JPH04334028A - 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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JPH04334028A
JPH04334028A JP10542891A JP10542891A JPH04334028A JP H04334028 A JPH04334028 A JP H04334028A JP 10542891 A JP10542891 A JP 10542891A JP 10542891 A JP10542891 A JP 10542891A JP H04334028 A JPH04334028 A JP H04334028A
Authority
JP
Japan
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emitter
mesa
collector
electrode
mask
Prior art date
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Pending
Application number
JP10542891A
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English (en)
Inventor
Toshiaki Kato
敏明 加藤
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
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Publication date
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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】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は超高速デバイス、超高周
波デバイスに利用できるヘテロ接合バイポーラトランジ
スタ(以下、HBTと略す)の製造方法に関するもので
ある。
【0002】
【従来の技術】近年、バイポーラトランジスタは高速デ
バイスの一つとして、各方面でその開発が活発に進めら
れている。特にHBTは超高速デバイスとして非常に有
望であり、その特徴を生かすために、ウェットエッチン
グによりメサ形状の形成を行ったり、ドライエッチング
により垂直エッチングを行うなど、種々のエッチングに
よるデバイスの微細化が図られている。
【0003】以下、図面を参照しながら、上述した従来
のHBTの製造方法の一例について説明する。
【0004】図13、14、15は従来のHBTの製造
方法を示すHBTの断面図である。図13、14、15
において、31はエミッタ電極を兼ねたAlからなるエ
ッチングマスク、32はn形Siからなるエミッタ層、
33はp形Si1−xGex(x=0.12)からなる
ベース層、34はn形Siからなるコレクタ層、35は
SiO2からなる絶縁層、36はp形Si基板、37は
Alからなるベース電極である。
【0005】以上のような構成のHBTの製造方法につ
いて以下に説明する。Si基板37を1200℃のドラ
イO2酸化することにより、Si基板表面から厚さ 2
00nmのSiO2からなる絶縁層35を形成し、前記
Si基板上に基板温度 650℃において分子線エピタ
キシー法を用いてSbを3x1016cm−3ドープし
たn形Siからなるコレクタ層34を 300nm形成
し、さらにその上に基板温度 530℃において分子線
エピタキシー法を用いてGaを2x1018cm−3ド
ープしたp形Si1−xGex(x=0.12)からな
るベース層33を80nm形成し、さらにその上に基板
温度 650℃において分子線エピタキシー法を用いて
Sbを5x1017cm−3ドープしたn形Siからな
るエミッタ層32を 300nm形成し、さらにその上
にフォトリソグラフィーと真空蒸着法を用いてエミッタ
電極を兼ねたAlからなるエッチングマスク31を 3
00nm形成すると、図13の試料が得られる。
【0006】図13の試料を、弗酸と硝酸と水からなる
エッチング溶液を用いて、エミッタ層32をウェットエ
ッチングすると、エミッタメサが形成され、ベース層3
3が露呈される(図14)。さらに、前記エッチングマ
スク31をマスクとして真空蒸着法によりベース電極3
7を自己整合的に形成することができる(図15)。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、本従来
例においては、前記エミッタ層32をウェットエッチン
グする際に、前記エミッタメサがサイドエッチングによ
って極端に細るため、前記エミッタ電極がはがれやすく
、前記エミッタ電極と前記エミッタ層32のコンタクト
抵抗が高いという課題を有していた。
【0008】本発明は上記課題に鑑み、エミッタ電極が
はがれることなく、エミッタ電極とエミッタ層のコンタ
クト抵抗を低くすることができるHBTの製造方法、な
らびにコレクタ電極がはがれることなく、コレクタ電極
とコレクタ層のコンタクト抵抗を低くすることができる
HBTの製造方法を提供するものである。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明の製造方法は、HBTのエミッタ電極ならびに
エミッタメサを形成するに際し、絶縁体のマスクを用い
たドライエッチングによりエミッタメサの一部を形成し
、前記マスクを用いたウェットエッチングによりエミッ
タメサを完成した後、前記マスクをパターン反転し、前
記エミッタメサ表面にエミッタ電極を形成するという工
程を備えたものである。
【0010】また、HBTのコレクタ電極ならびにコレ
クタメサを形成するに際し、絶縁体のマスクを用いたド
ライエッチングによりコレクタメサの一部を形成し、前
記マスクを用いたウェットエッチングによりコレクタメ
サを完成した後、前記マスクをパターン反転し、前記コ
レクタメサ表面にコレクタ電極を形成するという構成を
備えたものである。
【0011】
【作用】本発明は上記した構成によって、エミッタメサ
が極端に細ることなくエミッタメサを完成することによ
り、エミッタ電極がはがれることなく、エミッタ電極と
エミッタ層のコンタクト抵抗を低くすることができる。 また、前記エミッタ電極をマスクとして、ベース電極を
自己整合的に形成することができる。
【0012】さらに、本発明は上記した構成によって、
コレクタメサが極端に細ることなくコレクタメサを完成
することにより、コレクタ電極がはがれることなく、コ
レクタ電極とコレクタ層のコンタクト抵抗を低くするこ
とができる。また、前記コレクタ電極をマスクとして、
ベース電極を自己整合的に形成することができる。
【0013】
【実施例】以下本発明の一実施例のHBTの製造方法に
ついて、図面を参照しながら説明する。
【0014】図1、2、3、4、5、6は本発明のHB
Tの製造方法を示すHBTの断面図である。図1、2、
3、4、5、6において、11はSiO2からなるエッ
チングマスク、12はn形Siからなるエミッタ層、1
3はp形Si1−xGex(x=0.12)からなるベ
ース層、14はn形Siからなるコレクタ層、15はS
iO2からなる絶縁層、16はp形Si基板、17は反
応性イオンエッチング(以下、RIEと略す)を行うプ
ラズマ、18はAlからなるエミッタ電極、19はAl
からなるベース電極、20はレジストである。
【0015】以上のような構成のHBTの製造方法につ
いて、以下図1、2、3、4、5、6を用いてその動作
を説明する。
【0016】Si基板17を1200℃のドライO2酸
化することにより、Si基板表面から厚さ 200nm
のSiO2からなる絶縁層15を形成し、前記Si基板
上に基板温度 650℃において分子線エピタキシー法
を用いてSbを3x1016cm−3ドープしたn形S
iからなるコレクタ層14を 300nm形成し、さら
にその上に基板温度 530℃において分子線エピタキ
シー法を用いてGaを2x1018cm−3ドープした
p形Si1−xGex(x=0.12)からなるベース
層13を80nm形成し、さらにその上に基板温度 6
50℃において分子線エピタキシー法を用いてSbを5
x1017cm−3ドープしたn形Siからなるエミッ
タ層12を 300nm形成し、さらにその上にフォト
リソグラフィーと化学気相成長法を用いてSiO2から
なるエッチングマスク11を 300nm形成すると、
図1の試料が得られる。
【0017】図1の試料を、SF6 を用いたRIEに
よりエミッタ層12を 200nmドライエッチングす
る(図2)。 ついで、図2の試料を弗酸と硝酸と水からなるエッチン
グ溶液を用いて前記エミッタ層12をウェットエッチン
グすることにより、ベース層13が露呈されると共に、
エミッタメサが完成する(図3)。エミッタ層12をウ
ェットエッチングする時間は従来に比べて非常に短いの
で、前記エミッタメサが極端に細ることはない。さらに
図4、5に示すように、エッチングマスク11をパター
ン反転によってエミッタ電極18に反転する。つまり、
図4に示すとおりレジスト20を塗布したあとエッチン
グマスク11を除去する。その後、全面にエミッタ電極
18を形成し、リフトオフによってエミッタ層12上に
エミッタ電極18を形成する。さらに前記エミッタ電極
18をマスクとして、真空蒸着法によりベース電極19
を自己整合的に形成することができる(図6)。
【0018】以上のように本実施例によれば、HBTの
エミッタ電極ならびにエミッタメサを形成するに際し、
絶縁体のマスクを用いたドライエッチングによりエミッ
タメサの一部を形成し、前記マスクを用いたウェットエ
ッチングによってエミッタメサを完成した後、前記マス
クをパターン反転し、前記エミッタメサ表面にエミッタ
電極を形成することにより、前記エミッタ電極がはがれ
ることなく、エミッタ電極とエミッタ層のコンタクト抵
抗が低いエミッタメサを形成することができる。また、
前記エミッタ電極をマスクとして前記ベース電極を自己
整合的に形成することができるので、微細で、寄生容量
の小さいHBTが形成可能となる。また、Si基板を用
いているので、現在のSiデバイスとの競合も可能であ
る。
【0019】以下本発明の第2の実施例のHBTの製造
方法について、図面を参照しながら説明する。
【0020】図7、8、9、10、11、12は本発明
のHBTの製造方法を示すHBTの断面図である。図7
、8、9、10、11、12において、11はSiO2
からなるエッチングマスク、12はn形Siからなるコ
レクタ層、13はp形Si1−xGex(x=0.12
)からなるベース層、14はn形Siからなるエミッタ
層、15はSiO2からなる絶縁層、16はp形Si基
板、17は反応性イオンエッチング(以下、RIEと略
す)を行うプラズマ、18はAlからなるコレクタ電極
、19はAlからなるベース電極、20はレジストであ
る。
【0021】以上のような構成のHBTの製造方法につ
いて、以下図7、8、9、10、11、12を用いてそ
の動作を説明する。
【0022】Si基板27を1200℃のドライO2酸
化することにより、Si基板表面から厚さ 200nm
のSiO2からなる絶縁層25を形成し、前記Si基板
上に基板温度 650℃において分子線エピタキシー法
を用いてSbを5x1017cm−3ドープしたn形S
iからなるエミッタ層24を 300nm形成し、さら
にその上に基板温度 530℃において分子線エピタキ
シー法を用いてGaを2x1018cm−3ドープした
p形Si1−xGex(x=0.12)からなるベース
層23を80nm形成し、さらにその上に基板温度 6
50℃において分子線エピタキシー法を用いてSbを3
x1016cm−3ドープしたn形Siからなるコレク
タ層22を 300nm形成し、さらにその上にフォト
リソグラフィーと化学気相成長法を用いてSiO2から
なるエッチングマスク21を 300nm形成すると、
図7の試料が得られる。
【0023】図7の試料を、SF6 を用いたRIEに
よりコレクタ層22を 200nmドライエッチングす
る(図8)。 ついで、図8の試料を弗酸と硝酸と水からなるエッチン
グ溶液を用いて前記コレクタ層22をウェットエッチン
グすることにより、ベース層23が露呈されると共に、
コレクタメサが完成する(図9)。コレクタ層22をウ
ェットエッチングする時間は従来に比べて非常に短いの
で、前記コレクタメサが極端に細ることはない。さらに
図10、11に示すように、エッチングマスク21をパ
ターン反転によってコレクタ電極28に反転する。つま
り、図9に示すとおりレジスト30を塗布したあとエッ
チングマスク21を除去する。その後、全面にコレクタ
電極28を形成し、リフトオフによってコレクタ層22
上にコレクタ電極28を形成する。さらに前記コレクタ
電極28をマスクとして、真空蒸着法によりベース電極
29を自己整合的に形成することができる(図12)。
【0024】以上のように本実施例によれば、HBTの
コレクタ電極ならびにコレクタメサを形成するに際し、
絶縁体のマスクを用いたドライエッチングによりコレク
タメサの一部を形成し、前記マスクを用いたウェットエ
ッチングによってコレクタメサを完成した後、前記マス
クをパターン反転し、前記コレクタメサ表面にコレクタ
電極を形成することにより、前記コレクタ電極がはがれ
ることなく、コレクタ電極とコレクタ層のコンタクト抵
抗が低いコレクタメサを形成することができる。また、
前記コレクタ電極をマスクとして前記ベース電極を自己
整合的に形成することができるので、微細で、寄生容量
の小さいHBTが形成可能となる。また、Si基板を用
いているので、現在のSiデバイスとの競合も可能であ
る。
【0025】なお、本実施例においてHBTとしてベー
ス層がSi1−xGex(x=0.12)からなるHB
Tとしたが、エミッタ層がSiからなるHBTであれば
よい。つまり、エミッタ層Siはベース層がSi1−x
Gexよりバンドギャップが大きいため、ベースからエ
ミッタへのホールの移動が抑えられベース電流が少なく
、高い電流増幅率をHBTが得られる。なお、本実施例
においてエッチングマスク21はSiO2としたが、絶
縁体であればよく、エッチングガスはSF6 としたが
、CF4 またはCCl4またはCl2 またはBCl
3としてもよく、ドライエッチング方法は反応性イオン
エッチングとしたが、反応性イオンビームエッチングと
してもよい。
【0026】
【発明の効果】以上のように本発明は、HBTのエミッ
タ電極ならびにエミッタメサを形成するに際し、絶縁体
のマスクを用いたドライエッチングによりエミッタメサ
の一部を形成し、前記マスクを用いたウェットエッチン
グによってエミッタメサを完成した後、前記マスクをパ
ターン反転し、前記エミッタメサ表面にエミッタ電極を
形成することにより、前記エミッタ電極がはがれること
なく、エミッタ電極とエミッタ層のコンタクト抵抗が低
いエミッタメサを形成することができる。また、前記エ
ミッタ電極をマスクとして前記ベース電極を自己整合的
に形成することができるので、微細で、寄生容量の小さ
いHBTが形成可能となる。
【0027】さらに本発明は、HBTのコレクタ電極な
らびにコレクタメサを形成するに際し、絶縁体のマスク
を用いたドライエッチングによりコレクタメサの一部を
形成し、前記マスクを用いたウェットエッチングによっ
てコレクタメサを完成した後、前記マスクをパターン反
転し、前記コレクタメサ表面にコレクタ電極を形成する
ことにより、前記コレクタ電極がはがれることなく、コ
レクタ電極とコレクタ層のコンタクト抵抗が低いコレク
タメサを形成することができる。また、前記コレクタ電
極をマスクとして前記ベース電極を自己整合的に形成す
ることができるので、微細で、寄生容量の小さいHBT
が形成可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例におけるHBTの製造方
法を説明する第1の工程断面図である。
【図2】本発明の第1の実施例におけるHBTの製造方
法を説明する第2の工程断面図である。
【図3】本発明の第1の実施例におけるHBTの製造方
法を説明する第3の工程断面図である。
【図4】本発明の第1の実施例におけるHBTの製造方
法を説明する第4の工程断面図である。
【図5】本発明の第1の実施例におけるHBTの製造方
法を説明する第5の工程断面図である。
【図6】本発明の第1の実施例におけるHBTの製造方
法を説明する第6の工程断面図である。
【図7】本発明の第2の実施例におけるHBTの製造方
法を説明する第1の工程断面図である。
【図8】本発明の第2の実施例におけるHBTの製造方
法を説明する第2の工程断面図である。
【図9】本発明の第2の実施例におけるHBTの製造方
法を説明する第3の工程断面図である。
【図10】本発明の第2の実施例におけるHBTの製造
方法を説明する第4の工程断面図である。
【図11】本発明の第2の実施例におけるHBTの製造
方法を説明する第5の工程断面図である。
【図12】本発明の第2の実施例におけるHBTの製造
方法を説明する第6の工程断面図である。
【図13】従来のHBTの製造方法を説明する第1の工
程断面図である。
【図14】従来のHBTの製造方法を説明する第2の工
程断面図である。
【図15】従来のHBTの製造方法を説明する第3の工
程断面図である。
【符号の説明】
11  エッチングマスク 12  エミッタ層 13  ベース層 14  コレクタ層 15  絶縁層 16  Si基板 18  エミッタ電極 19  ベース電極 20  レジスト 21  エッチングマスク 22  コレクタ層 23  ベース層 24  エミッタ層 25  絶縁層 26  Si基板 28  コレクタ電極 29  ベース電極 30  レジスト 31  エッチングマスク 32  エミッタ層 33  ベース層 34  コレクタ層 35  絶縁層 36  Si基板 37  ベース電極

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  ヘテロ接合バイポーラトランジスタの
    エミッタ電極ならびにエミッタメサを形成するに際し、
    絶縁体のマスクを用いたドライエッチングによりエミッ
    タメサの一部を形成し、前記マスクを用いたウェットエ
    ッチングによりエミッタメサを完成した後、前記マスク
    をパターン反転し、前記エミッタメサ表面にエミッタ電
    極を形成する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。
  2. 【請求項2】  エミッタメサがSiからなるエミッタ
    層であることを特徴とする請求項1記載のヘテロ接合バ
    イポーラトランジスタの製造方法。
  3. 【請求項3】  ヘテロ接合バイポーラトランジスタの
    コレクタ電極ならびにコレクタメサを形成するに際し、
    絶縁体のマスクを用いたドライエッチングによりコレク
    タメサの一部を形成し、前記マスクを用いたウェットエ
    ッチングによりコレクタメサを完成した後、前記マスク
    をパターン反転し、前記コレクタメサ表面にコレクタ電
    極を形成する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。
  4. 【請求項4】  エミッタがSiからなるエミッタ層で
    あることを特徴とする請求項4記載のヘテロ接合バイポ
    ーラトランジスタの製造方法。
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