JP2006344884A - Heterojunction semiconductor device and manufacturing method thereof - Google Patents

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Junichiro Kobayashi
純一郎 小林
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To enhance properties such as high-frequency properties by reducing both base-collector capacitance and base contact resistance. <P>SOLUTION: A heterojunction bipolar transistor 24a has a laminate that consists of at least a collector layer 3, a base layer 4, and an emitter layer 5. In the heterojunction bipolar transistor 24a; an emitter cap layer 6, the emitter layer 5, and the collector layer 3 form an undercut shape. Each undercut portion is filled with an organic insulating film 9A or 9B, and a base electrode 12 is formed in a section from the side surface to a portion of the top surface of the base layer 4 that is self-alignedly formed relative to an emitter electrode 7 by means of a liftoff process performed after an omnidirectional vapor deposition process. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、例えば、超高速デジタル集積回路やマイクロ波アナログ集積回路、光信号増幅デバイス等に好適なヘテロ接合型半導体装置及びその製造方法に関するものである。   The present invention relates to a heterojunction semiconductor device suitable for, for example, an ultrahigh-speed digital integrated circuit, a microwave analog integrated circuit, an optical signal amplification device, and the like, and a method for manufacturing the same.

従来、エミッタ層にワイドギャップの半導体を用いるヘテロ接合型バイポーラトランジスタ(以下、HBT(Hetero junction Bipolar Transistor)と称することがある。)は、エミッタ注入効率が高くて電流利得が高いこと、また、高い電流利得を維持しつつベース抵抗を小さくすることができることから、超高速デバイスとして有望なものである。   Conventionally, a heterojunction bipolar transistor (hereinafter sometimes referred to as HBT (Hetero junction Bipolar Transistor)) using a wide gap semiconductor for the emitter layer has a high emitter injection efficiency and a high current gain. Since the base resistance can be reduced while maintaining the current gain, it is promising as an ultrahigh-speed device.

また、HBTは、単一電源動作が可能で、低消費電力、高線形性及び高電力密度等の特徴を有するため、携帯電話の電力増幅器用の素子として広く用いられるようになっている。更に、高速動作が可能という特性により、高速光通信向けのデジタルIC用の素子としても用いられている。これらの用途において素子には、高性能は勿論のことであるが、高い信頼性が要求される。   In addition, the HBT is capable of single power supply operation and has features such as low power consumption, high linearity, and high power density, and thus has been widely used as an element for a power amplifier of a mobile phone. Furthermore, it is used as an element for a digital IC for high-speed optical communication because of its high-speed operation. In these applications, the device is required to have high reliability as well as high performance.

図16(A)について、HBTの一例74aを説明する(後述の特許文献1を参照)。   An example of an HBT 74a will be described with reference to FIG. 16A (see Patent Document 1 described later).

このヘテロ接合型バイポーラトランジスタ74aにおいては、半絶縁性GaAs基板(図示せず)上に、n+型GaAsサブコレクタ層(図示せず)、n型GaAsコレクタ層53、p型GaAsベース層54、n型AlGaAsエミッタ層55、n+型GaAsエミッタコンタクト層55b、ベース電極65及びエミッタ電極66を積層して形成し、エミッタ層55、エミッタコンタクト層55b及びエミッタ電極66の側面を絶縁膜70で覆っている。 In this heterojunction bipolar transistor 74a, on a semi-insulating GaAs substrate (not shown), an n + -type GaAs subcollector layer (not shown), an n-type GaAs collector layer 53, a p-type GaAs base layer 54, The n-type AlGaAs emitter layer 55, the n + -type GaAs emitter contact layer 55b, the base electrode 65, and the emitter electrode 66 are stacked, and the side surfaces of the emitter layer 55, the emitter contact layer 55b, and the emitter electrode 66 are covered with the insulating film 70. ing.

そして、コレクタ層53上のベース層に、濃度1×1020cm-3のカーボンが添加された真性ベース領域54bが形成されているが、このカーボンは水素によりパッシベーションされるため、正孔濃度は5×1019cm-3である。 An intrinsic base region 54b to which carbon having a concentration of 1 × 10 20 cm −3 is added is formed in the base layer on the collector layer 53. Since this carbon is passivated by hydrogen, the hole concentration is 5 × 10 19 cm −3 .

更に、ベース層周辺の表面部には、同じく濃度1×1020cm-3のカーボンが添加された外部ベース領域(ベースコンタクト領域)54cが形成されているが、このカーボンはほぼ100%活性化しているため、正孔濃度は1×1020cm-3になっている。なお、真性ベース領域54b上にエミッタ層55がヘテロ結合して形成され、外部ベース領域54c上に、ベース電極65がオーミック接触して形成されている。 Further, an external base region (base contact region) 54c to which carbon having a concentration of 1 × 10 20 cm −3 is added is formed on the surface portion around the base layer. This carbon is almost 100% activated. Therefore, the hole concentration is 1 × 10 20 cm −3 . The emitter layer 55 is formed by hetero-coupling on the intrinsic base region 54b, and the base electrode 65 is formed in ohmic contact on the external base region 54c.

図16(B)には、ヘテロ接合型バイポーラトランジスタの別の例74bが示されている(後述の特許文献2を参照)。   FIG. 16B shows another example 74b of a heterojunction bipolar transistor (see Patent Document 2 described later).

このヘテロ接合型バイポーラトランジスタ74bは、半絶縁性GaAs基板51上に、積層されたサブコレクタ層52、GaAsコレクタ層53、p型AlGaAsベース層54、n型AlGaAsエミッタ層55、n型InGaAsエミッタキャップ層76、エミッタコンタクト層55b、コレクタ電極67、ベース電極65及びエミッタ電極66が形成されたものである。   The heterojunction bipolar transistor 74b includes a sub-collector layer 52, a GaAs collector layer 53, a p-type AlGaAs base layer 54, an n-type AlGaAs emitter layer 55, and an n-type InGaAs emitter cap stacked on a semi-insulating GaAs substrate 51. A layer 76, an emitter contact layer 55b, a collector electrode 67, a base electrode 65, and an emitter electrode 66 are formed.

そして、非合金型電極材料よりなるエミッタ電極66がHBT74bの作製工程の最初の段階で形成され、このエミッタ電極66に対して、エミッタメサ及びベース電極65がセルフアライン(自己整合的)に形成され、更に、ベース電極65に対してベース、コレクタメサがセルフアライン的に形成される。   Then, an emitter electrode 66 made of a non-alloy type electrode material is formed in the first stage of the manufacturing process of the HBT 74b, and an emitter mesa and a base electrode 65 are formed in a self-aligned (self-aligned) manner with respect to the emitter electrode 66, Further, a base and a collector mesa are formed in a self-aligned manner with respect to the base electrode 65.

図17(A)には、このような構造と同様のエミッタレッジ型のヘテロ接合型バイポーラトランジスタ74cを示す。   FIG. 17A shows an emitter ledge type heterojunction bipolar transistor 74c similar to this structure.

このヘテロ接合型バイポーラトランジスタ74cは、エミッタ層55の下部が延設され、この延設部上にベース電極65が形成され、その下部にPt拡散領域(ベースコンタクト)73が形成されていること以外は、上記のヘテロ接合型バイポーラトランジスタ74bとほぼ同様の構造である。   In the heterojunction bipolar transistor 74c, a lower portion of the emitter layer 55 is extended, a base electrode 65 is formed on the extended portion, and a Pt diffusion region (base contact) 73 is formed on the lower portion. Has substantially the same structure as the heterojunction bipolar transistor 74b.

図17(B)には、他のヘテロ接合型バイポーラトランジスタ74dを示す。   FIG. 17B shows another heterojunction bipolar transistor 74d.

このヘテロ接合型バイポーラトランジスタ74dは、サブコレクタ層52と、コレクタ層53と、ベース層54と、ベース層54上に堆積したベース電極65(金属層)とを備えている。ベース電極65は、下部の半導体層がエッチングされてなる凹部空間62上に形成された金属エアブリッジ部61によって、コンタクトパッド63に向って伸びている。   The heterojunction bipolar transistor 74d includes a subcollector layer 52, a collector layer 53, a base layer 54, and a base electrode 65 (metal layer) deposited on the base layer 54. The base electrode 65 extends toward the contact pad 63 by a metal air bridge 61 formed on a recessed space 62 formed by etching a lower semiconductor layer.

金属エアブリッジ部61を作製するには、金属エアブリッジ部61の下部領域でサブコレクタ層52を選択的にエッチングする第1の局所エッチングステップと、同じく金属エアブリッジ部61の下部領域で少なくともコレクタ層53を選択的にエッチングする第2の局所エッチングステップとによって、空間62を形成する。   In order to fabricate the metal air bridge portion 61, a first local etching step of selectively etching the subcollector layer 52 in the lower region of the metal air bridge portion 61, and at least a collector in the lower region of the metal air bridge portion 61. A space 62 is formed by a second local etching step that selectively etches layer 53.

特開平7−211729号公報(第5頁左欄17行〜第5頁右欄6行、図1)JP-A-7-2111729 (page 5, left column, line 17 to page 5, right column, line 6, line 1) 特開平5−136159号公報(第4頁右欄17行〜第6頁左欄9行、図1)JP-A-5-136159 (page 4, right column, line 17 to page 6, left column, line 9, line 1) 特開2001−308321号公報(第5頁左欄5行〜第5頁左欄15行、図5)JP 2001-308321 A (5th page, left column, 5th line to 5th page, left column, 15th line, FIG. 5)

図16(A)に示すHBT74a、及び図16(B)に示すHBT74bでは、エミッタ層55からベース電極65にかけてのベース層54の長さを最小にして、ベース層54の内部抵抗である外部ベース抵抗を減らすために、エミッタ電極66に自己整合したベース電極65を形成している。   In the HBT 74a shown in FIG. 16A and the HBT 74b shown in FIG. 16B, the length of the base layer 54 from the emitter layer 55 to the base electrode 65 is minimized, and the external base that is the internal resistance of the base layer 54 is used. In order to reduce resistance, a base electrode 65 self-aligned with the emitter electrode 66 is formed.

しかしながら、この場合、ベース電極65はベース層54上に形成されるため、ベース電極65の面積の分だけベース層54の面積を大きくしなければならず、これによって、ベース層54とコレクタ層53との接合によるベース・コレクタ間容量が大きくなって高周波特性が悪化し易くなる。   However, in this case, since the base electrode 65 is formed on the base layer 54, the area of the base layer 54 must be increased by the area of the base electrode 65, and thereby the base layer 54 and the collector layer 53. As a result, the base-collector capacitance is increased and the high-frequency characteristics are likely to deteriorate.

また、図17(A)に示すエミッタレッジ構造のHBT74cにおいては、ベースメタルを合金化することにより形成されたPt拡散領域73を介して、ベース層54とベース電極65とを電気的に接続するが、ベースコンタクト抵抗が増大したり、不安定化し易い。   In the HBT 74c having the emitter ledge structure shown in FIG. 17A, the base layer 54 and the base electrode 65 are electrically connected through the Pt diffusion region 73 formed by alloying the base metal. However, the base contact resistance tends to increase or become unstable.

また、いずれのHBTにおいても、ベース配線のコンタクト部(ベース引き出し部又はベース電極取り出し部)をベース層54上に設けるが、配線パッド部の確保に面積が必要なため、ベース・コレクタ間容量が更に増大してしまう。これを防ぐために、「信学技報ED99-262,MW99-186,ICD99-237:P23−28」及び図17(B)に示すように、ベース電極取り出し部であるコンタクトパッド63下をメサ構造として空間62を形成することによって、ベース動作部から分離しているが、空間62の形成を伴う金属エアブリッジ部61の形成プロセスが複雑であり、そのプロセス上の制御が難しいなどの問題点がある。   In any HBT, a base wiring contact portion (base lead-out portion or base electrode lead-out portion) is provided on the base layer 54. Since an area is required to secure the wiring pad portion, the base-collector capacitance is increased. Further increase. In order to prevent this, a mesa structure is provided under the contact pad 63, which is the base electrode lead-out portion, as shown in "Science Technical Report ED99-262, MW99-186, ICD99-237: P23-28" and FIG. However, there is a problem in that the formation process of the metal air bridge portion 61 accompanied with the formation of the space 62 is complicated and control in the process is difficult. is there.

本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、ベース・コレクタ間容量及びエミッタ・ベース電極間の外部ベース抵抗を共に減少させ、高周波特性等の特性の向上を図ることができる、ヘテロ接合型半導体装置及びその製造方法を提供することにある。   The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to reduce both the base-collector capacitance and the emitter-base electrode external base resistance, and to improve characteristics such as high-frequency characteristics. It is an object of the present invention to provide a heterojunction semiconductor device and a method for manufacturing the same.

即ち、本発明は、少なくともコレクタ層とベース層とエミッタ層とからなる積層体を有するヘテロ接合型バイポーラ半導体装置において、前記ベース層の少なくとも側面にベース電極が形成されていることを特徴とする、ヘテロ接合型半導体装置、特にHBT(以下、同様)に係わるものである。   That is, the present invention is characterized in that, in a heterojunction bipolar semiconductor device having a laminate composed of at least a collector layer, a base layer, and an emitter layer, a base electrode is formed on at least a side surface of the base layer. The present invention relates to heterojunction semiconductor devices, particularly HBTs (hereinafter the same).

本発明は又、少なくともコレクタ層とベース層とエミッタ層とからなる積層体を有するヘテロ接合型半導体装置の製造方法において、
少なくともコレクタ層構成材料層とベース層構成材料層とエミッタ層構成材料層とを 積層する工程と、
前記ベース層構成材料層を加工して前記ベース層を形成する工程と、
前記ベース層の少なくとも側面にベース電極を形成する工程と
を有することを特徴とする、ヘテロ接合型半導体装置の製造方法に係わるものである。
The present invention also provides a method of manufacturing a heterojunction semiconductor device having a laminate including at least a collector layer, a base layer, and an emitter layer.
Laminating at least a collector layer constituent material layer, a base layer constituent material layer, and an emitter layer constituent material layer;
Processing the base layer constituent material layer to form the base layer;
And a step of forming a base electrode on at least a side surface of the base layer. The present invention relates to a method for manufacturing a heterojunction semiconductor device.

本発明によれば、ベース層の少なくとも側面にベース電極を形成しているために、ベース層上にベース電極を形成する場合に比べてベース層の面積を小さくすることができ、ベース層とコレクタ層との接合によるベース・コレクタ間容量を減少させ、更には素子サイズ(チップサイズ)を縮小することができる。   According to the present invention, since the base electrode is formed on at least the side surface of the base layer, the area of the base layer can be reduced as compared with the case where the base electrode is formed on the base layer. The capacitance between the base and the collector due to the bonding with the layer can be reduced, and further the device size (chip size) can be reduced.

また、エミッタ層とベース電極との間の距離と、ベースコンタクトのためのベース層の側面の面積サイズとの兼ね合いから、ベースコンタクト抵抗を小さく確保することができ、かつ、ベース電極下及びベース引き出し部下ではベース層とコレクタ層との接合が実質的に存在せず、ベース・コレクタ間容量が更に減少することから、高周波特性の向上(ゲイン、遮断周波数、動作効率等の向上)を実現することができる。   In addition, the base contact resistance can be kept small because of the balance between the distance between the emitter layer and the base electrode and the area size of the side surface of the base layer for the base contact. There is virtually no junction between the base layer and the collector layer under the subordinate, and the base-collector capacitance is further reduced, thus improving the high frequency characteristics (improvement of gain, cutoff frequency, operating efficiency, etc.) Can do.

しかも、ベース層上(即ち、コレクタ層上)にベース電極が存在しないため、ベース電極材の合金化時にコレクタ層に歪を生じることがなく、ベース・コレクタ間のリークも生じない。   In addition, since the base electrode does not exist on the base layer (that is, on the collector layer), no distortion occurs in the collector layer when the base electrode material is alloyed, and no leak occurs between the base and the collector.

本発明においては、前記エミッタ層と前記ベース層との接合面から前記ベース層の側面(前記ベース層と前記ベース電極との接触面)までの距離を短くして外部ベース抵抗を低減させるために、前記ベース層をエミッタ電極と同一パターン及びサイズに自己整合的に形成することが望ましい。   In the present invention, in order to reduce the external base resistance by shortening the distance from the junction surface between the emitter layer and the base layer to the side surface of the base layer (the contact surface between the base layer and the base electrode). Preferably, the base layer is formed in the same pattern and size as the emitter electrode in a self-aligning manner.

また、エミッタキャップ層及び前記エミッタ層と、前記ベース電極との間での電気的短絡又は電流のリークを防止するために、エミッタ電極の直下の前記エミッタキャップ層及び前記エミッタ層が前記エミッタ電極に対してアンダーカット形状をなし、更に、前記ベース層と前記コレクタ層との間の接合容量を減少させ、前記コレクタ層と前記ベース電極との間での電気的短絡又は電流のリークを防止し、ベース電極形成時に前記コレクタ層に歪が生じるのを防止してベース・コレクタ間のリーク電流をなくすために、前記ベース層の直下の前記コレクタ層が前記ベース層に対してアンダーカット形状をなし、それぞれのアンダーカット部分に絶縁物が充填されているのが望ましい。   Further, in order to prevent an electrical short circuit or current leakage between the emitter cap layer and the emitter layer and the base electrode, the emitter cap layer and the emitter layer immediately below the emitter electrode are connected to the emitter electrode. On the other hand, it has an undercut shape, further reduces the junction capacitance between the base layer and the collector layer, prevents electrical short circuit or current leakage between the collector layer and the base electrode, In order to prevent the collector layer from being distorted when forming the base electrode and eliminate the leakage current between the base and the collector, the collector layer immediately below the base layer has an undercut shape with respect to the base layer, It is desirable that each undercut portion is filled with an insulator.

この場合、前記絶縁物が、良好な被着性(カバレッジ)及び低寄生容量の低誘電率の有機系絶縁膜、例えばベンゾシクロブテン(BCB)からなるのが望ましい。   In this case, it is desirable that the insulator is made of an organic insulating film having a good dielectric property (coverage) and low parasitic capacitance and a low dielectric constant, for example, benzocyclobutene (BCB).

同様に、前記コレクタ電極の直下のサブコレクタ層及び前記コレクタ層が前記コレクタ電極に対してアンダーカット形状をなし、前記ベース層の直下の前記エミッタ層が前記ベース層に対してアンダーカット形状をなし、それぞれのアンダーカット部分に前記絶縁物が充填されているのも望ましい。   Similarly, the sub-collector layer and the collector layer immediately below the collector electrode have an undercut shape with respect to the collector electrode, and the emitter layer immediately below the base layer has an undercut shape with respect to the base layer. Also, it is desirable that each of the undercut portions is filled with the insulator.

また、前記ベース層と前記ベース電極との接触面積を増加させてベースコンタクト抵抗をより低減させるために、前記絶縁物の周辺に前記エミッタ電極側の前記ベース層の表面を部分的に露出させ、この露出面から前記側面にかけて前記ベース電極を形成することができる。   Further, in order to increase the contact area between the base layer and the base electrode to further reduce the base contact resistance, the surface of the base layer on the emitter electrode side is partially exposed around the insulator, The base electrode can be formed from the exposed surface to the side surface.

更には、ベース・コレクタ間接合容量を生じさせることなしに前記ベース電極を配線に取り出すために、前記絶縁物に接して前記ベース電極を形成し、かつ、このベース電極を前記絶縁物上でベース電極取り出し部(ベース引き出し部)にまで延設するのが望ましい。   Furthermore, in order to take out the base electrode to the wiring without causing a base-collector junction capacitance, the base electrode is formed in contact with the insulator, and the base electrode is formed on the base on the insulator. It is desirable to extend to the electrode lead-out part (base lead-out part).

また、HBTの各構成層間の格子整合を良好に実現するために、少なくとも前記積層体の前記各構成層がインジウムリンに格子整合する半導体で構成されるのが望ましい。   In order to satisfactorily achieve lattice matching between the constituent layers of the HBT, it is desirable that at least each constituent layer of the stacked body is made of a semiconductor that lattice matches with indium phosphide.

また、前記したアンダーカット形状をサイドエッチによって形成し易くするために、前記エミッタ層又は前記コレクタ層の辺の方位が、<010>方向と等価な方向と平行であるのが望ましい。   In order to facilitate the formation of the above-described undercut shape by side etching, it is desirable that the orientation of the side of the emitter layer or the collector layer is parallel to a direction equivalent to the <010> direction.

また、前記積層体がエミッタレッジ構造をなしていると、前記ベース層の表面が露出しないため、再結合による特性劣化を防止できる。このようなエミッタレッジ構造においても、前記ベース電極が前記ベース層の側面でコンタクトすることから、エミッタ層を通してのベース電極材料の合金化は不要となり、ベースコンタクトを安定して確実にとることができる。   In addition, when the laminate has an emitter ledge structure, the surface of the base layer is not exposed, so that characteristic deterioration due to recombination can be prevented. Even in such an emitter ledge structure, since the base electrode contacts with the side surface of the base layer, alloying of the base electrode material through the emitter layer is unnecessary, and the base contact can be stably and reliably taken. .

また、前記したアンダーカット形状を有する場合、
前記エミッタ電極の直下のエミッタキャップ層及び前記エミッタ層を前記アンダーカ ット形状に加工する工程と、
このアンダーカット部をレジストで保護する工程と、
前記ベース層を形成した後、この直下の前記コレクタ層を前記アンダーカット形状に 加工する工程と、
前記レジストを除去した後、全面に絶縁物を塗布する工程と、
エッチバックによって、前記ベース層の少なくとも側面が露出するまでエッチングを 行う工程と、
等方性エッチングによって、前記エミッタ層の側面に充填された前記絶縁物に、半導 体層が露出しない程度のサイドエッチを入れる工程と、
ベース電極構成材料を被着した後に、自己整合的にリフトオフすることによって前記 ベース電極を形成する工程と
を有するのが望ましい。
Moreover, when it has the above-mentioned undercut shape,
Processing the emitter cap layer directly below the emitter electrode and the emitter layer into the undercut shape;
Protecting this undercut with a resist,
After forming the base layer, processing the collector layer immediately below the undercut shape;
After removing the resist, applying an insulator over the entire surface;
Etching back and etching until at least the side surface of the base layer is exposed;
Applying isotropic etching to the insulator filled in the side surface of the emitter layer so as to prevent the semiconductor layer from being exposed;
It is desirable to include a step of forming the base electrode by applying a base electrode constituent material and then lifting off in a self-aligned manner.

或いは、
前記コレクタ電極の直下のサブコレクタ層及び前記コレクタ層を前記アンダーカット 形状に加工する工程と、
このアンダーカット部をレジストで保護する工程と、
前記ベース層を形成した後、この直下の前記エミッタ層を前記アンダーカット形状に 加工する工程と、
前記レジストを除去した後、全面に絶縁物を塗布する工程と、
エッチバックによって、前記ベース層の少なくとも側面が露出するまでエッチングを 行う工程と、
等方性エッチングによって、前記コレクタ層の側面に充填された前記絶縁物に、半導 体層が露出しない程度のサイドエッチを入れる工程と、
ベース電極構成材料を被着した後に、自己整合的にリフトオフすることによって前記 ベース電極を形成する工程と
を有するのが望ましい。
Or
Processing the sub-collector layer and the collector layer immediately below the collector electrode into the undercut shape;
Protecting this undercut with a resist,
After forming the base layer, processing the emitter layer immediately below the undercut shape;
After removing the resist, applying an insulator over the entire surface;
Etching back and etching until at least the side surface of the base layer is exposed;
Applying a side etch to the insulator filled in the side surface of the collector layer by isotropic etching to such an extent that the semiconductor layer is not exposed;
It is desirable to include a step of forming the base electrode by applying a base electrode constituent material and then lifting off in a self-aligned manner.

次に、本発明の好ましい実施の形態を図面参照下に詳細に説明する。   Next, a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

第1の実施の形態
図1〜図12は、本発明の第1の実施の形態を示すものである。
First Embodiment FIGS. 1 to 12 show a first embodiment of the present invention.

まず、図2のA−A’線断面図である図1(A)、及び図2のB−B’線断面図である図1(B)について、本実施の形態によるヘテロ接合型バイポーラトランジスタ(HBT)24aの構造を説明する。   First, referring to FIG. 1A, which is a cross-sectional view taken along the line AA ′ of FIG. 2, and FIG. 1B, which is a cross-sectional view taken along the line BB ′ of FIG. The structure of (HBT) 24a will be described.

例えば、半絶縁性のInP基板(基体)1上に、膜厚300nm、不純物濃度1×1019cm-3のn+型InGaAsサブコレクタ層2と、高耐電圧化のための十分な膜厚300nm、不純物濃度1×1016cm-3のn型InPコレクタ層3と、膜厚50nm、不純物濃度3×1019cm-3のp+型InGaAsベース層4と、膜厚100nm、不純物濃度1×1018cm-3のn型InPエミッタ層5と、膜厚50nm、不純物濃度1×1019cm-3のn+型InGaAsエミッタキャップ(コンタクト)層6とが順次積層され、それぞれの半導体層上に、コレクタ電極17、エミッタ電極7、ベース電極12がそれぞれ設けられている。この構造の各構成層は、インジウムリンに格子整合する半導体から成っている。 For example, an n + -type InGaAs subcollector layer 2 having a film thickness of 300 nm and an impurity concentration of 1 × 10 19 cm −3 on a semi-insulating InP substrate (substrate) 1 and a sufficient film thickness for increasing the withstand voltage. An n-type InP collector layer 3 having a thickness of 300 nm and an impurity concentration of 1 × 10 16 cm −3 , a p + -type InGaAs base layer 4 having a thickness of 50 nm and an impurity concentration of 3 × 10 19 cm −3 , a thickness of 100 nm and an impurity concentration of 1 An n-type InP emitter layer 5 of × 10 18 cm −3 and an n + -type InGaAs emitter cap (contact) layer 6 having a film thickness of 50 nm and an impurity concentration of 1 × 10 19 cm −3 are sequentially stacked, and each semiconductor layer On top of this, a collector electrode 17, an emitter electrode 7, and a base electrode 12 are provided. Each constituent layer of this structure is made of a semiconductor lattice-matched to indium phosphide.

そして、エミッタキャップ層6及びエミッタ層5からなるエミッタメサ部は、エミッタ電極7に対してアンダーカット形状に形成されている。ベース層4からなるベースメサ部は、エミッタ電極7と同一パターン及びサイズに自己整合的に(即ち、垂直方向において同一位置に同一パターン及び同一サイズに)形成されている。コレクタ層3はベース層4下にアンダーカット形状に形成されている。   The emitter mesa portion composed of the emitter cap layer 6 and the emitter layer 5 is formed in an undercut shape with respect to the emitter electrode 7. The base mesa portion formed of the base layer 4 is formed in the same pattern and size as the emitter electrode 7 in a self-aligned manner (that is, in the same position and the same size in the vertical direction). The collector layer 3 is formed in an undercut shape under the base layer 4.

また、エミッタキャップ層6、エミッタ層5及びコレクタ層3の各アンダーカット部には、例えば、低誘電率の有機絶縁膜9A及び9Bであるベンゾシクロブテン(BCB)がそれぞれ充填されている。エミッタキャップ層6及びエミッタ層5からなるエミッタ部の側部に充填された有機絶縁膜9Aはややサイドエッチングされ、ベース層4のエッジ(平面方向端部)においては、側面及び上面の一部が露出しており、この露出部分にベース電極12がベース層4の側面から上面の一部及び有機絶縁膜9B上にかけて被着されている。また、サブコレクタ層2上に残した有機絶縁膜9Bに窓開けして、コレクタ電極17が形成されている。   Further, undercut portions of the emitter cap layer 6, the emitter layer 5 and the collector layer 3 are filled with, for example, benzocyclobutene (BCB) which is organic insulating films 9A and 9B having a low dielectric constant. The organic insulating film 9A filled in the side portion of the emitter section composed of the emitter cap layer 6 and the emitter layer 5 is slightly side-etched, and at the edge (end in the planar direction) of the base layer 4, a part of the side surface and the upper surface is formed. The base electrode 12 is deposited on the exposed portion from the side surface of the base layer 4 to a part of the upper surface and the organic insulating film 9B. A collector electrode 17 is formed by opening a window in the organic insulating film 9B left on the subcollector layer 2.

また、図2の平面図に示すように、エミッタ電極7の周りを取り囲むようにベース電極12が設けられているが、必ずしもその全てを取り囲んでいる必要はない。また、ベース電極12は、有機絶縁膜9Bに接して形成され、かつ有機絶縁膜9B上でベース引き出し部23にまで延設されている、また、各配線用として、このベース引き出し部23上にベースコンタクト(プラグ)21Bが形成され、コレクタ電極17上にコレクタコンタクト(プラグ)21Cが形成され、エミッタ電極7上にエミッタコンタクト(プラグ)21Eが形成される。   Further, as shown in the plan view of FIG. 2, the base electrode 12 is provided so as to surround the emitter electrode 7, but it is not always necessary to surround all of them. Further, the base electrode 12 is formed in contact with the organic insulating film 9B and extends to the base leading portion 23 on the organic insulating film 9B. Further, for each wiring, the base electrode 12 is formed on the base leading portion 23. A base contact (plug) 21B is formed, a collector contact (plug) 21C is formed on the collector electrode 17, and an emitter contact (plug) 21E is formed on the emitter electrode 7.

本実施の形態によれば、エミッタ電極7に対して自己整合的(セルフアライン)に形成されたベース層4の少なくとも側面に、即ち、その側面から上面の一部にかけてベース電極12が形成されているために、ベース層4上にベース電極12を形成する場合に比べてベース層4の面積を小さくすることができ、ベース層4とコレクタ層3との接合によるベース・コレクタ間容量を減少させ、更には素子サイズ(チップサイズ)を縮小することができる。また、ベース層4の側面から上面の一部にかけてベース電極12が形成されていることから、ベースコンタクト抵抗を低減させることができる。しかも、ベース層4が自己整合的に形成されているので、エミッタ層5とベース電極12との間のベース層4の長さを最小にでき、エミッタ層−ベース電極間の抵抗(外部ベース抵抗)を最小にすることができる。   According to the present embodiment, the base electrode 12 is formed on at least the side surface of the base layer 4 formed so as to be self-aligned (self-aligned) with the emitter electrode 7, that is, from the side surface to a part of the upper surface. Therefore, the area of the base layer 4 can be reduced compared with the case where the base electrode 12 is formed on the base layer 4, and the base-collector capacitance due to the junction between the base layer 4 and the collector layer 3 is reduced. Furthermore, the element size (chip size) can be reduced. Further, since the base electrode 12 is formed from the side surface of the base layer 4 to a part of the upper surface, the base contact resistance can be reduced. In addition, since the base layer 4 is formed in a self-aligned manner, the length of the base layer 4 between the emitter layer 5 and the base electrode 12 can be minimized, and the resistance between the emitter layer and the base electrode (external base resistance). ) Can be minimized.

また、エミッタ層5とベース電極12との間の距離と、ベースコンタクトのためのベース層4の側面の面積サイズとの兼ね合いから、ベースコンタクト抵抗を小さく確保することができ、かつ、ベース電極12下及びベース引き出し部23下ではベース層4とコレクタ層3との接合が実質的に存在せず、ベース・コレクタ間容量が更に減少することから、高周波特性の向上(ゲイン、ft(遮断周波数:cutoff frequency)及びエミッタ効率等の動作効率の向上)を実現することができる。   Further, the base contact resistance can be kept small and the base electrode 12 can be secured from the balance between the distance between the emitter layer 5 and the base electrode 12 and the area size of the side surface of the base layer 4 for the base contact. There is substantially no junction between the base layer 4 and the collector layer 3 under the base and the base lead-out portion 23, and the base-collector capacitance is further reduced. Therefore, the high frequency characteristics are improved (gain, ft (cutoff frequency: improvement in operation efficiency such as cutoff frequency and emitter efficiency) can be realized.

しかも、ベース層4上(即ち、コレクタ層3上)にベース電極12が存在しないため、ベース電極材の合金化時にコレクタ層3に歪を生じることがなく、ベース・コレクタ間のリークも生じない。   In addition, since the base electrode 12 does not exist on the base layer 4 (that is, on the collector layer 3), no distortion occurs in the collector layer 3 when the base electrode material is alloyed, and no leak occurs between the base and the collector. .

更に、HBT24aは、ベース電極12も含めて既存の方法で作製することができるために、簡易かつ信頼性良く作製することができる。   Furthermore, since the HBT 24a can be manufactured by an existing method including the base electrode 12, it can be manufactured easily and reliably.

次に、図3〜図12について、HBT20aの製造方法の一例を説明する。   Next, an example of a method for manufacturing the HBT 20a will be described with reference to FIGS.

まず、図3(1)及び図3(2)に示すように、半絶縁性InP基板1上に、不純物濃度1×1019cm-3のn+型InGaAsサブコレクタ材(サブコレクタ層構成材料層)2aを化学的気相成長法(CVD)によって300nmの厚さに形成する。 First, as shown in FIGS. 3 (1) and 3 (2), an n + -type InGaAs subcollector material (subcollector layer constituting material) having an impurity concentration of 1 × 10 19 cm −3 is formed on a semi-insulating InP substrate 1. Layer 2a is formed to a thickness of 300 nm by chemical vapor deposition (CVD).

次いで、図3(3)に示すように、サブコレクタ材2a上に、不純物濃度1×1016cm-3のn型InPコレクタ材(コレクタ層構成材料層)3aをCVDによって300nmの厚さに形成する。 Next, as shown in FIG. 3 (3), an n-type InP collector material (collector layer constituting material layer) 3a having an impurity concentration of 1 × 10 16 cm −3 is formed on the subcollector material 2a to a thickness of 300 nm by CVD. Form.

次いで、図3(4)に示すように、コレクタ材3a上に、不純物濃度3×1019cm-3のp+型InGaAsベース材(ベース層構成材料層)4aをCVDによって50nmの厚さに形成する。 Next, as shown in FIG. 3 (4), a p + -type InGaAs base material (base layer constituting material layer) 4a having an impurity concentration of 3 × 10 19 cm −3 is formed on the collector material 3a to a thickness of 50 nm by CVD. Form.

次いで、図3(5)に示すように、ベース材4a上に、不純物濃度1×1018cm-3のn型InPエミッタ材(エミッタ層構成材料層)5aをCVDによって100nmの厚さに形成する。 Next, as shown in FIG. 3 (5), an n-type InP emitter material (emitter layer constituting material layer) 5a having an impurity concentration of 1 × 10 18 cm −3 is formed on the base material 4a to a thickness of 100 nm by CVD. To do.

次いで、図4(6)に示すように、エミッタ材5a上に、不純物濃度1×1019cm-3のn+型InGaAsエミッタキャップ材(エミッタキャップ層構成材料層)6aをCVDによって50nmの厚さに形成する。 4 (6), an n + -type InGaAs emitter cap material (emitter cap layer constituting material layer) 6a having an impurity concentration of 1 × 10 19 cm −3 is formed on the emitter material 5a by CVD to a thickness of 50 nm. To form.

次いで、図4(7)に示すように、エミッタキャップ材6a上に、エミッタ電極材(エミッタ電極構成材料層)7aをCVDによって形成する。   Next, as shown in FIG. 4 (7), an emitter electrode material (emitter electrode constituent material layer) 7a is formed on the emitter cap material 6a by CVD.

次いで、図4(8)に示すように、エミッタ電極材7aをエッチング加工することにより、エミッタ電極(Ti/Pt/Au、各厚さは50nm/50nm/300nm)7をHBTのエピタキシャル構造((100)ウェーハ)のエミッタキャップ材6a上に形成する。この時に、リフトオフ法を用いるのが簡便である。   Next, as shown in FIG. 4 (8), by etching the emitter electrode material 7a, the emitter electrode (Ti / Pt / Au, each thickness is 50 nm / 50 nm / 300 nm) 7 is transformed into an HBT epitaxial structure (( 100) on the emitter cap material 6a of the wafer). At this time, it is convenient to use the lift-off method.

次いで、図5(9)及び図5(10)に示すように、エミッタキャップ材6aをりん酸と過酸化水素水と水との混合液によりウェットエッチングしてアンダーカット形状に加工し、引き続いて、エミッタ材5aを塩酸とりん酸との混合液によりウェットエッチングしてアンダーカット形状に加工する。このようにして、エミッタキャップ層6とエミッタ層5とを形成する。   Next, as shown in FIGS. 5 (9) and 5 (10), the emitter cap material 6a is wet-etched with a mixed solution of phosphoric acid, hydrogen peroxide solution, and water to be processed into an undercut shape. The emitter material 5a is wet-etched with a mixed solution of hydrochloric acid and phosphoric acid and processed into an undercut shape. In this way, the emitter cap layer 6 and the emitter layer 5 are formed.

このようにアンダーカット形状に加工することによりエミッタキャップ層6とエミッタ層5との間には段差が生じるが、この段差により、エミッタキャップ層6の側面からエミッタ層5の側面にかけて、後述する有機絶縁膜9Aを被着し易くなる。   By processing into an undercut shape in this way, a step is generated between the emitter cap layer 6 and the emitter layer 5, and this step causes an organic layer to be described later from the side surface of the emitter cap layer 6 to the side surface of the emitter layer 5. It becomes easy to deposit the insulating film 9A.

この加工時に、エミッタ材5aの辺の方向を、<010>方向と等価な方向と平行にすることによって、特に、エミッタ材5aにサイドエッチングを大きく入れることができる。また、エミッタキャップ材6aのサイドエッチ速度は速くないので、オーバーエッチングの時間により各アンダーカット形状を調整することができる。   At the time of this processing, by making the direction of the side of the emitter material 5a parallel to the direction equivalent to the <010> direction, in particular, the side etching can be greatly performed in the emitter material 5a. Further, since the side etch rate of the emitter cap material 6a is not fast, each undercut shape can be adjusted depending on the overetching time.

次いで、図5(11)及び図5(12)に示すように、ベース材4a上の全面にレジスト8を塗布し、全面露光する。これにより、エミッタ電極7がマスクとして作用し、現像処理によってエミッタキャップ層6及びエミッタ層5のアンダーカット部にのみレジスト8が残るようにする。   Next, as shown in FIGS. 5 (11) and 5 (12), a resist 8 is applied to the entire surface of the base material 4a, and the entire surface is exposed. As a result, the emitter electrode 7 acts as a mask, and the resist 8 remains only in the undercut portions of the emitter cap layer 6 and the emitter layer 5 by development processing.

次いで、図6(13)及び図6(14)に示すように、ベース材4aをりん酸と過酸化水素水と水との混合液によりウェットエッチングし、引き続いて、コレクタ材3aを塩酸とりん酸との混合液によりウェットエッチングしてアンダーカット形状に加工する。このようにして、ベース層4及びコレクタ層3を形成する。   Next, as shown in FIGS. 6 (13) and 6 (14), the base material 4a is wet-etched with a mixed solution of phosphoric acid, hydrogen peroxide water, and water, and subsequently, the collector material 3a is treated with hydrochloric acid and phosphorus. Wet etching with a mixed solution with acid to process into an undercut shape. In this way, the base layer 4 and the collector layer 3 are formed.

この時も、コレクタ材2aの方向が<010>方向と等価な方向と平行なため、コレクタ材2aにはサイドエッチングが大きく入る。   Also at this time, since the direction of the collector material 2a is parallel to the direction equivalent to the <010> direction, the side etching is greatly performed in the collector material 2a.

このようにアンダーカット形状に加工することにより、ベース層4とコレクタ層3との接合面積を減少させて、ベース層4とコレクタ層3との間に生じる接合容量を減少させることができ、高周波特性を改善することができる。また、コレクタ層3の端部の絶縁保護を十分に行え、コレクタ層3とベース電極12との電気的短絡を防止することができる。   By processing into an undercut shape in this way, the junction area between the base layer 4 and the collector layer 3 can be reduced, and the junction capacitance generated between the base layer 4 and the collector layer 3 can be reduced. The characteristics can be improved. Moreover, the insulation protection of the edge part of the collector layer 3 can fully be performed, and the electrical short circuit with the collector layer 3 and the base electrode 12 can be prevented.

次いで、図6(15)に示すように、レジスト8を除去したのち、コレクタ材2a上の全面に有機絶縁材(例えば、BCB:ベンゾシクロブテン)を塗布し、硬化させて平坦化する。   Next, as shown in FIG. 6 (15), after removing the resist 8, an organic insulating material (for example, BCB: benzocyclobutene) is applied to the entire surface of the collector material 2a, and is hardened and flattened.

次いで、図7(16)及び図7(17)に示すように、有機絶縁材9aを、リアクティブイオンエッチング(RIE)により部分的にエッチバックする。このエッチバックは、2段階エッチングで行うことができる。   Next, as shown in FIGS. 7 (16) and 7 (17), the organic insulating material 9a is partially etched back by reactive ion etching (RIE). This etch back can be performed by two-stage etching.

例えば、第1段階として、図7(16)に示すように、エミッタ電極7の側面の延長線に沿ってベース層4の側面の一部が露出するまでRIEによる異方性エッチングを行う。第2段階として、図7(17)に示すように、通常の等方性エッチングを行うことにより、エミッタキャップ層6及びエミッタ層5の側面の有機絶縁材9aにサイドエッチを入れて有機絶縁膜9Aを形成すると共に、ベース層4の側面が完全に露出したところで等方性エッチングを止めることによって、ベース層4の下の有機絶縁材9aにサイドエッチが入らないようにする。   For example, as a first step, anisotropic etching by RIE is performed until a part of the side surface of the base layer 4 is exposed along the extended line of the side surface of the emitter electrode 7 as shown in FIG. As a second stage, as shown in FIG. 7 (17), by performing normal isotropic etching, side etching is performed on the organic insulating material 9a on the side surfaces of the emitter cap layer 6 and the emitter layer 5 to form an organic insulating film. 9A is formed, and isotropic etching is stopped when the side surface of the base layer 4 is completely exposed, thereby preventing side etching from entering the organic insulating material 9a under the base layer 4.

また、RIEを用いる別の方法における第1段階として、ベース層4の側面の一部が露出するまでの間は、ある程度の等方性成分をもったエッチングを行い、エミッタキャップ層6及びエミッタ層5の側面の有機絶縁材9aにサイドエッチを入れて有機絶縁膜9Aを形成する。第2段階として、ベース層4の側面の一部が露出した後は、異方性エッチングを行い、ベース層4の下の有機絶縁材9aにサイドエッチが入らないように、ベース層4の側面が完全に露出したところでエッチングを止めるのが望ましい。   As a first step in another method using RIE, etching with a certain amount of isotropic component is performed until a part of the side surface of the base layer 4 is exposed, and the emitter cap layer 6 and the emitter layer. Side-etching is performed on the organic insulating material 9a on the side surface 5 to form an organic insulating film 9A. As a second step, after a part of the side surface of the base layer 4 is exposed, anisotropic etching is performed so that side etching does not enter the organic insulating material 9a under the base layer 4. It is desirable to stop the etching when is completely exposed.

この有機絶縁膜9Aは、アンダーカット部に被着されるので、エミッタキャップ層6及びエミッタ層5とベース電極12との間の電流のリークを防止することができる。   Since the organic insulating film 9A is deposited on the undercut portion, current leakage between the emitter cap layer 6 and the emitter layer 5 and the base electrode 12 can be prevented.

次いで、図7(18)〜図9(22)に示すように、ベース電極12をリフトオフするためのレジストパターンを形成し、ベース電極材(Ti/Pt/Au、各厚さは50nm/50nm/200nm)12aを蒸着し、リフトオフによってベース電極12を形成する。   Next, as shown in FIGS. 7 (18) to 9 (22), a resist pattern for lifting off the base electrode 12 is formed, and the base electrode material (Ti / Pt / Au, each thickness is 50 nm / 50 nm / 200 nm) 12 a is deposited, and the base electrode 12 is formed by lift-off.

即ち、先ず、図7(18)に示すように、エミッタ電極7等を覆うようにして、有機絶縁材9a上にレジスト10を形成し、その上に別のレジスト11を形成する。   That is, first, as shown in FIG. 7 (18), a resist 10 is formed on the organic insulating material 9a so as to cover the emitter electrode 7 and the like, and another resist 11 is formed thereon.

次いで、図8(19)に示すように、レジスト11を露光し、現像液で現像して、開口部14aを形成する。   Next, as shown in FIG. 8 (19), the resist 11 is exposed and developed with a developer to form an opening 14a.

次いで、図8(20)に示すように、レジスト11の現像で用いた現像液でレジスト10を等方的にオーバー現像することにより、開口部14aに対して段差の設けられた開口部14bを形成する。この開口部14aと開口部14bとは互いに連通して一体化された開口部をなしており、レジスト11の側面とレジスト10の側面との間、及びエミッタ電極7の側面と有機絶縁膜9Aの側面との間に、それぞれ段差(庇部)を設ける。   Next, as shown in FIG. 8 (20), the resist 10 is isotropically over-developed with the developer used for developing the resist 11, thereby opening the opening 14b having a step with respect to the opening 14a. Form. The opening 14a and the opening 14b communicate with each other to form an integrated opening, between the side surface of the resist 11 and the side surface of the resist 10, and between the side surface of the emitter electrode 7 and the organic insulating film 9A. Steps (protrusions) are provided between the side surfaces.

次いで、図8(21)に示すように、開口部14a及び開口部14bを通してレジスト11上の全方向から、ベース電極材12aを真空蒸着してベース電極12を形成する。この蒸着においては、ベース層4の側面にベース電極材12aが十分に蒸着するように、垂直及び斜め成分をもった全方向蒸着を行うが、これによって、ベース層4の上面の一部から側面を経て有機絶縁材9a上にかけて、ベース電極12を選択的に形成することができる。なお、必ずしもベース層4の上面の一部にかけてベース電極12が形成されなくてもよく、ベース層4の側面のみに形成されてもよい。   Next, as shown in FIG. 8 (21), the base electrode material 12 a is vacuum-deposited from all directions on the resist 11 through the opening 14 a and the opening 14 b to form the base electrode 12. In this deposition, omnidirectional deposition with vertical and oblique components is performed so that the base electrode material 12a is sufficiently deposited on the side surface of the base layer 4. Then, the base electrode 12 can be selectively formed on the organic insulating material 9a. The base electrode 12 does not necessarily have to be formed over a part of the upper surface of the base layer 4, and may be formed only on the side surface of the base layer 4.

この時に、レジスト11の側面とレジスト10の側面との間、及びエミッタ電極7の側面と有機絶縁膜9Aの側面との間にそれぞれ段差(庇部)を設けてあるために、これらの段差が存在しない場合に図中に破線で示すようにベース電極材12aが被着してエミッタ電極7とベース電極12とが電気的に短絡してしまうことを防止できる。   At this time, steps are provided between the side surface of the resist 11 and the side surface of the resist 10 and between the side surface of the emitter electrode 7 and the side surface of the organic insulating film 9A. When it does not exist, it is possible to prevent the base electrode material 12a from being deposited and the emitter electrode 7 and the base electrode 12 from being electrically short-circuited as indicated by a broken line in the drawing.

次いで、図9(22)に示すように、レジスト10、レジスト11及びこれ等の上に蒸着したベース電極材12aをリフトオフにより除去して、ベース電極12を選択的に残す。エミッタ電極7上のベース電極材12aは除去してもよいが、そのまま残しても差し支えない。   Next, as shown in FIG. 9 (22), the resist 10, the resist 11, and the base electrode material 12a deposited thereon are removed by lift-off to leave the base electrode 12 selectively. The base electrode material 12a on the emitter electrode 7 may be removed or left as it is.

次いで、図9(23)に示すように、全面を覆うようにして、有機絶縁材9a上にレジスト13、更には別のレジスト16を形成する。   Next, as shown in FIG. 9 (23), a resist 13 and further another resist 16 are formed on the organic insulating material 9a so as to cover the entire surface.

次いで、図9(24)に示すように、レジスト16を露光し、現像液で現像して、開口部15aを形成する。次いで、レジスト16の現像で用いた現像液でレジスト13を等方的にオーバー現像することにより、開口部15aに対して段差の設けられた開口部15bを形成することができる。この開口部15aと開口部15bとは互いに連通して一体化された開口部をなしており、レジスト16の側面とレジスト13の側面との間に段差(庇部)を設ける。   Next, as shown in FIG. 9 (24), the resist 16 is exposed and developed with a developer to form an opening 15a. Next, the resist 13 is isotropically over-developed with the developer used for developing the resist 16, whereby the opening 15b having a step with respect to the opening 15a can be formed. The opening 15 a and the opening 15 b communicate with each other to form an integrated opening, and a step (ridge) is provided between the side surface of the resist 16 and the side surface of the resist 13.

次いで、図10(25)に示すように、開口部15bと同じ形状及びサイズの開口部15cをエッチングにより有機絶縁材9aに形成する。   Next, as shown in FIG. 10 (25), an opening 15c having the same shape and size as the opening 15b is formed in the organic insulating material 9a by etching.

次いで、図10(26)に示すように、レジスト16及び13をマスクにして、開口部15a及び開口部15bを通して上記したと同様の全方向蒸着によって、コレクタ電極材を選択的に蒸着することによって、コレクタ電極(Ti/Pt/Au、各厚さは50nm/50nm/300nm)17を形成する。このようにして、開口部15c内にコレクタ電極17を形成する。   Next, as shown in FIG. 10 (26), by using the resists 16 and 13 as a mask, the collector electrode material is selectively deposited by omnidirectional deposition similar to the above through the openings 15a and 15b. The collector electrode (Ti / Pt / Au, each thickness is 50 nm / 50 nm / 300 nm) 17 is formed. In this way, the collector electrode 17 is formed in the opening 15c.

この時に、レジスト16の側面とレジスト13の側面との間に段差(庇部)を設けてあるために、コレクタ電極材がレジスト側面(内壁面)に被着せず、次のリフトオフ後の残渣をなくし、この残渣による電極間の短絡を防止することができる。   At this time, since the step (ridge) is provided between the side surface of the resist 16 and the side surface of the resist 13, the collector electrode material does not adhere to the resist side surface (inner wall surface), and the residue after the next lift-off is removed. The short circuit between the electrodes due to this residue can be prevented.

次いで、図11(27)に示すように、レジスト16、レジスト13及びこれ等の上に蒸着したコレクタ電極材をリフトオフにより除去する。   Next, as shown in FIG. 11 (27), the resist 16, the resist 13, and the collector electrode material deposited thereon are removed by lift-off.

次いで、図11(28)に示すように、全面を覆うようにして、有機絶縁膜9a上にBCBからなる有機絶縁材19を形成する。その後に、ベース電極引き出し部23(図2参照)上、エミッタ電極7上及びコレクタ電極17上に開口部(コンタクトホール)18を形成する。   Next, as shown in FIG. 11 (28), an organic insulating material 19 made of BCB is formed on the organic insulating film 9a so as to cover the entire surface. Thereafter, openings (contact holes) 18 are formed on the base electrode lead-out portion 23 (see FIG. 2), the emitter electrode 7 and the collector electrode 17.

次いで、図12(29)に示すように、各開口部18にプラグ材を有機絶縁層19の表面高さまで充填して、コレクタ電極17上にコレクタコンタクト(プラグ)21Cを形成し、エミッタ電極17上にエミッタコンタクト(プラグ)21Eを形成し、ベース引き出し部23上にベースコンタクト(プラグ)21Bを形成する。   Next, as shown in FIG. 12 (29), each opening 18 is filled with a plug material up to the surface height of the organic insulating layer 19 to form a collector contact (plug) 21 C on the collector electrode 17. An emitter contact (plug) 21E is formed thereon, and a base contact (plug) 21B is formed on the base lead portion 23.

次いで、図12(30)に示すように、コレクタコンタクト(プラグ)21C上、エミエミッタコンタクト(プラグ)21E上、及びベースコンタクト(プラグ)21B上にそれぞれ配線22を形成して、HBT24aの作製工程を終了する。   Next, as shown in FIG. 12 (30), wirings 22 are formed on the collector contact (plug) 21C, the emitter contact (plug) 21E, and the base contact (plug) 21B, respectively, so that the HBT 24a is manufactured. Exit.

この製造方法によれば、ベース電極12の形成も含めて既存の工程を適用するだけで容易かつ信頼性良くHBTを作製することができる。   According to this manufacturing method, an HBT can be easily and reliably manufactured simply by applying existing processes including the formation of the base electrode 12.

第2の実施の形態
図13は、本発明の第2の実施の形態を示すものである。
Second Embodiment FIG. 13 shows a second embodiment of the present invention.

本実施の形態によるヘテロ接合型バイポーラトランジスタ(HBT)24bの構造によれば、ベース層4の側面に沿って有機絶縁膜9Bの厚さの一部がエッチング除去されており、ベース層4の上面の一部からベース層4の側面、有機絶縁膜9Bの垂直面及び底面にかけて連続してベース電極12が設けられていること以外は、上述した第1の実施の形態と同様である。   According to the structure of the heterojunction bipolar transistor (HBT) 24b according to the present embodiment, a part of the thickness of the organic insulating film 9B is etched away along the side surface of the base layer 4, and the upper surface of the base layer 4 is removed. The base electrode 12 is provided continuously from a part of the base layer 4 to the side surface of the base layer 4, the vertical surface and the bottom surface of the organic insulating film 9B, and is the same as in the first embodiment described above.

即ち、上述した第1の実施の形態において、図7(17)に示したエッチバックの制御が比較的困難であるために、コレクタ層3の側部に設けられた有機絶縁材9aは、コレクタ層3の表面以下の位置までオーバーエッチされることがある。本実施の形態は、こうした実際の作製工程における実情に即した構造としたものである。   That is, in the first embodiment described above, since the etch-back control shown in FIG. 7 (17) is relatively difficult, the organic insulating material 9a provided on the side portion of the collector layer 3 is a collector. There is a case where overetching is performed up to a position below the surface of the layer 3. The present embodiment has a structure in accordance with the actual situation in the actual manufacturing process.

その他、本実施の形態においては、上述した第1の実施の形態で述べたのと同様の作用及び効果が得られる。   In addition, in the present embodiment, the same operations and effects as described in the first embodiment described above can be obtained.

第3の実施の形態
図14は、本発明の第3の実施の形態を示すものである。
Third Embodiment FIG. 14 shows a third embodiment of the present invention.

本実施の形態によるヘテロ接合型バイポーラトランジスタ(HBT)24cはコレクタアップ構造であること以外は、上述した第1の実施の形態と同様である。   The heterojunction bipolar transistor (HBT) 24c according to the present embodiment is the same as the first embodiment described above except that it has a collector-up structure.

本実施の形態においては、上述した第1の実施の形態と比べて、エミッタ電極7〜コレクタ電極17までの各構成層の配置が上下で入れ替わっており、コレクタ電極17の直下のサブコレクタ層2及びコレクタ層3をアンダーカット形状に加工する工程と、このアンダーカット部をレジストで保護する工程と、ベース層4を形成した後、この直下のエミッタ層5をアンダーカット形状に加工する工程と、レジストを除去した後、全面に有機絶縁材を塗布する工程と、エッチバックによりベース層4の少なくとも側面が露出するまでエッチングを行う工程と、等方性エッチングによって、コレクタ層3の側面に充填された有機絶縁膜9Aに、エミッタキャップ層6とエミッタ層5とが露出しない程度のサイドエッチを入れる工程と、ベース電極材12aを被着した後に、自己整合的にリフトオフすることによってベース電極12を選択的に形成する工程とを、上述した第1の実施の形態で述べたと同様に行う。   In the present embodiment, the arrangement of the constituent layers from the emitter electrode 7 to the collector electrode 17 is changed up and down as compared with the first embodiment described above, and the subcollector layer 2 immediately below the collector electrode 17 is replaced. And a step of processing the collector layer 3 into an undercut shape, a step of protecting the undercut portion with a resist, a step of processing the emitter layer 5 immediately below after forming the base layer 4 into an undercut shape, After removing the resist, the step of applying an organic insulating material to the entire surface, the step of etching until at least the side surface of the base layer 4 is exposed by etch back, and the side surface of the collector layer 3 are filled by isotropic etching. A step of side-etching the organic insulating film 9A so that the emitter cap layer 6 and the emitter layer 5 are not exposed; and a base electrode After depositing the 12a, and a step of selectively forming a base electrode 12 by a self-aligned manner liftoff performed in the same manner as described in the first embodiment described above.

その他、本実施の形態においては、上述した第1の実施の形態で述べたのと同様の作用及び効果が得られる。   In addition, in the present embodiment, the same operations and effects as described in the first embodiment described above can be obtained.

第4の実施の形態
図15は、本発明の第4の実施の形態を示すものである。
Fourth Embodiment Figure 15 embodiment of the shows a fourth embodiment of the present invention.

図15に示すように、本実施の形態によるヘテロ接合型バイポーラトランジスタ(HBT)24dの構造によれば、ベース層4の上面全体にエミッタ層5が配置されたエミッタレッジ構造をなしており、エミッタ層5の上面の一部及び側面からベース層4の側面及び有機絶縁膜9Bの上面にかけて連続してベース電極12が選択的に設けられていること以外は、上述した第1の実施の形態と同様である。   As shown in FIG. 15, according to the structure of the heterojunction bipolar transistor (HBT) 24d according to the present embodiment, an emitter ledge structure in which the emitter layer 5 is disposed on the entire upper surface of the base layer 4 is formed. Except that the base electrode 12 is selectively provided continuously from a part of the upper surface and the side surface of the layer 5 to the side surface of the base layer 4 and the upper surface of the organic insulating film 9B, the first embodiment described above It is the same.

本実施の形態によれば、ベース層4の上面全体がエミッタ層5で覆われており、エミッタ層5上にベース電極12を配置する必要なしに、ベース層4の側面を介してベース層4とベース電極12とを電気的に接続することができる。これにより、エミッタレッジ構造において、ベースコンタクト抵抗を増大させることなく、ベース電極材の合金化によるベースコンタクトの増大や不安定性、更にはコレクタ層の歪の発生を防止することができ、エミッタレッジ構造にとって有利となる。   According to the present embodiment, the entire upper surface of the base layer 4 is covered with the emitter layer 5, and there is no need to dispose the base electrode 12 on the emitter layer 5, and the base layer 4 is interposed via the side surface of the base layer 4. And the base electrode 12 can be electrically connected. As a result, in the emitter ledge structure, it is possible to prevent the base contact from being increased or unstable due to alloying of the base electrode material, and further to prevent the collector layer from being distorted without increasing the base contact resistance. It is advantageous for.

その他、本実施の形態においては、上述した第1の実施の形態で述べたのと同様の作用及び効果が得られる。   In addition, in the present embodiment, the same operations and effects as described in the first embodiment described above can be obtained.

以上、本発明を実施の形態に基づいて説明したが、本発明はこれらの例に何ら限定されるものではなく、発明の主旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能であることは言うまでもない。   As mentioned above, although this invention was demonstrated based on embodiment, it cannot be overemphasized that this invention is not limited to these examples at all, and can be suitably changed in the range which does not deviate from the main point of invention.

例えば、ベース電極12の形状、位置及び大きさ等については、ベース電極12がベース層4の側面と接しているならば、自在に変更することができる。   For example, the shape, position, size, and the like of the base electrode 12 can be freely changed as long as the base electrode 12 is in contact with the side surface of the base layer 4.

また、ベース層4は、エミッタ電極と同一パターン及びサイズに自己整合的に形成するのがよいが、別のマスクを用いてパターニングしてもよい。このときも、エミッタ層とベース電極との間の距離と、ベースコンタクトのためのベース層の側面の面積サイズとの兼ね合いから、ベースコンタクト抵抗を小さく確保することができる。ベースコンタクト抵抗及び接合容量を抑制することができれば、ベース層4のサイズ及び大きさを自在に変更してもよい。   The base layer 4 is preferably formed in the same pattern and size as the emitter electrode in a self-aligning manner, but may be patterned using another mask. Also at this time, a small base contact resistance can be ensured from the balance between the distance between the emitter layer and the base electrode and the area size of the side surface of the base layer for the base contact. If the base contact resistance and the junction capacitance can be suppressed, the size and size of the base layer 4 may be freely changed.

また、各コンタクト(プラグ)21E、21B及び21Cとそれに接続するそれぞれの配線22とは、一体化して設けられてもよい。その他、各構成層の層構成、材質等、形成方法も変更してよい。各層間、例えばベース・コレクタ間にグレーデッド層を設けてよいが、これは上述した例の場合にはp型とした方がコレクタ層のエッチング均一性が良くなる(但し、n型でも差支えない)。また、ベース電極の蒸着前に、ダメージ層を除去するために半導体層のライトエッチングを行ってもよい。   Further, each contact (plug) 21E, 21B, and 21C and each wiring 22 connected thereto may be provided integrally. In addition, the formation method such as the layer configuration and material of each component layer may be changed. A graded layer may be provided between each layer, for example, between the base and the collector. However, in the case of the above-described example, the p-type improves the etching uniformity of the collector layer (however, the n-type may be used). ). In addition, light etching of the semiconductor layer may be performed before removing the base electrode in order to remove the damaged layer.

本発明は、HBTに適用するのが望ましいが、同様の構造を用いてダイオード等の他の機能の半導体装置に適用可能である。   The present invention is preferably applied to an HBT, but can be applied to a semiconductor device having another function such as a diode using a similar structure.

本発明のヘテロ接合型半導体装置及びその製造方法は、超高速デジタル集積回路やマイクロ波アナログ集積回路、光信号増幅デバイス等に適用可能である。   The heterojunction semiconductor device and the manufacturing method thereof of the present invention can be applied to an ultrahigh-speed digital integrated circuit, a microwave analog integrated circuit, an optical signal amplification device, and the like.

本発明の第1の実施の形態によるヘテロ接合型バイポーラトランジスタの図2のA―A’線断面図(A)及びB―B’線断面図(B)である。FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line A-A ′ and a cross-sectional view taken along line B-B ′ in FIG. 2 of the heterojunction bipolar transistor according to the first embodiment of the present invention. 同、ヘテロ接合型バイポーラトランジスタの平面図である。2 is a plan view of the heterojunction bipolar transistor. FIG. 同、ヘテロ接合型バイポーラトランジスタの作製工程を順次示す断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view sequentially showing a manufacturing process of a heterojunction bipolar transistor. 同、ヘテロ接合型バイポーラトランジスタの作製工程を順次示す断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view sequentially showing a manufacturing process of a heterojunction bipolar transistor. 同、ヘテロ接合型バイポーラトランジスタの作製工程を順次示す断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view sequentially showing a manufacturing process of a heterojunction bipolar transistor. 同、ヘテロ接合型バイポーラトランジスタの作製工程を順次示す断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view sequentially showing a manufacturing process of a heterojunction bipolar transistor. 同、ヘテロ接合型バイポーラトランジスタの作製工程を順次示す断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view sequentially showing a manufacturing process of a heterojunction bipolar transistor. 同、ヘテロ接合型バイポーラトランジスタの作製工程を順次示す断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view sequentially showing a manufacturing process of a heterojunction bipolar transistor. 同、ヘテロ接合型バイポーラトランジスタの作製工程を順次示す断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view sequentially showing a manufacturing process of a heterojunction bipolar transistor. 同、ヘテロ接合型バイポーラトランジスタの作製工程を順次示す断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view sequentially showing a manufacturing process of a heterojunction bipolar transistor. 同、ヘテロ接合型バイポーラトランジスタの作製工程を順次示す断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view sequentially showing a manufacturing process of a heterojunction bipolar transistor. 同、ヘテロ接合型バイポーラトランジスタの作製工程を順次示す断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view sequentially showing a manufacturing process of a heterojunction bipolar transistor. 本発明の第2の実施の形態によるヘテロ接合型バイポーラトランジスタの断面図である。It is sectional drawing of the heterojunction bipolar transistor by the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第3の実施の形態によるヘテロ接合型バイポーラトランジスタの断面図である。It is sectional drawing of the heterojunction bipolar transistor by the 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第4の実施の形態によるヘテロ接合型バイポーラトランジスタの断面図である。It is sectional drawing of the heterojunction bipolar transistor by the 4th Embodiment of this invention. 従来例によるヘテロ接合型バイポーラトランジスタの一例を示す断面図(A)及び別の例を示す断面図(B)である。It is sectional drawing (A) which shows an example of the heterojunction bipolar transistor by a prior art example, and sectional drawing (B) which shows another example. 同、ヘテロ接合型バイポーラトランジスタの別の例を示す断面図(A)及び更に別の例を示す断面図(B)である。FIG. 6 is a cross-sectional view (A) showing another example of the heterojunction bipolar transistor and a cross-sectional view (B) showing still another example.

符号の説明Explanation of symbols

1…基板、2a…サブコレクタ材、2…サブコレクタ層、3a…コレクタ材、
3…コレクタ層、4a…ベース材、4…ベース層、5a…エミッタ材、5…エミッタ層、6a…エミッタキャップ材、6…エミッタキャップ層、7a…エミッタ電極材、
7…エミッタ電極、8…レジスト、9a…有機絶縁材、9A、9B…有機絶縁膜、
10、11、13、16…レジスト、
14a、14b、15a、15b、15c、18…開口部、12aベース電極材、
12…ベース電極、17…コレクタ電極、19…有機絶縁層、
21B…ベースコンタクト(プラグ)、21C…コレクタコンタクト(プラグ)、
21E…エミッタコンタクト(プラグ)、22…配線、23…ベース引き出し部、
24a、24b、24c、24d…ヘテロ接合型バイポーラトランジスタ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Substrate, 2a ... Subcollector material, 2 ... Subcollector layer, 3a ... Collector material,
3 ... collector layer, 4a ... base material, 4 ... base layer, 5a ... emitter material, 5 ... emitter layer, 6a ... emitter cap material, 6 ... emitter cap layer, 7a ... emitter electrode material,
7 ... Emitter electrode, 8 ... Resist, 9a ... Organic insulating material, 9A, 9B ... Organic insulating film,
10, 11, 13, 16 ... resist,
14a, 14b, 15a, 15b, 15c, 18 ... opening, 12a base electrode material,
12 ... Base electrode, 17 ... Collector electrode, 19 ... Organic insulating layer,
21B: Base contact (plug), 21C: Collector contact (plug),
21E ... Emitter contact (plug), 22 ... Wiring, 23 ... Base lead-out part,
24a, 24b, 24c, 24d ... heterojunction bipolar transistors

Claims (23)

少なくともコレクタ層とベース層とエミッタ層とからなる積層体を有するヘテロ接合型半導体装置において、前記ベース層の少なくとも側面にベース電極が形成されていることを特徴とする、ヘテロ接合型半導体装置。   A heterojunction type semiconductor device having a laminate comprising at least a collector layer, a base layer, and an emitter layer, wherein a base electrode is formed on at least a side surface of the base layer. 前記ベース層がエミッタ電極と同一パターン及びサイズに自己整合的に形成されている、請求項1に記載のヘテロ接合型半導体装置。   The heterojunction semiconductor device according to claim 1, wherein the base layer is formed in the same pattern and size as the emitter electrode in a self-aligning manner. エミッタ電極の直下のエミッタキャップ層及び前記エミッタ層が前記エミッタ電極に対してアンダーカット形状をなし、前記ベース層の直下の前記コレクタ層が前記ベース層に対してアンダーカット形状をなし、それぞれのアンダーカット部分に絶縁物が充填されている、請求項1に記載のヘテロ接合型半導体装置。   The emitter cap layer directly below the emitter electrode and the emitter layer have an undercut shape with respect to the emitter electrode, and the collector layer immediately below the base layer has an undercut shape with respect to the base layer. The heterojunction semiconductor device according to claim 1, wherein the cut portion is filled with an insulator. コレクタ電極の直下のサブコレクタ層及び前記コレクタ層が前記コレクタ電極に対してアンダーカット形状をなし、前記ベース層の直下の前記エミッタ層が前記ベース層に対してアンダーカット形状をなし、それぞれのアンダーカット部分に絶縁物が充填されている、請求項1に記載のヘテロ接合型半導体装置。   The sub-collector layer immediately below the collector electrode and the collector layer have an undercut shape with respect to the collector electrode, and the emitter layer immediately below the base layer has an undercut shape with respect to the base layer. The heterojunction semiconductor device according to claim 1, wherein the cut portion is filled with an insulator. 前記絶縁物が有機系絶縁膜からなる、請求項3又は4に記載のヘテロ接合型半導体装置。   The heterojunction semiconductor device according to claim 3, wherein the insulator is made of an organic insulating film. 前記絶縁物の周辺に前記エミッタ電極側の前記ベース層の表面が部分的に露出し、この露出面から前記側面にかけて前記ベース電極が形成されている、請求項3又は4に記載のヘテロ接合型半導体装置。   The heterojunction type according to claim 3 or 4, wherein a surface of the base layer on the emitter electrode side is partially exposed around the insulator, and the base electrode is formed from the exposed surface to the side surface. Semiconductor device. 前記絶縁物に接して前記ベース電極が形成され、かつこのベース電極が前記絶縁物上でベース電極取り出し部にまで延設されている、請求項3又は4に記載のヘテロ接合型半導体装置。   5. The heterojunction semiconductor device according to claim 3, wherein the base electrode is formed in contact with the insulator, and the base electrode extends to the base electrode extraction portion on the insulator. 少なくとも前記積層体の構成層がインジウムリンに格子整合する半導体で構成される、請求項1に記載のヘテロ接合型半導体装置。   The heterojunction semiconductor device according to claim 1, wherein at least a constituent layer of the stacked body is made of a semiconductor lattice-matched to indium phosphide. 前記エミッタ層又は前記コレクタ層の辺の方位が、<010>方向と等価な方向と平行である、請求項1に記載のヘテロ接合型半導体装置。   The heterojunction semiconductor device according to claim 1, wherein an orientation of a side of the emitter layer or the collector layer is parallel to a direction equivalent to a <010> direction. 前記積層体がエミッタレッジ構造をなしている、請求項1に記載のヘテロ接合型半導体装置。   The heterojunction semiconductor device according to claim 1, wherein the stacked body has an emitter ledge structure. 少なくともコレクタ層とベース層とエミッタ層とからなる積層体を有するヘテロ接合 型バイポーラ半導体装置の製造方法において、
少なくともコレクタ層構成材料層とベース層構成材料層とエミッタ層構成材料層とを 積層する工程と、
前記ベース層構成材料層を加工して前記ベース層を形成する工程と、
前記ベース層の少なくとも側面にベース電極を形成する工程と
を有することを特徴とする、ヘテロ接合型半導体装置の製造方法。
In a method of manufacturing a heterojunction bipolar semiconductor device having a laminate composed of at least a collector layer, a base layer, and an emitter layer,
Laminating at least a collector layer constituent material layer, a base layer constituent material layer, and an emitter layer constituent material layer;
Processing the base layer constituent material layer to form the base layer;
Forming a base electrode on at least a side surface of the base layer. A method of manufacturing a heterojunction semiconductor device, comprising:
前記ベース層の隣接層をアンダーカット形状に加工し、このアンダーカット部に絶縁物を充填する、請求項11に記載のヘテロ接合型半導体装置の製造方法。   The method of manufacturing a heterojunction semiconductor device according to claim 11, wherein an adjacent layer of the base layer is processed into an undercut shape, and an insulator is filled in the undercut portion. 前記ベース層をエミッタ電極と同一パターン及びサイズに自己整合的に形成する、請求項11に記載のヘテロ接合型半導体装置の製造方法。   The method of manufacturing a heterojunction semiconductor device according to claim 11, wherein the base layer is formed in a self-aligned manner in the same pattern and size as the emitter electrode. エミッタ電極の直下のエミッタキャップ層及び前記エミッタ層を前記エミッタ電極に対してアンダーカット形状に加工し、前記ベース層の直下の前記コレクタ層を前記ベース層に対してアンダーカット形状に加工し、それぞれのアンダーカット部に前記絶縁物を充填する、請求項12に記載のヘテロ接合型半導体装置の製造方法。   Processing the emitter cap layer immediately below the emitter electrode and the emitter layer into an undercut shape with respect to the emitter electrode, processing the collector layer immediately below the base layer into an undercut shape with respect to the base layer, The method of manufacturing a heterojunction semiconductor device according to claim 12, wherein the undercut portion is filled with the insulator. コレクタ電極の直下のサブコレクタ層及び前記コレクタ層を前記コレクタ電極に対してアンダーカット形状に加工し、前記ベース層の直下の前記エミッタ層を前記ベース層に対してアンダーカット形状に加工し、それぞれのアンダーカット部分に前記絶縁物を充填する、請求項12に記載のヘテロ接合型半導体装置の製造方法。   Processing the sub-collector layer immediately below the collector electrode and the collector layer into an undercut shape with respect to the collector electrode, processing the emitter layer immediately below the base layer into an undercut shape with respect to the base layer, The method of manufacturing a heterojunction semiconductor device according to claim 12, wherein the insulator is filled in an undercut portion. 前記絶縁物を有機系絶縁膜で形成する、請求項14又は15に記載のヘテロ接合型半導体装置の製造方法。   The method of manufacturing a heterojunction semiconductor device according to claim 14, wherein the insulator is formed of an organic insulating film. 前記絶縁物の周辺に前記エミッタ電極側の前記ベース層の表面を部分的に露出させ、この露出面から前記側面にかけて前記ベース電極を形成する、請求項14又は15に記載のヘテロ接合型半導体装置の製造方法。   16. The heterojunction semiconductor device according to claim 14, wherein a surface of the base layer on the emitter electrode side is partially exposed around the insulator, and the base electrode is formed from the exposed surface to the side surface. Manufacturing method. 前記絶縁物に接して前記ベース電極を形成し、かつこのベース電極を前記絶縁物上でベース電極取り出し部にまで延設する、請求項14又は15に記載のヘテロ接合型半導体装置の製造方法。   The method of manufacturing a heterojunction semiconductor device according to claim 14, wherein the base electrode is formed in contact with the insulator, and the base electrode is extended to the base electrode extraction portion on the insulator. 前記エミッタ電極の直下のエミッタキャップ層及び前記エミッタ層を前記アンダーカ ット形状に加工する工程と、
このアンダーカット部をレジストで保護する工程と、
前記ベース層を形成した後、この直下の前記コレクタ層を前記アンダーカット形状に 加工する工程と、
前記レジストを除去した後、全面に絶縁物を塗布する工程と、
エッチバックによって、前記ベース層の少なくとも側面が露出するまでエッチングを 行う工程と、
等方性エッチングによって、前記エミッタ層の側面に充填された前記絶縁物に、半導 体層が露出しない程度のサイドエッチを入れる工程と、
ベース電極構成材料を被着した後に、自己整合的にリフトオフすることによって前記 ベース電極を形成する工程と
を有する、請求項14に記載のヘテロ接合型半導体装置の製造方法。
Processing the emitter cap layer directly below the emitter electrode and the emitter layer into the undercut shape;
Protecting this undercut with a resist,
After forming the base layer, processing the collector layer immediately below the undercut shape;
After removing the resist, applying an insulator over the entire surface;
Etching back and etching until at least the side surface of the base layer is exposed;
Applying isotropic etching to the insulator filled in the side surface of the emitter layer so as to prevent the semiconductor layer from being exposed;
The method of manufacturing a heterojunction semiconductor device according to claim 14, further comprising a step of forming the base electrode by performing a self-aligned lift-off after depositing the base electrode constituent material.
前記コレクタ電極の直下のサブコレクタ層及び前記コレクタ層を前記アンダーカット 形状に加工する工程と、
このアンダーカット部をレジストで保護する工程と、
前記ベース層を形成した後、この直下の前記エミッタ層を前記アンダーカット形状に 加工する工程と、
前記レジストを除去した後、全面に絶縁物を塗布する工程と、
エッチバックによって、前記ベース層の少なくとも側面が露出するまでエッチングを 行う工程と、
等方性エッチングによって、前記コレクタ層の側面に充填された前記絶縁物に、半導 体層が露出しない程度のサイドエッチを入れる工程と、
ベース電極構成材料を被着した後に、自己整合的にリフトオフすることによって前記 ベース電極を形成する工程と
を有する、請求項15に記載のヘテロ接合型半導体装置の製造方法。
Processing the sub-collector layer and the collector layer immediately below the collector electrode into the undercut shape;
Protecting this undercut with a resist,
After forming the base layer, processing the emitter layer immediately below the undercut shape;
After removing the resist, applying an insulator over the entire surface;
Etching back and etching until at least the side surface of the base layer is exposed;
Applying a side etch to the insulator filled in the side surface of the collector layer by isotropic etching to such an extent that the semiconductor layer is not exposed;
The method of manufacturing a heterojunction semiconductor device according to claim 15, further comprising: forming the base electrode by performing a self-aligned lift-off after depositing the base electrode constituent material.
少なくとも前記積層体の構成層をインジウムリンに格子整合する半導体で構成する、請求項11に記載のヘテロ接合型半導体装置の製造方法。   The method of manufacturing a heterojunction semiconductor device according to claim 11, wherein at least a constituent layer of the stacked body is made of a semiconductor lattice-matched with indium phosphide. 前記エミッタ層又は前記コレクタ層の辺の方位を、<010>方向と等価な方向と平行にする、請求項11に記載のヘテロ接合型半導体装置の製造方法。   The method of manufacturing a heterojunction semiconductor device according to claim 11, wherein an orientation of a side of the emitter layer or the collector layer is parallel to a direction equivalent to a <010> direction. 前記積層体をエミッタレッジ構造に形成する、請求項11に記載のヘテロ接合型半導体装置の製造方法。   The method of manufacturing a heterojunction semiconductor device according to claim 11, wherein the stacked body is formed in an emitter ledge structure.
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