72对由n型GaAs构成的集电极层54进行选择性地蚀刻的蚀刻选择性。

[0138] 如图23所示，通过进行离子注入而形成隔离部83。用于形成隔离部83的离子种能够使用例如H或者He。隔离部83到达比第1子集电极层51与基板50的界面深的位置。

[0139] 如图24所示，在第2区域82的第2蚀刻停止层72上形成第2HBT422的集电极电极60。集电极电极60是通过将光致抗蚀剂用作蚀刻掩模并在第2蚀刻停止层72形成开口，在该开口内对作为集电极电极60的金属层进行了蒸镀之后，进行剥离而形成的。

[0140] 如图25所示，将光致抗蚀剂作为蚀刻掩模(未图示)，将第1区域81的不必要的第2蚀刻停止层72去除，使第2子集电极层53露出。该蚀刻能够应用使用了盐酸的湿式蚀刻。该蚀刻具有针对由n型GaAs构成的第2子集电极层53对由n型InGaP构成的第2蚀刻停止层72进行选择性地蚀刻的蚀刻选择性。

[0141] 如图26所示，保持原样地利用在第2蚀刻停止层72的蚀刻时(图25)所使用的蚀刻掩模(未图示)而对第2子集电极层53和集电极镇流电阻层52的不必要的部分进行蚀刻去除。该蚀刻能够使用与从第3接触层59到第1接触层57这3层的蚀刻(图19)所使用的蚀刻相同的蚀刻。该蚀刻具有针对由n型InGaP构成的第1蚀刻停止层71对由n型AlGaAs构成的集电极镇流电阻层52进行选择性地蚀刻的蚀刻选择性。

[0142] 如图17所示，在第1区域81形成第1HBT421的集电极电极60。集电极电极60是将光致抗蚀剂用作蚀刻掩模并在第1蚀刻停止层71形成开口，在该开口内对作为集电极电极60的金属层进行了蒸镀之后，进行剥离而形成的。

[0143] 然后，进行作为基极镇流电阻426(图11)的电阻体的形成、层间绝缘膜的形成、布线的形成、钝化膜的形成、基板50的薄层化、芯片分离等。

[0144] 接下来，对第9实施例的卓越效果进行说明。在第9实施例中，与第5实施例同样，能够抑制雪崩倍增，并且抑制芯片尺寸的增大。并且，通过配置第1蚀刻停止层71和第2蚀刻停止层72，能够提高蚀刻深度的控制性。由此，能够实现成品率的提高。

[0145] [第10实施例]

[0146] 接下来，参照图27对第10实施例的HBT进行说明。以下，关于与第1实施例的HBT(图3)共用的结构，省略说明。

[0147] 图27是第10实施例的HBT的剖视图。在第1实施例中，集电极镇流电阻层52由组成均匀的n型AlGaAs构成。与此相对，在第10实施例中，集电极镇流电阻层52包括第1集电极镇流电阻层521、第2集电极镇流电阻层522以及第3集电极镇流电阻层523这3层。第1集电极镇流电阻层521与第2子集电极层53接触。第3集电极镇流电阻层523与第1子集电极层51接触。第2集电极镇流电阻层522配置在第1集电极镇流电阻层521与第3集电极镇流电阻层523之间。

[0148] 第1集电极镇流电阻层521、第2集电极镇流电阻层522以及第3集电极镇流电阻层523都由Si的掺杂浓度为1×1017cm－3的n型AlGaAs形成。第3集电极镇流电阻层523的AlAs的摩尔比从下向上方从0变化到0.33。第2集电极镇流电阻层522的AlAs的摩尔比恒定为0.33。
第1集电极镇流电阻层521的AlAs的摩尔比从下向上方从0.33变化到0。第1集电极镇流电阻层521和第3集电极镇流电阻层523的厚度为50nm，第2集电极镇流电阻层522的厚度为
200nm。

[0149] 接下来，对第10实施例的卓越效果进行说明。在第10实施例中，除了第1实施例的卓越效果之外，得到能够消除第1子集电极层51与集电极镇流电阻层52的界面中的传导带下端的能量的不连续这样的效果。并且，得到能够消除集电极镇流电阻层52与第2子集电极层53的界面中的传导带下端的能量的不连续这样的效果。由此，能够抑制针对电子的不必要的势垒的产生。

[0150] 接下来，对第10实施例的变形例进行说明。

[0151] 在第10实施例中，使第1集电极镇流电阻层521、第2集电极镇流电阻层522以及第3集电极镇流电阻层523的Si掺杂浓度相同，但未必是相同的。为了使3层结构的集电极镇流18 －3
电阻层52作为集电极镇流电阻而发挥功能，优选使这3层的Si掺杂浓度为1×10 cm 以下。

[0152] 另外，在第10实施例中，可以使第2集电极镇流电阻层522的AlAs的摩尔比为0.33，但可以使AlAs的摩尔比为0.43以下。在该情况下，第3集电极镇流电阻层523与第2集电极镇流电阻层522的界面中的第3集电极镇流电阻层523的AlAs的摩尔比可以与第2集电极镇流电阻层522的AlAs的摩尔比相同。同样，第1集电极镇流电阻层521与第2集电极镇流电阻层522的界面中的第1集电极镇流电阻层521的AlAs的摩尔比可以与第2集电极镇流电阻层522的AlAs的摩尔比相同。

[0153] 接下来，参照图28对第10实施例的其他的变形例进行说明。

[0154] 图28是第10实施例的本变形例的HBT的剖视图。在第10实施例中，集电极镇流电阻层52由第1集电极镇流电阻层521、第2集电极镇流电阻层522以及第3集电极镇流电阻层523这3层构成。与此相对，在本变形例中，省略第3集电极镇流电阻层523(图27)，第2集电极镇流电阻层522与第1子集电极层51直接接触。

[0155] 在本变形例中，与第10实施例同样，得到在集电极镇流电阻层52与第2子集电极层53的界面中，在传导带下端不会产生能量的不连续这样的效果。另外，在第1子集电极层51与集电极镇流电阻层52的界面，在传导带下端产生能量的不连续。但是，第2集电极镇流电阻层522的电子亲和力比第1子集电极层51的电子亲和力小，因此在两者的界面上针对从集电极镇流电阻层52朝向第1子集电极层51的电子的势垒较低。因此，在本变形例中，也能够得到抑制针对电子的不必要的势垒的产生这样的充分的效果。

[0156] [第11实施例]

[0157] 接下来，参照图29对第11实施例的半导体装置进行说明。以下，关于与第5实施例的半导体装置(图10、图11、图12)共用的结构，省略说明。

[0158] 图29是第11实施例的半导体装置的剖视图。与第5实施例(图12)的情况同样，相互进行了栅-阴连接的第1HBT421和第2HBT422配置在基板50上。在第5实施例中，使集电极镇流电阻层52由组成均匀的n型AlGaAs构成。与此相对，在第11实施例中，与第10实施例(图27)同样，包括在厚度方向上组成变化的第1集电极镇流电阻层521、组成均匀的第2集电极镇流电阻层522、以及在厚度方向上组成变化的第3集电极镇流电阻层523。第3集电极镇流电阻层523配置在最基板50侧(下侧)，第2集电极镇流电阻层522配置在第3集电极镇流电阻层523与第1集电极镇流电阻层521之间。

[0159] 第1集电极镇流电阻层521、第2集电极镇流电阻层522以及第3集电极镇流电阻层523的组成、掺杂浓度、厚度与第10实施例的这些层的组成、掺杂浓度、厚度相同。

[0160] 接下来，对第11实施例的卓越效果进行说明。在第11实施例中，与第10实施例同样，能够抑制针对电子的不必要的势垒的产生。

[0161] 接下来，参照图30对第11实施例的变形例的半导体装置进行说明。

[0162] 图30是第11实施例的本变形例的半导体装置的剖视图。在本变形例中，与图28所示的第10实施例的变形例同样，集电极镇流电阻层52由第1集电极镇流电阻层521和第2集电极镇流电阻层522这双层构成。没有设置第11实施例的第3集电极镇流电阻层523(图29)。

[0163] 在本变形例中，也与图28所示的第10实施例的变形例同样，能够得到抑制针对电子的不必要的势垒的产生这样的充分的效果。

[0164] [第12实施例]

[0165] 接下来，参照图31对第12实施例的高频电力放大电路进行说明。以下，关于与第6实施例的高频电力放大电路(图13)共用的结构，省略说明。

[0166] 图31是第12实施例的高频电力放大电路中包括的输出级放大电路的等效电路图。在第6实施例(图13)中，第1HBT421的各个基极经由接地用的电容器427而交流地以低电阻接地。在第12实施例中，第1HBT421的基极分别经由基极电容器428而接地。从第1HBT421的基极观察接地侧的电阻与从第2HBT422的基极观察高频信号的输入侧的电阻几乎相等。另外，在第6实施例(图13)中，在第2HBT422没有内置集电极镇流电阻，但在第12实施例中，在第2HBT422中还内置有集电极镇流电阻4221。

[0167] 为了使第2HBT422内置集电极镇流电阻4221，例如在图12中，只要使第2HBT422的集电极电极60与第1HBT421的集电极电极60同样地与第1子集电极层51连接即可。

[0168] 接下来，对第12实施例的卓越效果进行说明。

[0169] 若使从第1HBT421的基极观察接地侧的电阻与从第2HBT422的基极观察高频信号的输入侧的电阻几乎相等，则第1HBT421与第2HBT422进行几乎相同的放大动作。因此，第1HBT421的集电极发射极间电压与第2HBT422的集电极发射极间电压几乎相等。其结果为，能够与第1实施例(图2)的输出级放大电路相比，将输出电压提高到大约2倍。

[0170] 另外，由于在第1HBT421和第2HBT422分别内置有集电极镇流电阻4211、4221，因此能够抑制芯片的增大、并且抑制雪崩倍增的产生。

[0171] [第13实施例]

[0172] 接下来，参照图32对第13实施例的高频电力放大电路进行说明。以下，关于与第8实施例的高频电力放大电路(图16)共用的结构，省略说明。

[0173] 图32是第13实施例的高频电力放大电路中包括的输出级放大电路的等效电路图。在第8实施例(图16)中，第1HBT421的基极经由一个接地用的电容器427而交流地以低电阻接地。在第13实施例中，第1HBT421的基极经由一个基极电容器428而接地。从第1HBT421的基极观察接地侧的电阻与第12实施例的情况同样，与从第2HBT422的基极观察高频信号的输入侧的电阻几乎相等。另外，在第8实施例(图16)中，在第2HBT422中没有内置集电极镇流电阻，但在第13实施例中，在第2HBT422中还内置有集电极镇流电阻4221。

[0174] 接下来，对第13实施例的卓越效果进行说明。在第13实施例中也与第12实施例同样，能够提高输出电压。并且，由于在第1HBT421和第2HBT422中分别内置有集电极镇流电阻4211、4221，因此能够抑制芯片的增大、并且抑制雪崩倍增的产生。

[0175] 上述的各实施例是例示，当然能够进行不同的实施例所示的结构的局部性的替换或者组合。关于基于多个实施例的相同的结构的相同的作用效果，没有针对每个实施例而依次提到。并且，本发明不限于上述的实施例。例如，能够进行各种变更、改进、组合等对于本领域技术人员来说是显而易见的。

[0176] 附图标记的说明

[0177] 40...高频电力放大器；41...初级放大电路；42...输出级放大电路；43...输入匹配电路；44...级间匹配电路；45...输出匹配电路；46...初级偏置电路；47...输出级偏置电路；48、49...电感器；50...基板；51...第1子集电极层；52...集电极镇流电阻层；53...第2子集电极层；54...集电极层；55...基极层；56...发射极层；57...第1接触层；58...第2接触层；59...第3接触层；60...集电极电极；61...基极电极；62...发射极电极；65...隔离层；66...发射极镇流电阻层；66A...第1发射极镇流电阻层；66B...第2发射极镇流电阻层；66C...第3发射极镇流电阻层；71...第1蚀刻停止层；72...第2蚀刻停止层；81...第1区域；
82...第2区域；83...隔离部；85...相互连接布线；420...HBT；421...第1异质结双极晶体管(第1HBT)；422...第2异质结双极晶体管(第2HBT)；423...第1HBT的并联电路；424...第
2HBT的并联电路；425...DC切割电容器；426...基极镇流电阻；427...接地用的电容器；
428...基极电容器；471...第1偏置供给系统；472...第2偏置供给系统；521...第1集电极镇流电阻层；522...第2集电极镇流电阻层；523...第3集电极镇流电阻层；4201...集电极镇流电阻；4202...发射极镇流电阻；4211...集电极镇流电阻；4212...发射极镇流电阻；
4221...集电极镇流电阻；4222...发射极镇流电阻；RFin...高频信号输入端子；Vbias1...初级偏置控制端子；Vbias2...输出级偏置控制端子；Vbat...偏置电路用电源电压供给端子；RFout...高频信号输出端子；Vcc1...初级放大电路用电源电压供给端子；Vcc2...输出级放大电路用电源电压供给端子。