JPH03139846A - ヘテロ接合バイポーラ・トランジスタの製造方法 - Google Patents

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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JPH03139846A JP2272490A JP27249090A JPH03139846A JP H03139846 A JPH03139846 A JP H03139846A JP 2272490 A JP2272490 A JP 2272490A JP 27249090 A JP27249090 A JP 27249090A JP H03139846 A JPH03139846 A JP H03139846A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は一般には半導体装置の製造方法に関しさらに詳
細には相対的に平坦な構造とより小さな横方向の寸法と
を持つヘテロ接合バイポーラ・トランジスタの製造方法
に関する。
〔従来技術および解決すべき課題〕
ヘテロ接合バイポーラ・トランジスタの従来からの製造
方法は基板上にコレクタ層、ベース層およびエミッタ層
を形成する段階を含んでいる。−船釣なプロセスでは、
ベース層までエツチング・ダウンしてベース金属を形成
する前にエミッタ金属を形成する。最終的には開口部が
コレクタ層までエツチングされ、コレクタ金属が形成可
能となる。これら在来の方法で作られるヘテロ接合バイ
ポーラ・トランジスタは一般的に、エミッタ金属とコレ
クタ金属の高さが大きく違うことによる非平面的構造を
有している。
在来の単一自己整合によるヘテロ接合バイポーラ・トラ
ンジスタの製造プロセスは一般的にはベース金属をエミ
ッタ金属にのみ整合させていた。
この自己整合では、デバイスにおいてコレクタ金属がベ
ース金属から横方向に遠く離れた配置となってしまう。
結果として、トランジスタ全体の大きさが犠牲となり、
ベース金属がエミッタ金属およびコレクタ金属の双方に
自動的に整合するプロセスにおいて得られるものよりも
トランジスタの横方向の寸法が大きくなるという欠点が
あった。
Tully、その他による°’A Fully Pla
nar Hetero−junction Bipol
ar Transisterll、IEEE Elec
tronDevice Letters、 Vol、 
EDL−7,No、11. November1986
、 page 615.において平坦な、自己整合型ヘ
テロ接合バイポーラ・トランジスタの製造プロセスが開
示されている。このプロセスはステップ間においてベー
スに対する選択的なイオン・インブラントを伴った、2
ステツプのエピタキシャル成長を利用している。このエ
ピタキシャル再成長および選択的なイオン・インブラン
トがこのプロセスを相対的に複雑にし、実施を難しくし
ているという問題点があった。
従って本発明の目的は、相対的に平坦な表面構造を持っ
たベテロ接合バイポーラ・トランジスタの製造方法を提
供することにある。その他の目的は、より小さな横方向
の寸法を持ったベテロ接合バイポーラ・トランジスタを
提供することにある。さらにその他の目的は、ベース金
属がエミッタ金属およびコレクタ金属の双方に整合され
たベテロ接合バイポーラ・トランジスタの製造方法を提
供することにある。
〔課題を解決するための手段〕
これらのおよびその他の目的ならびに利点が、サブコレ
クタ層、コレクタ層、ベース層および一層以上のエミッ
タ層を基板上に形成する段階を有する本発明の一実施例
を通して実現される。サブコレクタ層まで貫通した開口
部が形成され、その中にコレクタ金属の第1部分が形成
される。誘電体が開口部内においてコレクタ金属の第1
部分の周囲に形成される。エミッタ金属と、コレクタ金
属の第1部分上に配置されるコレクタ金属の第2部分と
を同時に形成することによって、エミッタ金属とコレク
タ金属とを実質的に平坦にすることを可能にしている。
ベース層を露出した後で、ベース金属がエミッタ金属と
コレクタ金属の第2部分との間に形成され、これにより
ベース金属がエミッタ金属とコレクタ金属との双方に整
合する。
〔実施例〕
第1図ないし第10図は本発明を実施した製造工程にお
けるペテロ接合バイポーラ・トランジスタの一部の拡大
断面図である。
第1図はその上に配列した一連の活性な層を有する基板
10を図示したものである。この実施例においては基板
10は半絶縁ガリウム・ヒ素から構成されるが、他のよ
く知られた物質による基板も使用可能である。またこの
実施例においては活性な層は、N千尋電型を有しガリウ
ム・ヒ素によって構成されるサブコレクタ層12、N導
電型を有しガリウム・ヒ素によって構成されるコレクタ
層14、P導電型を有しガリウム・ヒ素によって構成さ
れるベース層16、N導電型を有しアルミニウム・ガリ
ウム・ヒ素によって構成されるエミッタ層18およびN
千尋電型を有しガリウム・ヒ素によって構成されるエミ
ッタ被覆層20である。これらの活性な層は従来からよ
く知られた方法で形成される。ここで開示されているの
はNPNトランジスタであるが、本発明によってPNP
 )ランジスタの製造もできることは理解されるだろつ
O 第2図に示すように、第1フォトレジスト・マスク22
をエミッタ被覆層20の上に形成し、それを用いてエミ
ッタ被覆層20.エミッタ層18ベース層16.コレク
タ層14を貫通してサブコレクタ層12で止る開口部2
4を設ける。開口部24は、希釈されたリン酸による等
方性ウェット・エツチング、またはその他多くのウェッ
ト・エツチングもしくはドライ・エツチングもしくはウ
ェット・エツチングとドライ・エツチングの組合せにお
いて従来からよく知られたもの、の中のいずれか一つ、
を使用することによって形成される。これらのエツチン
グは開口部24において縦方向と同じように横方向をも
エツチングするものでなければならないということが理
解できるだろう。このことによって開口部24において
第1フォトレジスト・マスク22の下方を切除すること
を可能にする。この下方の切除の重要性はこの後説明す
る。
コレクタ金属の第1部分26が開口部24内にフォトレ
ジスト・マスク22を用いて形成される。これには標準
の堆積技術が用いられる。ここで第1部分26が開口部
24の側壁に接触しないことが本発明における本質であ
る。ゆえに第1フォトレジスト・マスク22を第1部分
26の堆積に使用するために、開口部24のエツチング
が第1フォトレジスト・マスク22の下方を切除するこ
とが前述のように重要である。第1の部分26は、サブ
コレクタ層12の上に直に形成される金ゲルマニウム合
金の層、その合金層の上に形成されるニッケル層、およ
びニッケル層の上に形成される金層の三層から構成され
る。第1の部分26が他の金属組成からでも構成可能な
ことは理解されよう。さらに第1部分26がエミッタ被
覆層20の上面と実質的に平坦となるのが好ましい。第
1部分26の形成中に第1フォトレジスト・マスク22
の上に余分な金属28が堆積する。
第1フォトレジスト・マスク22および余分な金属28
は第1部分26の形成後リフトオフ・プロセスによって
除去され、結果として第3図に表されるような構造が得
られる。
第4図を参照すると、誘電層30がリフトオフ・プロセ
スに続いて基板構造上に形成される。本実施例ではシリ
コン酸化物である誘電層30は、開口部24を満たし、
第1部分26の周囲を充填する。
第5図に示すように、フォトレジスト層32が誘電層3
0上に形成される。フォトレジスト層32は回転法(S
pin−on)または在来のよく知られた他の方法で得
られる。
フォトレジスト層32および誘電層30がエツチングし
て除去され、好適にはフッ素化学による反応イオンエツ
チングが用いられる。このエツチングの結果、第6図に
示されるような平坦な構造が生じる。誘電層30のうち
開口部24内に配置された部分はエツチングによって除
去されず、残存して第1部分26を活性な層14,16
,18および20から絶縁する。
第7図に示されるように第2フオトレジストマスク34
が平坦化された構造の上に形成されている。
マスク34は第8図に示されるように、第1部分26の
上にコレクタ金属の第2部分36を形成し、またエミッ
タ金属38を形成するために使われる。本実施例におい
ては第2部分36および金属金属38は、金ゲルマニウ
ム合金層、その合金層の上に配置されたニッケル層、お
よびニッケル層の上に配置された金層の三層から形成さ
れている。
第2部分36およびエミッタ金属38の形成に続いて、
エミッタ被覆層20およびエミッタ層18が、第9図に
示されるようにエミッタ金属38の下方に配置される部
分を残して、エツチングして除去される。エミッタ被覆
層20およびエミッタ層18の除去によりベース層16
が露出することが理解されよう。エミッタ被覆層20お
よびエミッタ層18のエツチングは在来のよく知られた
ウェット・エツチングによって好適に行なわれ、それに
よってエミッタ金属38下方の切除が生じる。しかしな
がら、ドライ・エツチングまたはウェット・エツチング
とドライ・エツチングとの組合せを用いることによって
も下方の切除を実行することが可能なことは、従来技術
の一つの応用として理解されよう。
第10図に示すように、エミッタ被覆層20およびエミ
ッタ層18除去に続いて、ベース金属40がコレクタ金
属の第2部分36とエミッタ金属38との間において、
ベース層16上に形成される。本実施例ではベース金属
40はチタン層、その上のプラチナ層、さらにその上の
金層から構成されるが、他の金属による構成も使用可能
である。本実施例において開示されたプロセスはベース
金属40をコレクタ金属の第2部分36およびエミッタ
金属38の双方に自動的に整合させることを可能にする
ことが理解されるだろう。この整合により、ベース金属
40がエミッタ金属38.第1部分および第2部分から
構成されるコレクタ金属に対して、相対的に接近しての
製造が可能になる。第2部分36とエミッタ金属38の
間のスペースがベース金属40の横方向の寸法を決定す
る、それゆえに装置全体の横方向の寸法を決定する場合
にも非常に重要である。
ベース金属40の形成中に金属42が第2部分36およ
びエミッタ金属38の上に形成される。
この金属42は残しておいてもよいし、またはより平坦
な構造を得るために取り除いてもよい。
〔主要符号の説明〕
lO・・・基板、12・・・サブコレクタ層、14・・
・コレクタ層、16・・・ベース層、18・・・エミッ
タ層、20・・・エミッタ被覆層、26・・・コレクタ
金属第1部分、 36・・・コレクタ金属第2部分、 38・・・エミッタ金属、40・・・ベース金属。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)ヘテロ接合バイポーラ・トランジスタを製造する
    方法であって: 基板を設ける段階; 前記基板に1層以上のコレクタ層を形成する段階; 前記1層以上のコレクタ層の上にベース層を形成する段
    階; 前記ベース層の上に1層以上のエミッタ層を形成する段
    階; 前記1層以上のエミッタ層および前記ベース層を貫通し
    、前記1層以上のコレクタ層まで及ぶ開口部を形成する
    段階: 前記開口部内において前記開口部側壁に接触しないよう
    に第1コレクタ金属を形成する段階;前記開口部内にお
    いて前記第1コレクタ金属と前記開口部前記側壁との間
    に誘電材料を設ける段階: 前記1層以上のエミッタ層上にエミッタ金属を、前記第
    1コレクタ金属上に第2コレクタ金属を、これらが実質
    的に平坦になるように形成する段階;前記ベース層を露
    出させる段階;ならびに 前記ベース層上にベース金属を形成する段階;からなる
    方法。
  2. (2)ヘテロ接合バイポーラ・トランジスタを製造する
    方法であって: 半絶縁ガリウム・ヒ素基板を設ける段階; ガリウム・ヒ素サブコレクタ層を前記基板上に形成する
    段階; ガリウム・ヒ素コレクタ層を前記サブコレクタ層上に形
    成する段階; ガリウム・ヒ素ベース層を前記コレクタ層上に形成する
    段階: アルミニウム・ガリウム・ヒ素エミッタ層を前記ベース
    層上に形成する段階; ガリウム・ヒ素エミッタ被覆層を前記エミッタ層上に形
    成する段階; 第1フォトレジスト・マスクを前記エミッタ被覆層上に
    形成する段階; 前記第1フォトレジスト・マスクを用いて、前記サブコ
    レクタ層まで及ぶ開口部を形成する段階第1コレクタ金
    属を前記開口部側壁に接触しないように前記開口部内に
    形成する段階; 前記第1フォトレジスト・マスクを除去する段階; 前記開口部内において前記開口部前記側壁と前記第1コ
    レクタ金属との間に誘電層を設ける段階フォトレジスト
    層を前記誘電層上に形成し、前記フォトレジスト層およ
    び前記誘電層を前記エミッタ被覆層に達するまでエッチ
    ングして表面構造を実質的に平坦にする段階; 第2フォトレジスト・マスクを形成し、該第2フォトレ
    ジスト・マスクを用いて前記エミッタ被覆層上にエミッ
    タ金属を、前記第1コレクタ金属上に第2コレクタ金属
    をそれぞれ形成する段階:前記第2フォトレジスト・マ
    スクを除去する段階; 前記エミッタ層および前記エミッタ被覆層を、前記エミ
    ッタ金属の下方にある部分を除いて取り除き、前記ベー
    ス層を露出させる段階;ならびに前記エミッタ金属と前
    記第2コレクタ金属との間の前記ベース層上において、
    ベース金属を自己整合するように形成する段階; からなる方法。
  3. (3)エミッタ金属とコレクタ金属とが平坦なヘテロ接
    合バイポーラ・トランジスタを製造する方法であって: トランジスタ構造のコレクタ層まで及ぶ開口部を形成す
    る段階; 前記開口部内にコレクタ金属の第1部分を形成する段階
    ; 誘電体を用いて前記第1部分を絶縁する段階;前記第1
    部分上にコレクタ金属の第2部分を形成する段階; 前記第2部分に隣接し、かつ前記第2部分に実質的に平
    坦になるようにエミッタ金属を形成する段階; 前記第2部分と前記エミッタ金属との間でトランジスタ
    構造のベース層を露出させる段階;ならびに 前記第2部分と前記エミッタ金属との間において前記ベ
    ース層の露出した部分上にベース金属を形成する段階; からなる方法。
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