JP2953958B2 - ドライエッチング方法 - Google Patents

ドライエッチング方法

Info

Publication number
JP2953958B2
JP2953958B2 JP6208634A JP20863494A JP2953958B2 JP 2953958 B2 JP2953958 B2 JP 2953958B2 JP 6208634 A JP6208634 A JP 6208634A JP 20863494 A JP20863494 A JP 20863494A JP 2953958 B2 JP2953958 B2 JP 2953958B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
etching
thin film
layer
semiconductor thin
side etching
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP6208634A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH0878391A (ja
Inventor
陽介 三好
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NEC Corp
Original Assignee
Nippon Electric Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Electric Co Ltd filed Critical Nippon Electric Co Ltd
Priority to JP6208634A priority Critical patent/JP2953958B2/ja
Publication of JPH0878391A publication Critical patent/JPH0878391A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP2953958B2 publication Critical patent/JP2953958B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • ing And Chemical Polishing (AREA)
  • Bipolar Transistors (AREA)
  • Drying Of Semiconductors (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は半導体集積回路等の製造
時に用いられるドライエッチング方法に関し、さらに詳
しくは異方性エッチング時におけるサイドエッチング量
を高い精度で制御する方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】半導体集積回路の製造時においては能動
素子やスルーホールの構造によりサイドエッチングを導
入する必要がしばしば発生する。このような場合、ウェ
ットエッチングやガスエッチング、または中性ラジカル
によるエッチングなどの等方的なエッチングが広く使わ
れている。しかし、例えば等方性エッチングにより高さ
1μm のメサを形成する場合には、サイドエッチング量
もメサの高さと同じ1μm 程度となり、微細なパターン
の加工ができない。また、サイドエッチング量はメサの
高さにより一意に決まるのでその制御も不可能である。
【0003】サイドエッチング量を制御するための一般
的な方法としてオーバーエッチングを用いる方法があ
る。図4にこの方法によるメサエッチングを示す。ま
ず、図4(a)に示すように、基板1上のGaAsコレ
クタ層2、GaAsベース層3の上に、被エッチング材
としてAlGaAsエミッタ層5を堆積し、フォトレジ
ストを用いてパターニングし、これをドライエッチング
によりエッチングする。このときエッチングプラズマ中
では被エッチング材のAlGaAs層5をGaAs層に
対し選択的にエッチングでき、かつ異方的なエッチング
が可能なイオン成分と等方的エッチングが可能な中性ラ
ジカルなどが共存する条件を用いる。被エッチング材の
エッチングが終了するとGaAs層3が露出するが、さ
らにエッチングを続行すると、プラズマ中のイオンによ
る異方性エッチングは停止するが、ラジカル等による
方性エッチングによるエッチングは進行し、図4(b)
に示すように、サイドエッチングが導入される。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】この従来のドライエッ
チング方法では、サイドエッチング量はオーバーエッチ
ング時間により決まるが、エッチングレートのばらつき
等により、被エッチング材の異方性エッチングの終点検
出が困難な場合にはオーバーエッチング時間の制御が難
しく、サイドエッチング量のばらつきをもたらすという
問題が発生する。また、オーバーエッチングの間、基板
にはイオンが照射され続けるので、基板にはエッチング
ダメージが及ぶという問題も同時に発生する。
【0005】本発明の目的は、基板へのエッチングダメ
ージを低減しつつ、サイドエッチング量を高精度に制御
し得るドライエッチング方法を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明のドライエッチン
グ方法は、基板上にエッチング速度の大きい第1の半導
体薄膜を形成する工程と、前記第1の半導体薄膜上に前
記第1の半導体薄膜と同一のプラズマを用いてエッチン
グが可能であり、かつ前記第1の半導体薄膜よりエッチ
ング速度の小さい材料よりなるサイドエッチング導入層
を形成する工程と、前記サイドエッチング導入層上に前
記第1の半導体薄膜と同一のプラズマを用いてエッチン
グが可能であり、かつ前記サイドエッチング導入層より
エッチング速度の大きい材料よりなる第2の半導体薄膜
を形成する工程と、前記第2の半導体薄膜と前記サイド
エッチング導入層と前記第1の半導体薄膜とを異方的に
エッチングするイオンと等方的にエッチングするラジカ
ルの両者が存在するプラズマ中でドライエッチングを行
う工程とを含んで構成される。
【0007】
【作用】本発明においては、基板上にサイドエッチング
導入層を設けることにより、イオンによるサイドエッチ
ング導入層への異方性エッチングが行われている間に、
サイドエッチング導入層の上部にある被エッチング層に
ラジカル等による等方性エッチングが行われてサイドエ
ッチングが導入される。サイドエッチングの量は、サイ
ドエッチング導入層への異方性エッチングが行われる時
間によって決まるので、サイドエッチング導入層の厚さ
を変化させることによりサイドエッチング量を高精度に
制御することが可能となる。
【0008】
【実施例】次に、本発明について図面を参照して説明す
る。図1に本発明の参考例として、エミッタトップ型の
GaAs系ヘテロ接合型バイポーラトランジスタについ
て、そのベース電極形成までの製造工程順の断面図を示
す。
【0009】まず、図1(a)に示すように、半絶縁性
GaAs基板1上にエピタキシャル成長法により順次成
長したn型GaAsコレクタ層2、p型GaAsベース
層3、n型InGaAsサイドエッチング導入層4、n
型AlGaAsエミッタ層5の不要部分をプロトンイオ
ン注入により高抵抗化する。ここがプロトンイオン注入
ダメージ層6である。次に、基板上の全面に高融点金属
たとえばWSi膜をスパッタ法により成膜し、フォトレ
ジストをマスクとしてSF6 ガスを用いた反応性イオン
エッチング(RIE)によりパターンニングしてエミッ
タ電極7を形成する。
【0010】次に、図1(b)に示すように、前記エミ
ッタ電極7をマスクとしてエミッタ層5を塩素プラズマ
による反応性イオンビームエッチングによりエッチング
してサイドエッチング導入層4を露出させる。この時、
プラズマ中には異方性エッチングを行う塩素イオンの成
分と、等方的にエッチングを行うラジカルや塩素ガスの
両者が存在するが、AlGaAsに対しては塩素イオン
による異方性エッチングのエッチング速度はラジカル等
によるサイドエッチングのエッチング速度に比べて大き
いので、この工程時におけるサイドエッチング量は無視
できる。
【0011】その後、図1(c)に示すように、引き続
き同一のマスクにより、サイドエッチング導入層4を塩
素プラズマによる反応性イオンビームエッチングにより
エッチングする。この場合、InGaAsに対する異方
性エッチングのエッチング速度はAlGaAsのそれに
対して極めて遅く、一般には10分の1以下である。し
たがって、InGaAsサイドエッチング導入層をエッ
チングする間にAlGaAsエミッタ層はラジカルやガ
スによりサイドエッチングされる。エッチングが進行
し、GaAsベース層が表出したところでエッチングは
終了し、エミッタメサが形成される。
【0012】次に、図1(d)に示すように、基板上の
全面にAu系合金たとえばAuMnを真空蒸着法により
成膜し、フォトレジスト膜マスクとしてイオンミリング
法によりパターンニングを行い、ベース電極8を形成す
る。このときに、先に導入したエミッタ層へのサイドエ
ッチングによってAuMn薄膜によるエミッタ電極とベ
ース電極間の短絡を回避し、またエミッタメサに対して
ベース電極が自己整合的に形成されている。
【0013】このように本参考例では、サイドエッチン
グ導入層としてInGaAs層4を設けることによりエ
ミッタ電極とベース電極間の短絡防止とベース電極のエ
ミッタメサに対する自己整合形成のために必要な、Al
GaAsエミッタ層5へのサイドエッチングを高精度に
制御することができるので、エミッタメサの高均一形成
が可能となり、素子特性のばらつきを抑えることができ
る。
【0014】これに対し従来例では、塩素プラズマによ
りGaAsベース層もエッチングされるので、ドライエ
ッチングにより参考例に示したような構造の素子を製作
することは不可能である。また、エミッタ層をn型Al
GaAs、ベース層をp型InGaAsとすればベース
層が露出した段階でエッチングはほぼ停止し、オーバー
エッチングすることによってエミッタ層にサイドエッチ
ングを導入することは可能ではあるが、この場合にもベ
ース層の表出を検出するのは困難であり、オーバーエッ
チングの開始時間を厳密に知ることが難しいため、サイ
ドエッチング量の高精度な制御は不可能であり、素子特
性のばらつきが避けられない。
【0015】なお、本参考例について、エッチングガス
としては塩素以外にも三酸化ホウ素(BCl3 )や四塩
化炭素(CCl4 )や塩化水素(HCl)などの塩素化
合物でも良く、サイドエッチング導入層としてはInA
lGaAsやInGaPなどInを含む材料のいずれか
またはこれらを組み合わせて形成した積層膜でもよい。
また、図2に示した本発明の一実施例としてエミッタト
ップ型GaAs系バイポーラトランジスタの製作工程の
ように、サイドエッチング導入層の位置がエミッタ・ベ
ース界面から数10nm程度である場合にも同様の効果
が得られる。この場合には、エミッタメサの周囲には空
乏化した表面保護層(ガードリング)が同時に形成され
ることになる。
【0016】また、エッチングガスとしてCCl
2 2 、およびCl2 とSF6 の混合ガスなどを用いれ
ば、被エッチング材薄膜がGaAsの場合にサイドエッ
チング導入層としてAlGaAsなどAlを含む化合物
を用いることが可能である。図3にサイドエッチング導
入層(兼エミッタ層)としてAlGaAsを用いた構成
のヘテロ接合型バイポーラトランジスタの、ベース電極
までを形成した後の断面図を示す。
【0017】以上の実施例において、サイドエッチング
量を高精度に制御でき、かつ基板へのエッチングダメー
ジを低減できる。
【0018】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、基板と被
エッチング材薄膜の間にサイドエッチング導入層を設け
ることにより、イオンによるサイドエッチング導入層へ
の異方性エッチングが行われている間に、サイドエッチ
ング導入層の上部にある被エッチング層にラジカル等に
よる等方性エッチングが行われサイドエッチングが導入
される。サイドエッチングの量は、サイドエッチング導
入層への異方性エッチングが行われる時間によって決ま
るので、サイドエッチング導入層の厚さを変化させるこ
とによりサイドエッチング量を高精度に制御することが
可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一参考例を説明するためのエミッタト
ップ型のGaAs系ヘテロ接合型バイポーラトランジス
タの、ベース電極形成までの製造工程順の断面図。
【図2】本発明の一実施例を説明するためのエミッタト
ップ型のGaAs系ヘテロ接合型バイポーラトランジス
タの、ベース電極形成終了後の断面図。
【図3】本発明の一参考例を説明するためのエミッタト
ップ型のGaAs系ヘテロ接合型バイポーラトランジス
タの、ベース電極形成終了後の断面図。
【図4】従来のドライエッチング方法を説明するための
工程順に示した断面図。
【符号の説明】
1 基板 2 n型GaAsコレクタ層 3 p型GaAsベース層 4 n型InGaAsサイドエッチング導入層 5 n型AlGaAsエミッタ層 6 プロトンイオン注入ダメージ層 7 エミッタ電極 8 ベース電極 9 エミッタ上に堆積したAuMn 10 空乏化した表面保護層(ガードリング) 11 n型GaAsエミッタキャップ層 12 n型AlGaAsサイドエッチング導入層(エミ
ッタ層)
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−52934(JP,A) 特開 昭58−147122(JP,A) 特開 平8−46182(JP,A) 特開 平1−133374(JP,A) 特開 平5−315299(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H01L 21/302

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 基板上にエッチング速度の大きい第1の
    半導体薄膜を形成する工程と、前記第1の半導体薄膜上
    に前記第1の半導体薄膜と同一のプラズマを用いてエッ
    チングが可能であり、かつ前記第1の半導体薄膜よりエ
    ッチング速度の小さい材料よりなるサイドエッチング導
    入層を形成する工程と、前記サイドエッチング導入層上
    に前記第1の半導体薄膜と同一のプラズマを用いてエッ
    チングが可能であり、かつ前記サイドエッチング導入層
    よりエッチング速度の大きい材料よりなる第2の半導体
    薄膜を形成する工程と、前記第2の半導体薄膜と前記サ
    イドエッチング導入層と前記第1の半導体薄膜とを異方
    的にエッチングするイオンと等方的にエッチングするラ
    ジカルの両者が存在するプラズマ中でドライエッチング
    を行う工程とを含むことを特徴とするドライエッチング
    方法。
  2. 【請求項2】前記プラズマ中のドライエッチングを行う
    工程では、前記サイドエッチング導入層の厚さを変える
    ことにより、前記第2の半導体薄膜のサイドエッチング
    量を制御することを特徴とする請求項1記載のドライエ
    ッチング方法。
  3. 【請求項3】前記第1の半導体薄膜および前記第2の半
    導体薄膜がGaAs膜、AlGaAs膜のいずれかまた
    はこれらを組み合わせて形成した積層構造からなり、サ
    イドエッチング導入層がInを含む化合物薄膜からなる
    請求項1または請求項2のいずれかに記載のドライエッ
    チング方法。
  4. 【請求項4】前記第1の半導体薄膜および前記第2の半
    導体薄膜がGaAs膜からなり、サイドエッチング導入
    層がAlを含む化合物薄膜からなる請求項1または請求
    項2のいずれかに記載のドライエッチング方法。
  5. 【請求項5】前記第1の半導体薄膜および前記第2の半
    導体薄膜がAlGaAs層であり、サイドエッチング導
    入層がInGaAs層またはInAlGaAs層または
    InGaP層であることを特徴とする請求項1または請
    求項2のいずれかに記載のドライエッチング方法。
JP6208634A 1994-09-01 1994-09-01 ドライエッチング方法 Expired - Fee Related JP2953958B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP6208634A JP2953958B2 (ja) 1994-09-01 1994-09-01 ドライエッチング方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP6208634A JP2953958B2 (ja) 1994-09-01 1994-09-01 ドライエッチング方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH0878391A JPH0878391A (ja) 1996-03-22
JP2953958B2 true JP2953958B2 (ja) 1999-09-27

Family

ID=16559487

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP6208634A Expired - Fee Related JP2953958B2 (ja) 1994-09-01 1994-09-01 ドライエッチング方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2953958B2 (ja)

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58147122A (ja) * 1982-02-26 1983-09-01 Fujitsu Ltd 化合物半導体装置の製造方法
JPS6252934A (ja) * 1985-08-31 1987-03-07 Nippon Gakki Seizo Kk 選択マスク形成法
EP0696053A1 (fr) * 1994-06-29 1996-02-07 Laboratoires D'electronique Philips Procédé de réalisation d'un transistor à effet de champ à canal creusé

Also Published As

Publication number Publication date
JPH0878391A (ja) 1996-03-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4679305A (en) Method of manufacturing a heterojunction bipolar transistor having self-aligned emitter and base and selective isolation regions
JPH077004A (ja) 半導体エッチング液,半導体エッチング方法,及びGaAs面の判定方法
EP0507434B1 (en) Method of making semiconductor devices
JP3137661B2 (ja) ヘテロバイポーラトランジスタの製造方法
US5362658A (en) Method for producing semiconductor device
US7285457B2 (en) Heterojunction bipolar transistor and manufacturing method thereof
JP2953958B2 (ja) ドライエッチング方法
US5468659A (en) Reduction of base-collector junction parasitic capacitance of heterojunction bipolar transistors
JP3945303B2 (ja) ヘテロ接合バイポーラトランジスタ
JPH05299433A (ja) ヘテロ接合バイポーラトランジスタ
JP2667863B2 (ja) バイポーラトランジスタの製造方法
JPH10335345A (ja) ヘテロ接合バイポーラトランジスタおよびその製造方法
US6333236B1 (en) Semiconductor device and method for manufacturing same
JP2861415B2 (ja) バイポーラトランジスタの製造方法
JPH0536713A (ja) ヘテロ接合バイポーラトランジスタおよびその製造方法
JPH10178021A (ja) ヘテロバイポーラトランジスタ及びその製造方法
JPH08195401A (ja) 半導体装置及びその製造方法
JPH047099B2 (ja)
JP3350426B2 (ja) ヘテロ接合バイポーラトランジスタの製造方法
JP4092597B2 (ja) 半導体装置及びその製造方法
JP3323368B2 (ja) バイポーラトランジスタの製造方法
JP2817663B2 (ja) バイポーラトランジスタの製造方法
JPH10303214A (ja) ヘテロバイポーラ型半導体装置とその製造方法
JP2924007B2 (ja) 化合物半導体装置及びその製造方法
JPH05243257A (ja) 完全自己整合InP系HBT

Legal Events

Date Code Title Description
A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 19970401

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees