JPH0382038A - Manufacture of bipolar transistor - Google Patents

Manufacture of bipolar transistor

Info

Publication number
JPH0382038A
JPH0382038A JP21801089A JP21801089A JPH0382038A JP H0382038 A JPH0382038 A JP H0382038A JP 21801089 A JP21801089 A JP 21801089A JP 21801089 A JP21801089 A JP 21801089A JP H0382038 A JPH0382038 A JP H0382038A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
emitter
base
layer
electrode
collector
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.)
Granted
Application number
JP21801089A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH0828376B2 (en
Inventor
Takashi Hirose
貴司 廣瀬
Masaki Inada
稲田 雅紀
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.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial 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 Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP21801089A priority Critical patent/JPH0828376B2/en
Publication of JPH0382038A publication Critical patent/JPH0382038A/en
Publication of JPH0828376B2 publication Critical patent/JPH0828376B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Abstract

PURPOSE:To make an element finer without increasing the number of processes and decrease both parasitic capacity and resistance by performing the formation of base electrodes with a lift-off process including self-alignment between emitter and base regions and forming even a base region as well simultaneously by self-alignment. CONSTITUTION:When a bipolar transistor having multilayer structure in which at least three layers consisting of the 1st conductivity type collector layer 23, the 2nd conductivity type base layer 24, and the 1st conductivity type emitter layer 25 are laminated in this order is manufactured, its manufacturing steps comprise: a process for the formation of an emitter mesa; processes for the formation of side wall films 32 at side walls of the emitter mesa as well as the base region 24 by using the foregoing emitter mesa and the side wall films 32 as masks; a process for replacing the side wall films 32 with base electrodes 34 by the use of resists 33 having each pattern at a base electrode extracting part. For example, after forming a collector contact layer 22, the collector 23, the base layer 24, the emitter layer 25, and an emitter cap layer 26 on a semiinsulating board 21, respective processes as mentioned above are performed.

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明(友 高度な情報処理や通信システムに必要とさ
れる高速性能および高周波特性に優れた半導体素子とし
て利用できるバイポーラトランジスタの製造方法に関す
るものであも 従来の技術 近年における高度情報化社会の発達により、通信分野に
おける高周波化ならびに高密度化 情報処理分野におけ
る高速化および大容量化がますます必要とされていも 
これらを遠戚すべく、半導体素子の抵抗成分ならびに容
量成分を低減し 高速 高集積等の性能向上のための研
究開発がさかんに行われていも 特に エミッタのバン
ドギャツブがベースより大きいヘテロ接合を用いたバイ
ポーラトランジスタ(ヘテロ接合バイポーラトランジス
タ)6上  電流利得を下げることなくベース抵抗なら
びにベース・エミッタ間容量を低減することかで色 こ
れらにより高速動作が可能となる半導体素子として注目
されていも 以下、図面を参照しながら従来のバイポーラトランジス
タの製造方法について説明すも第2図(a)、(b)*
  (c)、(d)、(e)e  (f)および第3図
(a)、(b)、(c)iよ 従来のバイポーラトラン
ジスタの製造方法を示した構造断面図であも 第2図(a)、(b)、(c)、(d)t (e)、(
f)において、 lは半導体装置の基板となる半絶縁性
基l!ih2はコレクタの引き出し層となるコレクタコ
ンタクト凰 3はコレクタ凰 4はペース凰 5は前記
ベース層4よりバンドギャップの大きな材料からなるエ
ミッタ凰 6は前記エミッタ層5とエミッタ電極8aと
の接触抵抗を下げるためのエミッタキャップ凰 7は素
子間分離のために形成された絶縁領域 8はエミッタマ
スクパターン9をマスクとした第1のイオンビームlO
によるエツチングにより前記エミッタ電極8aとなるエ
ミッタ電極金ML  11はベース電極金属12と前記
エミッタ層5とを絶縁するための第1の側壁12aは前
記ベース電極金属12形成時に前記エミッタマスクパタ
ーン9上ならびに前記第1の側壁ll上に形成されたペ
ース金IL  13は第2のイオンビーム14によりベ
ース電極12bを形成するマスクとなる第2の側壁 1
5は前記ベース層4とコレクタ電極16とを絶縁するた
めの第3の側壁であも 以上の構成による従来のバイポーラトランジスタの製造
方法を第一の従来例として、以下に説明すも ま1GaAsからなる半絶縁性基板1上に高濃度nMI
G a A sからなるコレクタコンタクト層2と、n
型GaAsからなるコレクタ層3a高濃度p型GaAs
からなるベース層4.L  N型AI−,5Ga−、マ
Asからなるエミッタ層5と、高濃度n型GaAsから
なるエミッタキャップ層6とを形*a  素子間分離と
なる絶縁領域7をイオン注入により形成すも 次に エ
ミッタの電極となるエミッタ電極金属8を全面に形成機
 エミッタマスクパターン9をマスクとした第1のイオ
ンビームlOによるドライエツチングを行い(第2図(
a))、前記ベース層4を露呈させエミッタメサを形成
すも この線 エミッタ面積に等しいエミッタ電極8a
が形成される(第2図(b)〉。次に 全面に絶縁膜を
形成機 異方性エツチングにより前記エミッタメサの側
面に第1の側壁11を形成する(第2図(C))。次に
 ベースの電極となる金属を蒸着し 露呈された前記ベ
ース層4上にはベース電極金属12を、前記エミッタマ
スクパターン9上にはベース金属12aをそれぞれ形成
した抵 再度全面に絶縁膜を形成機 異方性エツチング
により前記第1の側壁11の側面にさらに第2の側壁1
3を形成する(第2図(d)〉。次に 前記第2の側壁
13をマスクとした第2のイオンビーム14による異方
性エツチングにより、前記コレクタコンタクト層2を露
呈させも この隊 前記ベース金属12a(t、、  
前記ベース電極金属12の露呈部がエツチングされると
同時に除去され また前記第2の側壁13による前記ベ
ース電極金属12の被覆部&上 ベース電極12bとな
る(第2図(e))。
[Detailed Description of the Invention] Industrial Field of Application The present invention relates to a method for manufacturing a bipolar transistor that can be used as a semiconductor element with excellent high-speed performance and high-frequency characteristics required for advanced information processing and communication systems. With the development of an advanced information society in recent years, there is an increasing need for higher frequencies and higher densities in the communications field, as well as higher speeds and larger capacities in the information processing field.
In order to distantly relate to these, research and development is being actively conducted to reduce the resistance and capacitance components of semiconductor elements and improve performance such as high speed and high integration. Bipolar transistor (heterojunction bipolar transistor) 6 The ability to reduce base resistance and base-emitter capacitance without lowering current gain has attracted attention as a semiconductor device that enables high-speed operation. The conventional manufacturing method of bipolar transistors will be explained with reference to FIGS. 2(a) and (b) *
(c), (d), (e) e (f) and Fig. 3 (a), (b), (c) i. Figures (a), (b), (c), (d)t (e), (
In f), l is a semi-insulating group l! which becomes the substrate of the semiconductor device. ih2 is a collector contact layer serving as a collector extraction layer; 3 is a collector layer; 4 is a paste layer; 5 is an emitter layer made of a material with a larger band gap than the base layer 4; 6 is the contact resistance between the emitter layer 5 and the emitter electrode 8a. 7 is an insulating region formed for isolation between elements; 8 is a first ion beam lO using emitter mask pattern 9 as a mask;
The emitter electrode gold ML 11, which becomes the emitter electrode 8a by etching, is etched on the emitter mask pattern 9 and the first sidewall 12a for insulating the base electrode metal 12 and the emitter layer 5 when the base electrode metal 12 is formed. The paste gold IL 13 formed on the first sidewall 11 serves as a mask for forming the base electrode 12b by the second ion beam 14.
Reference numeral 5 denotes a third side wall for insulating the base layer 4 and the collector electrode 16.The method for manufacturing a conventional bipolar transistor with the above-described structure is described below as a first conventional example. A high concentration of nMI is applied on the semi-insulating substrate 1.
Collector contact layer 2 made of GaAs, and n
Collector layer 3a made of type GaAs, highly doped p-type GaAs
A base layer consisting of 4. L The emitter layer 5 made of N-type AI-, 5Ga-, and As and the emitter cap layer 6 made of high-concentration n-type GaAs are formed by ion implantation. The emitter electrode metal 8, which will become the emitter electrode, is formed on the entire surface by dry etching using the first ion beam 1O using the emitter mask pattern 9 as a mask (see Fig. 2).
a)) This line exposes the base layer 4 and forms an emitter mesa. This line emitter electrode 8a has an area equal to the emitter area.
is formed (FIG. 2(B)). Next, an insulating film is formed on the entire surface by anisotropic etching to form the first sidewall 11 on the side surface of the emitter mesa (FIG. 2(C)). A metal that will become a base electrode is deposited, a base electrode metal 12 is formed on the exposed base layer 4, and a base metal 12a is formed on the emitter mask pattern 9. A second side wall 1 is further formed on the side surface of the first side wall 11 by anisotropic etching.
Then, the collector contact layer 2 is exposed by anisotropic etching using the second ion beam 14 using the second sidewall 13 as a mask. Base metal 12a (t,,
The exposed portion of the base electrode metal 12 is etched and removed at the same time, and becomes the covered portion of the base electrode metal 12 by the second side wall 13 & the upper base electrode 12b (FIG. 2(e)).

さらに 上述と同様の方法双 第3の側壁15を形成機
 コレクタ電極16を前記コレクタコンタクト層2上に
形tL  バイポーラトランジスタが完成する(第2図
(f))。 (例え(L 羽山ら暮ジ インスティテユ
ウト オプ エレクトリカルアンド エレクトロニクス
 エンジニア−Xエレクトロン デバイス レタース 
第EDL−8!  5号 第246頁〜第248罠 1
987年(IEEE  Electron  Devi
ceLetters、   Vol、  EDL−8,
No。
Further, a third sidewall 15 is formed using the same method as described above, and a collector electrode 16 is formed on the collector contact layer 2 to complete a type tL bipolar transistor (FIG. 2(f)). (Example (L Hayama Rabuji Institute Op Electrical and Electronics Engineer-X Electron Device Letters
No. EDL-8! No. 5, pages 246-248 Trap 1
987 (IEEE Electron Devi
ceLetters, Vol, EDL-8,
No.

5、pp246〜248(1987))参胤 )以上の
ように 第1の側壁11、第2の側壁13ならびに第3
の側壁15を用いることにより、エミッタ電極8aとベ
ース電極12bとコレクタ電極16とをエミッタマスク
パターン9に対し自己整合的に形成することが可能とな
ん もって、寄生抵抗の低減やプロセスの簡略化がなさ
れ 半導体素子の高速イし 高集積化等の性能向上が期
待されも 成心 従来のバイポーラトランジスタの製造方法の第二
の従来例として、第3図(a)、(b)、(c)を用(
\ 以下に説明すも 第3図(a)、(b)、(c)において、51は半導体
装置の基板となる半絶縁性基K 52はコレクタの引き
出し層となるコレクタコンタクト凰53はコレクタML
 54はベース凰 55はエミッタ凰 56は前記エミ
ッタ層55とエミッタ電極57との接触抵抗を下げるた
めのエミッタキャップ凰 58はレジストパターン59
を用いたパターン反転によりベース電極60を形成する
ための側壁膜 61は前記ベース電極60形成時に前記
レジストパターン59上ならびに前記エミッタ電極57
上に形成されたペース電極金it  62はベース領域
形成のための絶縁領域 63はコレクタ電極であも まf、GaAsからなる半絶縁性基板51上に高濃度n
型GaAsからなるコレクタコンタクト層52と、n型
GaAsからなるコレクタ層53と、高濃度p型GaA
sからなるベース層54と、N型Al・、*Gas、テ
Asからなるエミッタ層55と、高濃度n型GaAsか
らなるエミッタキャップ層56とを形成機 前記エミッ
タキャップ層56上にエミッタ電極57を形成し 前記
エミッタ電極57をマスクとしてエミッタメサを形成す
も次に 前記エミッタ電極57および前記エミッタメサ
の側面に側壁膜58を形成後全面にレジストを塗布して
平坦化した抵 ドライエツチングにより前記エミッタ電
極57および前記側壁M58の上部を露呈させたレジス
トパターン59を形成する(第3図(a))。次に前記
側壁膜58をエツチング除去抵 ベースの電極となる金
属を全面に蒸着し 前記ベース層54上にはベース電極
60を、前記エミッタ電極57上ならびに前記レジスト
パターン59上にはベース電極金属61をそれぞれ形成
する(第3図(b))。  次に 前記レジストパター
ン59を用いたリフトオフ法により、前記レジストパタ
ーン59上の前記ベース電極金属61を除去した徴 イ
オン注入法によりベース領域形成となる絶縁領域62を
形成し さらに前記コレクタコンタクト層52上にコレ
クタ電極63を形成し バイポーラトランジスタが完成
する(第3図(c))、  (例え(L 特願昭63−
13809号) 以上のように 側壁膜58をパターン反転してベース電
極60を形成することにより、ベース電極60をエミッ
タメサに対し自己整合で形成することが可能となん も
って、寄生抵抗が低減され半導体素子の高速化等の性能
向上が期待されも発明が解決しようとする課題 しかしなか板 第一の従来例として第2図(a)。
5, pp. 246-248 (1987)) As described above, the first side wall 11, the second side wall 13, and the third
By using the sidewalls 15, it is possible to form the emitter electrode 8a, the base electrode 12b, and the collector electrode 16 in a self-aligned manner with respect to the emitter mask pattern 9, which reduces parasitic resistance and simplifies the process. The second conventional example of the conventional bipolar transistor manufacturing method is shown in Figures 3(a), (b), and (c). for(
\ As will be explained below, in FIGS. 3(a), (b), and (c), 51 is a semi-insulating group K which becomes the substrate of the semiconductor device. 52 is the collector contact layer K which becomes the extraction layer of the collector. 53 is the collector ML.
54 is a base layer; 55 is an emitter layer; 56 is an emitter cap layer for reducing the contact resistance between the emitter layer 55 and the emitter electrode 57; 58 is a resist pattern 59
By pattern inversion using
A space electrode formed on the gold plate 62 is an insulating region for forming a base region, and a collector electrode 63 is formed on a semi-insulating substrate 51 made of GaAs with a high concentration n.
A collector contact layer 52 made of type GaAs, a collector layer 53 made of n-type GaAs, and a highly doped p-type GaA
An emitter electrode 57 is formed on the emitter cap layer 56 by forming a base layer 54 made of S, an emitter layer 55 made of N-type Al. An emitter mesa is formed by using the emitter electrode 57 as a mask.Next, after forming a sidewall film 58 on the emitter electrode 57 and the side surfaces of the emitter mesa, a resist is applied to the entire surface and the emitter electrode is flattened by dry etching. 57 and a resist pattern 59 exposing the upper part of the side wall M58 is formed (FIG. 3(a)). Next, the sidewall film 58 is removed by etching, and a metal that will become a resistor base electrode is deposited on the entire surface.A base electrode 60 is formed on the base layer 54, and a base electrode metal 61 is formed on the emitter electrode 57 and the resist pattern 59. (Fig. 3(b)). Next, the base electrode metal 61 on the resist pattern 59 is removed by a lift-off method using the resist pattern 59. An insulating region 62 that will form a base region is formed by an ion implantation method, and further on the collector contact layer 52. A collector electrode 63 is formed at the top, and the bipolar transistor is completed (Fig. 3(c)).
(No. 13809) As described above, by forming the base electrode 60 by inverting the pattern of the sidewall film 58, it is possible to form the base electrode 60 in self-alignment with the emitter mesa, thereby reducing parasitic resistance and improving the quality of the semiconductor device. Although improvements in performance such as faster speeds are expected, the invention still has problems to be solved, as shown in FIG. 2(a) as a first conventional example.

(b )、  (c )、  (d )t  (e )
、  (f )に示したような方法で(よ コレクタ電
極16の形成がベース電極12bの形成後であるた取 
前記コレクタ電極16とコレクタコンタクト層2とを低
抵抗で接触す゛るために必要とされるコレクタ電極熱処
理バ 同時に前記ベース電極12bにも行われも 前記
コレクタ電極熱処理(&  前記ベース電極12bとベ
ース層4との接触抵抗を低減するためのベース電極熱処
理に比べ高温であるたべ 前記ベース電極熱処理により
低減された前記ベース電極12bとベース層4との接触
抵抗を低く保つことが困難であるという問題点を有して
い九 さらに 第二の従来例として第3図(a)、(b)。
(b), (c), (d)t (e)
, by the method shown in (f) (y).
The collector electrode heat treatment (& the base electrode 12b and the base layer 4) may also be performed on the base electrode 12b at the same time. The temperature is higher than that of the base electrode heat treatment for reducing the contact resistance between the base electrode 12b and the base layer 4. 3(a) and (b) as a second conventional example.

(C)に示したような方法でGEL  側壁M58をパ
ターン反転してベース電極60を形成するた吹 コレク
タ電極63に対するコレクタ電極熱処理を行った後にベ
ース電極60を形成することが可能となり、上記第一の
従来例で示した問題点は改善されも しかし ベース領
域を形成するにあたり、新たなマスクを設は絶縁領域6
2を形成する必要があり、第一の従来例に比べ 前記マ
スクを形成する工程が増し さらにマスク合わせ余裕を
考えて、ベース領域はベース電極60に対し2μm程度
両外側に広がり、ベース領域の微細化が困難であるとい
う問題点を有してい氾 本発明は上記問題点に鑑へ ベース電極の形成を、エミ
ッタ・ベース間の自己整合を含むリフトオフ法で行うと
ともに ペース領域も同時に自己整合で形成することに
より、工程数を増やすことなく素子の微細化を可能とし
 もって寄生容量および寄生抵抗を低減できるバイポー
ラトランジスタの製造方法を提供するものであも 課題を解決するための手段 上記問題点を解決するために 本発明のバイポーラトラ
ンジスタの製造方法it  第1導電型のコレクタ凰 
第2導電型のベース層および第1導電型のエミッタ層の
少なくとも3層がこの順に積層された多層膜構造を有す
るバイポーラトランジスタの製造におい玄 エミッタメ
サを形成する工程と、前記エミッタメサの側壁に側壁膜
を形成し前記エミッタメサと前記側壁膜とをマスクとし
てペース領域を形成する工程a ベース電極引出し部の
パターンを有するレジストを用い前記側壁膜をベース電
極に置換する工程とを含んだものであ作用 本発明で1上 上記した方法によって、工程数を増やす
ことなく、バイポーラトランジスタの寄生抵抗ならびに
寄生容量を大幅に低減で東 もって高速性等の素子特性
を向上させることができも実施例 以下、本発明の一実施例としてのバイポーラトランジス
タの製造方法について、図面を参照しながら説明すも 第1図(a)、(b)、(c)、(d)、(e)、(f
)。
It becomes possible to form the base electrode 60 after performing the collector electrode heat treatment on the collector electrode 63 by pattern reversing the pattern of the GEL side wall M58 and forming the base electrode 60 by the method shown in (C). Although the problem shown in the first conventional example can be improved, a new mask is required to form the insulating region 6 when forming the base region.
2, and the process for forming the mask is increased compared to the first conventional example.Furthermore, in consideration of the mask alignment margin, the base region is expanded by about 2 μm on both sides of the base electrode 60, and the base region is In view of the above problems, the base electrode is formed by a lift-off method that includes self-alignment between the emitter and the base, and the pace region is also formed by self-alignment at the same time. The present invention provides a method for manufacturing bipolar transistors that enables device miniaturization without increasing the number of steps and reduces parasitic capacitance and parasitic resistance. A method for manufacturing a bipolar transistor according to the present invention.
Manufacturing of a bipolar transistor having a multilayer film structure in which at least three layers of a base layer of a second conductivity type and an emitter layer of a first conductivity type are laminated in this order. A step of forming a paste region using the emitter mesa and the sidewall film as a mask; and a step of replacing the sidewall film with a base electrode using a resist having a pattern of a base electrode lead-out portion. The above-described method can significantly reduce the parasitic resistance and parasitic capacitance of a bipolar transistor without increasing the number of steps, thereby improving device characteristics such as high speed. A method of manufacturing a bipolar transistor as an example will be explained with reference to the drawings.
).

(g)it、  本発明の一実施例におけるヘテロ接合
を用いたバイポーラトランジスタの製造方法を各工程ご
とに示した構造断面図であも 第1図(a)、(b)、(c)、(d)、(e)、(f
)。
(g) It is a structural cross-sectional view showing each step of a method for manufacturing a bipolar transistor using a heterojunction according to an embodiment of the present invention. (d), (e), (f
).

(g)におい1”、21は半導体装置の基板となる半絶
縁性基板 22はコレクタの引き出し層となるコレクタ
コンタクト凰 23はコレクタ凰24はペース凰 25
は前記ベース層24よりバンドギャップの大きな材料か
らなるエミッタ凰 26は前記エミッタ層25とエミッ
タ電極30との接触抵抗を下げるためのエミッタキャッ
プN、27はエミッタ領域の形成およびパターン反転に
より前記エミッタ電極30を形成するためのエミッタマ
スクパターン、28は素子間分離のための絶縁領域 2
9は前記エミッタ電極30とコレクタ電極31とを形成
するための第1のレジストパターン、 321よ ペー
ス領域の形成およびパターン反転による第2のレジスト
パターン33を用いたベース電極34の形成に用いられ
る側壁IL 34aは前記第2のレジストパターン33
上に形成された第1のベース電極金Jll  34bは
前記エミッタ電極30上に形成された第2のペース電極
金属であも 以上のように構成された本発明の一実施例におけるヘテ
ロ接合を用いたバイポーラトランジスタの製造方法につ
いて、以下に説明すも ま−fGaAsからなる半絶縁性基板21上に高濃度n
型GaAsからなるコレクタコンタクト層22hn型G
aAsからなるコレクタ層23と、高濃度p型GaAs
からなるベース層2′4aN型A1・、sGa@、マA
sからなるエミッタ層25と、高濃度n型GaAsから
なるエミッタキャップ層26とを形成機 エミッタ領域
を決めるエミッタマスクパターン27を酸化シリコン膜
のドライエツチングにより形成する(第1図(a))。
(g) 1", 21 is a semi-insulating substrate that will be the substrate of the semiconductor device, 22 is the collector contact layer that will be the extraction layer of the collector, 23 is the collector layer, and 24 is the paste layer 25
26 is an emitter cap N made of a material with a larger band gap than the base layer 24; 26 is an emitter cap N for lowering the contact resistance between the emitter layer 25 and the emitter electrode 30; and 27 is the emitter cap N formed by forming an emitter region and reversing the pattern. 28 is an insulating region for isolation between elements.
9 is a first resist pattern for forming the emitter electrode 30 and the collector electrode 31; 321 is a side wall used for forming a pace region and forming a base electrode 34 using the second resist pattern 33 by pattern reversal; IL 34a is the second resist pattern 33
The first base electrode metal 34b formed on the emitter electrode 30 is the second base electrode metal formed on the emitter electrode 30, and the heterojunction in one embodiment of the present invention configured as described above is used. A method of manufacturing a bipolar transistor using a high concentration of n is deposited on a semi-insulating substrate 21 made of fGaAs.
Collector contact layer 22hn type G made of type GaAs
Collector layer 23 made of aAs and highly doped p-type GaAs
Base layer 2'4aN type A1, sGa@, MaA
An emitter mask pattern 27 for defining an emitter region is formed by dry etching a silicon oxide film (FIG. 1(a)).

次に前記エミッタマスクパターン27をマスクとしたウ
ェットエツチングにより前記ベース層24を露呈させエ
ミッタメサを形成機 さらに素子間分離となる絶縁領域
28を、イオン注入により形成する(第1図(b))。
Next, the base layer 24 is exposed by wet etching using the emitter mask pattern 27 as a mask to form an emitter mesa, and an insulating region 28 that serves as isolation between elements is formed by ion implantation (FIG. 1(b)).

次に レジストのスピンコードによる表面平坦化を行っ
た徽 コレクタ電極パターンを形成し さらにドライエ
ツチングにより前記エミッタマスクパターン27の上部
を露呈させ、jIlのレジストパターン29とした微 
ウェットエツチングにより前記コレクタコンタクト層2
2を露呈させる(第1図(C))。次に前記エミッタマ
スクパターン27を除去徴 エミッタおよびコレクタの
電極となる金属を蒸着し 前記第1のレジストパターン
29を用いたリフトオフ法により、エミッタ電極30な
らびにコレクタ電極31を形成する(第1図(d))。
Next, a collector electrode pattern was formed by flattening the surface using a resist spin code, and then dry etching was performed to expose the upper part of the emitter mask pattern 27, forming a fine resist pattern 29.
The collector contact layer 2 is removed by wet etching.
2 (Figure 1 (C)). Next, after removing the emitter mask pattern 27, a metal that will become the emitter and collector electrodes is vapor-deposited, and an emitter electrode 30 and a collector electrode 31 are formed by a lift-off method using the first resist pattern 29 (see FIG. 1). d)).

次に接触抵抗を低減するための熱処理を行った抵 前記
エミッタ電極30ならびに前記エミッタメサの側面に酸
化シリコンからなる側壁膜32を形成し 前記側壁膜3
2をマスクとして露呈している前記ベース層24をエツ
チング除去し ベース領域を形成する(第1図(e))
。次に レジストのスピンコードによる表面平坦化を行
った眞 ベースの引出しパターンを形成μ さらにドラ
イエツチングにより少なくとも前記側壁膜32の上部を
露呈させた第2のレジストパターン33を形成すも 次
に 前記側壁膜32をエツチング除去し全面にベースの
電極となる金属を蒸着し 前記ベース層24上にベース
電極34を形成することにより、前記側壁膜32を前記
ベース電極34に置換すも またこの隊 前記第2のレ
ジストパターン33上ならびに前記エミッタ電極30上
にそれぞれ第1のベース電極金属34aおよび第2のペ
ース電極金属34bが形成される(第1図(f〉)。な
叙 上述のように 前記側壁832のエツチング除去後
ベース電極34を形成することを置換と称も 次に前記
第2のレジストパターン33を用いたリフトオフ法によ
り前記第1のペース電極金属34aを除去しバイポーラ
トランジスタが完成する(第1図(g))。
Next, a sidewall film 32 made of silicon oxide is formed on the side surfaces of the emitter electrode 30 and the emitter mesa, which have been heat-treated to reduce contact resistance.
2 as a mask, the exposed base layer 24 is removed by etching to form a base region (FIG. 1(e)).
. Next, a true-based extraction pattern is formed by flattening the surface using a resist spin code. Further, a second resist pattern 33 is formed by dry etching to expose at least the upper part of the sidewall film 32. Next, the sidewall The sidewall film 32 is replaced with the base electrode 34 by etching away the film 32 and depositing a metal that will become a base electrode on the entire surface to form a base electrode 34 on the base layer 24. A first base electrode metal 34a and a second space electrode metal 34b are formed on the second resist pattern 33 and the emitter electrode 30, respectively (FIG. 1(f)).As described above, the side wall Forming the base electrode 34 after removing the base electrode 832 by etching is also referred to as replacement.Next, the first base electrode metal 34a is removed by a lift-off method using the second resist pattern 33, and the bipolar transistor is completed. Figure 1 (g)).

以上のように本実施例によれ番L ベース領域ならびに
ベース電極34戟 側壁膜32を用いたエミッタメサと
の自己整合で形成され かつコレクタ電極31に対する
コレクタ電極熱処理(通電コレクタ電極熱処理とエミッ
タ電極熱処理は同一温度であるた亀 本実施例では前記
コレクタ電極31に対するコレクタ電極熱処理と、エミ
ッタ電極30に対するエミッタ電極熱処理とを同時に行
っていも )を行った後にベース電極34が形成される
たべ 前記ベース電極34とベース層24との接触抵抗
を低く保つとともに ベース領域形成用マスクが不要で
あることか転 前記ベース領域が前記ベース電極34か
ら外側に広がることなく、上記第二の従来例に比べ4μ
m程度短く形成さ札 素子の微細化が可能となん これらにより、寄生容量ならびに寄生抵抗の低減がなさ
れ バイポーラトランジスタ本来の高速性能が発揮され
 大幅な素子特性の向上が可能となも な抵 本実施例ではベース領域の形成を、側壁膜32を
マスクとしたベース層24のエツチング除去により行っ
た力く ベース領域の形成は露呈している前記ベース層
24をベース領域として作用しないようにすればよく、
例えC′L  水素等のイオン注入により絶縁化しても
よへ また 本実施例ではベース電極34の形成を、エミッタ
電極30を有するエミッタメサと第2のレジストパター
ン33とをマスクとして行った力tベース電極34の形
成GA  側壁lI!32と置換されかつ前記エミッタ
メサと接触しなければよく、例えば 前記エミッタメサ
を第1図(b)に示す逆メサ形状が充分なものとすれば
前記エミッタメサ上の前記エミッタ電極30は必要なく
、逆メサ形状が充分な前記エミッタメサと前記第2のレ
ジストパターン33とをマスクとして行ってもよへ発明
の効果 以上のように本発明のバイポーラトランジスタの製造方
法1上 第1導電型のコレクタ凰 第2導電型のベース
層および第1導電型のエミッタ層の少なくとも3層がこ
の順に積層された多層膜構造を有するバイポーラトラン
ジスタの製造において、エミッタメサを形成する工程a
 前記エミッタメサの側壁に側壁膜を形tL、  前記
エミッタメサと前記側壁膜とをマスクとしてベース領域
を形成する工程ム ベース電極引出し部のパターンを有
するレジストを用い前記側壁膜をベース電極に置換する
工程とを含むことを特徴とすも 本発明のバイポーラトランジスタの製造方法を用いるこ
とにより、寄生抵抗ならびに寄生容量が低減され もっ
て高速性能等の素子特性のすぐれたバイポーラトランジ
スタを得ることが可能となん
As described above, in this embodiment, the base region L and the base electrode 34 are formed by self-alignment with the emitter mesa using the sidewall film 32, and the collector electrode 31 is subjected to collector electrode heat treatment (current collector electrode heat treatment and emitter electrode heat treatment). In this embodiment, the collector electrode heat treatment for the collector electrode 31 and the emitter electrode heat treatment for the emitter electrode 30 are performed at the same time. The contact resistance between the base electrode 34 and the base layer 24 is kept low, and a mask for forming the base region is not required.
By making it possible to miniaturize the element, the parasitic capacitance and parasitic resistance can be reduced, the inherent high-speed performance of bipolar transistors can be demonstrated, and the device characteristics can be significantly improved. In the example, the base region is formed by etching and removing the base layer 24 using the sidewall film 32 as a mask.The base region may be formed by preventing the exposed base layer 24 from acting as a base region. ,
For example, C'L may be insulated by implanting ions such as hydrogen. In this embodiment, the base electrode 34 is formed using the emitter mesa having the emitter electrode 30 and the second resist pattern 33 as a mask. Formation of electrode 34 GA side wall lI! For example, if the emitter mesa has a sufficient inverted mesa shape as shown in FIG. 1(b), the emitter electrode 30 on the emitter mesa is not necessary and the inverted mesa The emitter mesa having a sufficient shape and the second resist pattern 33 may be used as a mask.Effects of the Invention As described above, the method for manufacturing a bipolar transistor of the present invention (1) Collector of first conductivity type Second conductivity In manufacturing a bipolar transistor having a multilayer film structure in which at least three layers of a base layer and an emitter layer of a first conductivity type are laminated in this order, step a of forming an emitter mesa.
forming a sidewall film on the sidewall of the emitter mesa; forming a base region using the emitter mesa and the sidewall film as a mask; replacing the sidewall film with a base electrode using a resist having a pattern of a base electrode extraction part; By using the method for manufacturing a bipolar transistor of the present invention, which is characterized by including

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図(a)、(b)、(c)、(d)、(e)、(f
)。 (g)は本発明の一実施例におけるバイポーラトランジ
スタの製造方法を各工程ごとに示した構造断面は 第2
図(a)、(b)e  (c)e  (d)、(e)、
(f)および第3図(a)、(b)、(’c)j亀 従
来のバイポーラトランジスタの製造方法を各工程ごとに
示した構造断面図であも 1.21.51・・・半絶縁性基[2,22゜52・・
・コレクタコンタクト凰 3. 23. 53−・・コ
レクタ凰 4. 24. 54・・・ベース凰  5゜
25.55・・・エミッタ凰 6. 2.6. 56・
・・エミッタキャップ凰 ?、  28. 62・・・
絶縁領域8a、  30. 57・・・エミッタ電[9
,27・・・エミッタマスクパターλ 11・・・第1
の側壁12b、34.60・・・ベース電K  13・
・・第2の側壁15・・・第3の側壁 16. 31.
.63・・・コレクタ電極 32.58・・・側壁K 
34b・・・第2のペース電極全島
Figure 1 (a), (b), (c), (d), (e), (f
). (g) is a structural cross-section showing each step of the manufacturing method of a bipolar transistor in an embodiment of the present invention.
Figures (a), (b) e (c) e (d), (e),
(f) and Figures 3 (a), (b), ('c)J Turtle A structural cross-sectional view showing each step of the conventional bipolar transistor manufacturing method is 1.21.51...half. Insulating group [2,22゜52...
・Collector contact 凰 3. 23. 53-... Collector 凰 4. 24. 54...Base 凰 5゜25.55...Emitter 凰 6. 2.6. 56・
...Emitter cap 凰? , 28. 62...
Insulating region 8a, 30. 57... Emitter electric [9
, 27...Emitter mask pattern λ 11...First
side wall 12b, 34.60... base electric K 13.
...Second side wall 15...Third side wall 16. 31.
.. 63...Collector electrode 32.58...Side wall K
34b...Second pace electrode entire island

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)第1導電型のコレクタ層、第2導電型のベース層
および第1導電型のエミッタ層の少なくとも3層がこの
順に積層された多層膜構造を有するバイポーラトランジ
スタの製造において、エミッタメサを形成する工程と、
前記エミッタメサの側壁に側壁膜を形成し、前記エミッ
タメサと前記側壁膜とをマスクとしてベース領域を形成
する工程と、ベース電極引出し部のパターンを有するレ
ジストを用い前記側壁膜をベース電極に置換する工程と
を含むことを特徴としたバイポーラトランジスタの製造
方法。
(1) Forming an emitter mesa in manufacturing a bipolar transistor having a multilayer structure in which at least three layers, a collector layer of a first conductivity type, a base layer of a second conductivity type, and an emitter layer of a first conductivity type are laminated in this order. The process of
a step of forming a sidewall film on the sidewall of the emitter mesa, forming a base region using the emitter mesa and the sidewall film as a mask, and a step of replacing the sidewall film with a base electrode using a resist having a pattern of a base electrode extension part. A method for manufacturing a bipolar transistor, comprising:
(2)ベース領域をベース層のエッチング除去により形
成することを特徴とする特許請求の範囲第1項記載のバ
イポーラトランジスタの製造方法。
(2) The method for manufacturing a bipolar transistor according to claim 1, wherein the base region is formed by etching and removing the base layer.
(3)ベース領域をベース層へのイオン注入により形成
することを特徴とする特許請求の範囲第1項記載のバイ
ポーラトランジスタの製造方法。
(3) A method for manufacturing a bipolar transistor according to claim 1, characterized in that the base region is formed by ion implantation into the base layer.
(4)コレクタ層とエミッタ層のうち少なくともエミッ
タ層のバンドギャップがベース層より大きい半導体材料
からなることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の
バイポーラトランジスタの製造方法。
(4) The method for manufacturing a bipolar transistor according to claim 1, wherein at least the emitter layer of the collector layer and the emitter layer is made of a semiconductor material having a larger band gap than the base layer.
JP21801089A 1989-08-24 1989-08-24 Bipolar transistor manufacturing method Expired - Lifetime JPH0828376B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP21801089A JPH0828376B2 (en) 1989-08-24 1989-08-24 Bipolar transistor manufacturing method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP21801089A JPH0828376B2 (en) 1989-08-24 1989-08-24 Bipolar transistor manufacturing method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH0382038A true JPH0382038A (en) 1991-04-08
JPH0828376B2 JPH0828376B2 (en) 1996-03-21

Family

ID=16713214

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP21801089A Expired - Lifetime JPH0828376B2 (en) 1989-08-24 1989-08-24 Bipolar transistor manufacturing method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0828376B2 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6966940B2 (en) 2002-04-04 2005-11-22 Donaldson Company, Inc. Air filter cartridge

Also Published As

Publication number Publication date
JPH0828376B2 (en) 1996-03-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPH03292744A (en) Compound semiconductor device and manufacture thereof
JPH0382038A (en) Manufacture of bipolar transistor
JP2664527B2 (en) Semiconductor device
JPH0382040A (en) Manufacture of bipolar transistor
JPH06163905A (en) Fabrication of insulated gate semiconductor
JPH0523497B2 (en)
JPH05243274A (en) Vertical mosfet
JPH0382039A (en) Manufacture of bipolar transistor
JPH0382037A (en) Manufacture of bipolar transistor
JP2522378B2 (en) Bipolar transistor and manufacturing method thereof
JPS63305566A (en) Semiconductor device and manufacture thereof
JP2979638B2 (en) Method for manufacturing heterojunction bipolar transistor
JPH01155660A (en) Manufacture of semiconductor device
JPH07142685A (en) Semiconductor integrated circuit device and manufacture thereof
JPS6037173A (en) Manufacture of field effect transistor
JPH06244365A (en) Semiconductor device, and manufacture thereof
JPH05291301A (en) Field-effect transistor and manufacture thereof
JPH04162635A (en) Manufacture of semiconductor device
JPH0595004A (en) Manufacture of field-effect transistor
JPH03205831A (en) Bipolar transistor
JPH0797634B2 (en) Field effect transistor and manufacturing method thereof
JPH02113539A (en) Manufacture of semiconductor device
JPH01125975A (en) Semiconductor device and manufacture thereof
JPS62291066A (en) Manufacture of vertical field-effect transistor
JPH08115922A (en) Bipolar transistor, and its manufacture