JP2522280B2 - ヘテロ接合バイポ−ラトランジスタおよびその製造方法 - Google Patents

ヘテロ接合バイポ−ラトランジスタおよびその製造方法

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JP2522280B2 JP62008463A JP846387A JP2522280B2 JP 2522280 B2 JP2522280 B2 JP 2522280B2 JP 62008463 A JP62008463 A JP 62008463A JP 846387 A JP846387 A JP 846387A JP 2522280 B2 JP2522280 B2 JP 2522280B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、セルフアライン・プレーナ型のヘテロ接
合バイポーラトランジスタ(以下HBTという)の製造方
法に関するものである。
〔従来の技術〕
第5図(a)〜(f)はInst.Phys.Conf.Ser.No.79,p
589,に示された従来のセルフアラインHBTの製造方法を
説明するための図である。
これらの図において、1aは半絶縁性GaAs基板、1bはn+
−GaAsサブコレクタ層、1cはn−GaAsコレクタ層、1dは
p+−AlGaAsベース層、1eはn−AlGaAsエミッタ層、1fは
n+−GaAsエミッタコンタクト層、2はSi3N4膜、3aは側
壁SiO2膜、3bはベース電極被覆用SiO2膜、4はベース電
極金属、5はレジスト、6はエミッタ電極である。
次にその製造工程について説明する。
まず、半絶縁性GaAs基板1a上に順次、n+−GaAsサブコ
レクタ層1b,n−GaAsコレクタ層1c,p+−AlGaAsベース層1
d,n−AlGaAsエミッタ層1e,n+−GaAsエミッタコンタクト
層1f,Si3N4膜2を形成した後、パターン形成したSi3N4
膜2をマスクとしてエミッタメサエッチングを行い、p+
−AlGaAsベース層1dの面出しを行う(第5図(a))。
次に、SiO2膜を堆積し、C2F6ガスを用いた異方性ドラ
イエッチングにより側壁部分を残して不要なSiO2膜をエ
ッチングして側壁SiO2膜3aを形成する(第5図
(b))。
次に、ベース電極金属4を蒸着したのち、Arイオンミ
リングにより側壁SiO2膜3a上のベース電極金属4を除去
する(第5図(c))。
次に、ベース電極被覆用SiO2膜3bを全面に堆積し、さ
らに、レジスト5を平坦に塗布する。次に、このレジス
ト5を部分的にドライエッチングして、エミッタとなる
領域上のベース電極被覆用SiO2膜3bを露出させる(第5
図(d))。
次に、ベース電極金属4上に残ったレジスト5をマス
クとして、ベース電極被覆用SiO2膜3bとベース電極金属
4およびSi3N4膜2を順次、C2F6ガス,Arイオンミリン
グ,CF4/O2ガスによりエッチングして、n+−GaAsエミッ
タコンタクト層1fの面出しを行う(第5図(e))。
そしてエミッタ電極6を形成する(第5図(f))。
〔発明が解決しようとする問題点〕
上記のような従来のHBTは、メサ型に構成されていた
ので、微細化および集積化に適していないという問題点
があった。
この発明は、かかる問題点を解決するためになされた
もので、微細化および集積化が可能なセルフアライン・
プレーナ型のHBTの製造方法を得ることを目的とする。
〔問題点を解決するための手段〕
この発明に係るHBTの製造方法は、半導体基板上に、
第1導電型のサブコレクタ層,第1導電型のコレクタ
層,第2導電型のベース層,第1導電型またはアンドー
プのエミッタ層,第1導電型またはアンドープのエミッ
タコンタクト層,第1の絶縁膜を順次形成した後、エミ
ッタコンタクト層上に形成した第1の絶縁膜にエミッタ
のパターンを形成する工程と、エミッタコンタクト層上
に第2の絶縁膜を堆積した後、エッチングを行って第1
の絶縁膜の側壁部のみに側壁絶縁膜を形成し、第1の絶
縁膜および側壁絶縁膜をマスクとしてイオン注入または
不純物拡散を行い、第2導電型の外部ベース領域を形成
する工程と、第1の絶縁膜上および外部ベース領域上に
ベース電極金属を形成した後、側壁絶縁膜上の不要なベ
ース電極金属を除去する工程と、側壁絶縁膜上およびベ
ース電極金属上にベース電極被覆用の第3の絶縁膜およ
びレジストを堆積した後、このレジストを部分的にエッ
チングしてエミッタとなる領域上の第3の絶縁膜を露出
させる工程と、エッチングされずに残ったレジストをマ
スクとして、第1の絶縁膜上の不要な第3の絶縁膜,ベ
ース電極金属および第1の絶縁膜のエッチングを行い、
エミッタコンタクト層の面出しを行ったのち、エッチン
グされずに残ったレジストを除去する工程と、外部ベー
ス領域の内側のエミッタとなる領域のアンドープのエミ
ッタコンタクト層またはアンドープのエミッタコンタク
ト層とアンドープのエミッタ層に第1導電型の領域を形
成する工程と、外部ベース領域の内側の面出ししたエミ
ッタコンタクト層上にエミッタ電極を形成する工程とを
含むものである。
〔作用〕
この発明においては、半導体基板上に順次形成された
第1導電型のサブコレクタ層,第1導電型のコレクタ
層,第2導電型のベース層,第1導電型またはアンドー
プのエミッタ層,第1導電型またはアンドープのエミッ
タコンタクト層上から自己整合的に外部ベース領域,ベ
ース電極金属が形成され、エミッタコンタクト層の面出
しが行われた時点で、エミッタとなる領域におけるエミ
ッタコンタクト層またはエミッタコンタクト層とエミッ
タ層がアンドープであればこれらの各層に第1導電型の
領域が形成され、その後、エミッタ電極が自己整合的に
形成される。
〔実施例〕
第1図はこの発明のHBTの製造方法によって得られたH
BTの構造を示す断面図である。
この図において、第5図(a)〜(f)と同一符号は
同一部分を示し、7は外部ベース領域である。
次に、その製造工程について説明する。
第2図(a)〜(f)はこの発明のHBTの製造方法を
説明するための図である。
これらの図において第5図(a)〜(f)および第1
図と同一符号は同一部分を示す。
まず、半絶縁性GaAs基板1a上に順次、n+−GaAsサブコ
レクタ層1b,n−GaAsコレクタ層1c,p+−AlGaAsベース層1
d,n−AlGaAsエミッタ層1e,n+−GaAsエミッタコンタクト
層1f,第1の絶縁膜としてのSi3N4膜2を形成した後、Si
3N4膜2にエミッタのパターンを形成する(第2図
(a))。
次に、第2の絶縁膜としてのSiO2膜を堆積した後、異
方性エッチングにより側壁部分を残して不要なSiO2膜を
除去し、側壁SiO2膜3aを形成する。次いで、Si3N4膜2
および側壁SiO2膜3aをマスクとしてアクセプタイオンを
注入し、外部ベース領域7を形成する(第2図
(b))。
次に、ベース電極金属4を蒸着し、Arイオンミリング
により側壁SiO2膜3a上の不要なベース電極金属4を除去
する(第2図(c))。
次に、第3の絶縁膜としてのベース電極被覆用SiO2
3bを全面に堆積し、さらに、レジスト5を平坦に塗布す
る。次いで、このレジスト5を部分的にドライエッチン
グし、エミッタとなる領域上のベース電極被覆用SiO2
3bを露出させる(第2図(d))。
次に、エッチングされずに残ったレジスト5をマスク
として、不要なベース電極被覆用SiO2膜3b,ベース電極
金属4およびSi3N4膜2を順次エッチングして、n+−GaA
sエミッタコンタクト層1fの面出しを行う。そしてレジ
スト5を除去する(第2図(e))。
次に、外部ベース領域7の内側の面出ししたn+−GaAs
エミッタコンタクト層1f上にエミッタ電極6を形成する
(第2図(f))。
すなわち、このようにして製造されたHBTは、プレー
ナ型であり、エミッタ電極6とベース電極金属4間の距
離を短くでき、微細化および集積化が可能になる。
第3図はこの発明のHBTの製造方法の他の実施例を説
明するための図である。
この図において、第2図(a)〜(f)と同一符号は
同一部分を示し、1gはアンドープのGaAs層、8はn型不
純物イオン注入領域である。
上記実施例では、n+−GaAsエミッタコンタクト層1fと
して一様な濃度のn+−GaAs層を用いたが、この実施例
は、エミッタコンタクト層としてアンドープのGaAs層1g
を用い、上記の第2図(e)に示された工程と同様にア
ンドープのGaAs層1gの面出しを行った時点で、アンドー
プのGaAs層1gにn型不純物をイオン注入してエミッタコ
ンタクト層となるn型不純物イオン注入領域8を形成す
る点が異なる。
すなわち、このようにして構成することにより、エミ
ッタ・ベース間のホモ接合容量を低減することができ
る。
また、第4図の実施例に示すように、エミッタコンタ
クト層およびエミッタ層としてアンドープのGaAs層1gお
よびアンドープのAlGaAs層1hを用い、上記の第2図
(e)に示された工程と同様にアンドーブのGaAs層1gの
面出しを行った時点で、アンドープのGaAs層1gおよびア
ンドープのAlGaAs層1hにn型不純物をイオン注入してエ
ミッタ層およびエミッタコンタクト層となるn型不純物
イオン注入領域8を形成すれば、さらに、エミッタ・ベ
ース間のホモ接合容量を低減することができる。
〔発明の効果〕
この発明は以上説明したとおり、半導体基板上に、第
1導電型のサブコレクタ層,第1導電型のコレクタ層,
第2導電型のベース層,第1導電型またはアンドープの
エミッタ層,アンドープのエミッタコンタクト層,第1
の絶縁膜を順次形成した後、エミッタコンタクト層上に
形成した第1の絶縁膜にエミッタのパターンを形成する
工程と、エミッタコンタクト層上に第2の絶縁膜を堆積
した後、エッチングを行って第1の絶縁膜の側壁部のみ
に側壁絶縁膜を形成し、第1の絶縁膜および側壁絶縁膜
をマスクとしてイオン注入または不純物拡散を行い、第
2導電型の外部ベース領域を形成する工程と、第1の絶
縁膜上および外部ベース領域上にベース電極金属を形成
した後、側壁絶縁膜上の不要なベース電極金属を除去す
る工程と、側壁絶縁膜上およびベース電極金属上にベー
ス電極被覆用の第3の絶縁膜およびレジストを堆積した
後、このレジストを部分的にエッチングしてエミッタと
なる領域上の第3の絶縁膜を露出させる工程と、エッチ
ングされずに残ったレジストをマスクとして、第1の絶
縁膜上の不要な第3の絶縁膜,ベース電極金属および第
1の絶縁膜のエッチングを行い、エミッタコンタクト層
の面出しを行ったのち、エッチングされずに残ったレジ
ストを除去する工程と、外部ベース領域の内側のエミッ
タとなる領域のアンドープのエミッタコンタクト層また
はアンドープのエミッタコンタクト層とアンドープのエ
ミッタ層に第1導電型の領域を形成する工程と、外部ベ
ース領域の内側の面出ししたエミッタコンタクト層上に
エミッタ電極を形成する工程とを含むので、エミッタ・
ベース電極間距離が短く、集積化に適したプレーナ型の
HBTが得られるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明によるHBTの構造を示す断面図、第2
図はこの発明のHBTの製造方法の一実施例を説明するた
めの図、第3図はこの発明の他の実施例を説明するため
の図、第4図はこの発明のさらに他の実施例を説明する
ための図、第5図は従来のHBTの製造方法を説明するた
めの図である。 図において、1aは半絶縁性GaAs基板、1bはn+−GaAsサブ
コレクタ層、1cはn−GaAsコレクタ層、1dはp+−AlGaAs
ベース層、1eはn−AlGaAsエミッタ層、1fはn+−GaAsエ
ミッタコンタクト層、1gはアンドープのGaAs層、1hはア
ンドープのAlGaAs層、2はSi3N4膜、3aは側壁SiO2膜、3
bはベース電極被覆用SiO2膜、4はベース電極金属、5
はレジスト、6はエミッタ電極、7は外部ベース領域、
8はn型不純物イオン注入領域である。 なお、各図中の同一符号は同一または相当部分を示す。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】半導体基板上に、第1導電型のサブコレク
    タ層,第1導電型のコレクタ層,第2導電型のベース
    層,第1導電型またはアンドープのエミッタ層,第1導
    電型またはアンドープのエミッタコンタクト層,第1の
    絶縁膜を順次形成した後、前記エミッタコンタクト層上
    に形成した前記第1の絶縁膜にエミッタのパターンを形
    成する工程と、前記エミッタコンタクト層上に第2の絶
    縁膜を堆積した後、エッチングを行って前記第1の絶縁
    膜の側壁部のみに側壁絶縁膜を形成し、前記第1の絶縁
    膜および前記側壁絶縁膜をマスクとしてイオン注入また
    は不純物拡散を行い、第2導電型の外部ベース領域を形
    成する工程と、前記第1の絶縁膜上および前記外部ベー
    ス領域上にベース電極金属を形成した後、前記側壁絶縁
    膜上の不要な前記ベース電極金属を除去する工程と、前
    記側壁絶縁膜上および前記ベース電極金属上にベース電
    極被覆用の第3の絶縁膜およびレジストを堆積した後、
    このレジストを部分的にエッチングしてエミッタとなる
    領域上の前記第3の絶縁膜を露出させる工程と、エッチ
    ングされずに残った前記レジストをマスクとして、前記
    第1の絶縁膜上の不要な前記第3の絶縁膜,前記ベース
    電極金属および前記第1の絶縁膜のエッチングを行い、
    前記エミッタコンタクト層の面出しを行ったのち、前記
    エッチングされずに残ったレジストを除去する工程と、
    前記外部ベース領域の内側のエミッタとなる領域の前記
    アンドープのエミッタコンタクト層または前記アンドー
    プのエミッタコンタクト層と前記アンドープのエミッタ
    層に第1導電型の領域を形成する工程と、前記外部ベー
    ス領域の内側の面出しした前記エミッタコンタクト層上
    にエミッタ電極を形成する工程とを含むことを特徴とす
    るヘテロ接合バイポーラトランジスタの製造方法。
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