JPH047099B2 - - Google Patents

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JPH047099B2
JPH047099B2 JP14457986A JP14457986A JPH047099B2 JP H047099 B2 JPH047099 B2 JP H047099B2 JP 14457986 A JP14457986 A JP 14457986A JP 14457986 A JP14457986 A JP 14457986A JP H047099 B2 JPH047099 B2 JP H047099B2
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forming
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film
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insulating film
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Fujitsu Ltd
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Fujitsu Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 〔概要〕 GaAs結晶とAlGaAs結晶をヘテロ構造に形成
したエミツタ電極を有するヘテロバイポーラトラ
ンジスタ(以下HBTと称する)の製造方法であ
つて、エミツタ領域を形成する結晶層の最上層に
InGaAsの結晶層を設け、このInGaAsの金属に
対するシヨツトキイバリアが低いことを利用して
この結晶層とベース領域を形成するGaAsの結晶
層上に同一材料で、かつセルフアライン法を用い
て同一工程でベース電極、およびエミツタ電極を
同時に形成するとともにエミツタ電極に隣接して
ベース電極を形成することで、形成される装置の
ベース抵抗を減少させ、高速動作を可能とした
HBTの製造方法の提供。
〔産業上の利用分野〕
本発明は半導体装置の製造方法に係り、特に工
程を簡単にし、かつ高速化を図つたヘテロ接合バ
イポーラトランジスタの製造方法に関する。
近来、半導体集積回路、半導体メモリ等の半導
体装置の高速化を図るために、GaAsの基板上に
エミツタ領域をGaAsとAlGaAsの結晶層で形成
したヘテロ接合型バイポーラトランジスタが用い
られている。
〔従来の技術〕
このようなHBTの従来の製造方法としては、
第1の方法として、第10図に示すように、
MOCVD法、或いは分子線エピタキシヤル法等
を用いて、GaAs基板101上にN型のGaAs結
晶層1、P型のGaAs結晶層2、N型のAlGaAs
結晶層3、およびN+型のGaAs結晶層4を形成
後、前記結晶層1,2および結晶層3,4をメサ
型にエツチング形成する。
更に結晶層3,4の上に、金−ゲルマニウムよ
りなる合金のエミツタ電極5を、またGaAs結晶
層2の上には金−亜鉛合金よりなるベース電極6
を、N型のGaAs結晶層1上には金−ゲルマニウ
ム合金よりなるコレクタ電極7を蒸着、およびリ
フトオフ法を用いてそれぞれ別個の工程を用いて
一括形成せずに所定のパターンに形成していた。
また第2の方法として、ベース電極3とエミツ
タ電極5とを隣接してセルフアラインで形成する
ことが、試みられている。
更に第3の製造方法として、第11図に示すよ
うに、エミツタ領域を形成するN+型のGaAs結晶
層4を所定のパターンにエツチング形成後、該パ
ターン形成されたエミツタ領域をマスクとして、
外部ベース領域となるAlGaAsの結晶層3、
GaAsの結晶層2にベリリウム(Be)原子をイオ
ン注入して、イオン注入層2A、および3Aを形
成してベース抵抗値を低下させ、形成される装置
の高速化を図る方法もある。
〔発明が解決しようとする問題点〕
然し、第1の方法では、エミツタ電極、ベース
電極、コレクタ電極のそれぞれの形成材料が異な
り、一度の工程で電極が形成されず、製造工程が
煩雑に成るといつた欠点がある。
そのため、これらの電極を形成するためのマス
ク合わせの工程が必要で、そのためマスクの位置
合わせの余裕を保つ必要から、エミツタ電極5と
ベース電極6間の横方向に距離が生じ、そのため
ベース抵抗が大きくなり、形成される装置の高速
化を妨げる結果となる。
またこの方法では、N型のGaAsの結晶層とそ
の上に形成される金−ゲルマニウム電極の間で
は、アロイ工程を用いるため、アロイ層の深さの
制御が必要となる問題を生じる。
またエミツタ電極5を形成する材料とベース電
極6を形成する材料が異なり、両方の電極を別個
の工程で形成する必要があり、セルフアラインで
一括して両方の電極を同時に形成することができ
ない欠点がある。
更に第3の方法では大規模で高価なイオン注入
装置を必要とし、また注入されたイオンを活性化
するためのアニール工程が必要であり、結晶中で
不純物の再拡散が起きたり、プロセスが複雑とな
る問題がある。
またエミツタ電極5を形成する材料と、ベース
電極6を形成する材料が異なり、両方の電極を別
個の工程で形成する必要があり、作業が煩雑とな
る欠点がある。
本発明は上記した欠点を除去し、工程を簡単に
し、かつベース抵抗の低減を図つて形成される半
導体装置の高速化を図るようにした半導体装置の
製造方法の提供を目的とする。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明の半導体装置の製造方法は、半絶縁性基
板上にコレクタ領域としてのGaAs結晶層、ベー
ス領域としてのGaAs結晶層、エミツタ領域とし
てのAlGaAs結晶層、GaAs結晶層を形成後、最
上層にInGaAs結晶層を積層形成する工程、 該基板上に第1の絶縁膜を形成後、該第1の絶
縁膜を所定パターンに形成する工程、 該パターン形成された第1の絶縁膜をマスクと
してエミツタ領域を形成する結晶層をベース領域
を形成する結晶層に致る迄エツチングする工程、 該基板上に第1の絶縁膜のエツチング剤にエツ
チングされない第2の絶縁膜を形成後、該第2の
絶縁膜を異方性エツチングして、前記エツチング
形成されたエミツタ領域形成用結晶層の側壁に形
成する工程、 該基板上にホトレジスト膜を形成後、該基板上
に金属膜を形成し、不要な金属膜をホトレジスト
膜とともに除去し、エミツタオーミツク電極、お
よびベース電極を一括して形成する工程、 該基板の全面にホトレジスト膜を形成後、該ホ
トレジスト膜をエツチングするとともに前記エミ
ツタ領域の側壁上に形成された金属膜と第2の絶
縁膜を除去する工程、 前記ホトレジスト膜を除去後、コレクタ電極を
形成する工程を含むことを特徴とする。
〔作用〕
本発明の半導体装置の製造方法は、バンドギヤ
ツプが小さく、金を含む合金に対して、アロイ工
程のような熱処理工程を必要とせずに、容易にオ
ーミツク接合が得やすく、高濃度にドーピングす
ることでコンタクト抵抗が10-8Ωcm2のオーダーに
することのできるN+InGaAsの結晶層をエミツタ
領域に形成する。
またP+GaAsの結晶層は、金を含む合金に対し
てオーミツクコンタクトが得やすいので、これを
ベース層に用いることで、エミツタ電極とベース
電極を同一の金を含む合金、例えばクロム−金
(Cr/Au)、チタン−白金−金(Ti/Pt/Au)
で一括して同一工程でセルフアラインにより形成
できる。
またこのことでエミツタ電極に隣接してベース
電極を形成することができるので、ベース引出し
領域を形成するための複雑なイオン注入工程を必
要とせずに、ベース抵抗を低減でき、装置の高速
化が図れる。
〔実施例〕
以下、図面を用いて本発明の一実施例につき詳
細に説明する。
第1図に示すように半絶縁性のGaAs基板11
上にN+GaAs結晶層12を分子線エピタキシヤル
成長法、或いはMOCVD法等を用いて5000Åの
厚さに形成する。
更にその上にN型のGaAsの結晶層13を3000
Åの厚さに形成する。このN+GaAs結晶層12と
N型のGaAsの結晶層13がコレクタ領域とな
る。
次いで該基板上に、ベース領域としてのP+
GaAs結晶層14を1000Åの厚さに形成する。
更にその上にN型のAlGaAs結晶層15を1000
〜2000Åの厚さに形成する。
更にその上にN+型のGaAsの結晶層16を1000
Åの厚さに形成する。
更にその上にN+型のInGaAsの結晶層17を
1000Åの厚さに形成し、前記したN型のAlGaAs
結晶層15、N+型のGaAsの結晶層16、N+
のInGaAsの結晶層17でエミツタ領域を形成す
る。
次いで該基板上に化学蒸着(CVD)法を用い
てSiO2膜18を形成する。
更に第2図に示すように、該SiO2膜18をホ
トリソグラフイ法、三弗化メタン(CHF3)ガス
を反応ガスとして用いるリアクテイブイオンエツ
チング(RIE)法等を用いて所定のパターンに形
成後、該SiO2膜18をマスクとして用いて二塩
化、二弗化メタン(CCl2F2)ガスを反応ガスと
して用いたRIE法により、N+型InGaAs結晶層1
7、N+型GaAs結晶層16、N型AlGaAs結晶層
15を、P+型GaAsの結晶層14に到達するまで
エツチングする。
更に第3図に示すようにプラズマCVD法を用
いて、該基板上に窒化Si膜19を形成する。
次いで第4図に示すように、四弗化メタン
(CF4ガスと酸素(O2)ガスの混合ガスを反応ガ
スとして用いるRIE法により、窒化Si膜19を異
方性エツチングする。
更に基板上のSiO2膜18をCHF3ガスを反応ガ
スとして用いたRIE法により選択的にエツチング
して、N+InGaAs結晶層17、N+GaAs結晶層1
6、N型AlGaAs結晶層15よりなり、所定パタ
ーンにエツチング形成されたエミツタ領域の側壁
に窒化Si膜19が被着形成されるようにする。こ
の時、後の工程で形成するベース電極形成箇所に
はP+GaAsの結晶層14が露出した状態にしてお
く。
次いで後の工程で形成する金属膜の非形成領域
上にCVD法によりSiO2膜20を形成後、その上
にホトリソグラフイ法によりレジストパターンを
形成後、該レジストパターンをマスクとしてRIE
法でSiO2膜20を所定の領域に形成する。
次いで該基板上にクロム−金(Cr−Au)或い
は、チタン−白金−金(Ti/Pt/Au)の金属膜
22を蒸着により形成した後、第6図に示すよう
に、前記したホトレジスト膜21を除去するとと
もにその上の不要な金属膜12をも、いわゆるリ
フトオフ法を用いて除去し、エミツタ領域上に金
属膜22Eを、ベース領域上に金属膜22Bを一
括して同時に形成する。
このようにして金属膜22Eがエミツタのオー
ミツクコンタクト電極となり、金属膜22Bがベ
ース電極となり、エミツタ領域に対してエミツタ
電極、ベース電極がセルフアラインで形成され
る。
ここで金属膜22Eの下には、エネルギーギヤ
ツプが狭く、金属膜に対してアロイ工程を必要と
しないで、オーミツクコンタクトが得やすいN+
型のInGaAs結晶層17が形成されており、また
金属膜22Bの下には、オーミツクコンタクトが
得やすいP+型のGaAs結晶層14が形成されてい
るので、アロイ工程を用いなくともオーミツクコ
ンタクトが形成される。
次いで第7図に示すように、該基板上の全面に
ホトレジスト膜23を被着形成する。
次いで第8図に示すように、アルゴン(Ar)
ガスを用いたイオンミリング法によりホトレジス
ト膜23をエツチングする。するとエミツタ領域
の側壁に形成された窒化Si膜19上の金属膜22
がエツチング除去され、エミツタ領域上に形成さ
れた金属膜22Eとベース領域上に形成された金
属膜22Bとの間が絶縁状態になる。
次いで第9図に示すように、ベース領域を形成
するP+GaAs結晶層14と、その下のN型GaAs
結晶層13をエツチングして、前記した金−ゲル
マニウム/金よりなる金属膜を所定のパターンに
蒸着、ホトリソグラフイ法、ドライエツチング法
等を用いてコレクタ電極24として形成する。
〔発明の効果〕
以上述べたように、本発明の半導体装置の製造
方法によれば、エミツタ電極とベース電極が同一
材料で形成され、製造が簡単で容易となる。
またエミツタ領域を形成する結晶層の側壁に形
成された絶縁膜を介してベース電極が、エミツタ
領域に対してセルフアラインで形成されるため、
ベース抵抗が小さくなり、形成される装置の高速
化が図れる効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図より第9図迄は本発明の方法の一実施例
を工程順に示す断面図、第10図および第11図
は、従来の方法を説明するための断面図である。 図に於いて、11はGaAs基板、12は
N+GaAs結晶層、13はN型GaAs結晶層、14
はP+GaAs結晶層、15はN型AlGaAs結晶層、
16はN+GaAs結晶層、17はN+InGaAs結晶
層、18,20はSiO2膜、19は窒化Si膜、2
1,23はホトレジスト膜、22は金属膜、24
はコレクタ電極を示す。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 半絶縁性基板11上にコレクタ領域としての
    ガリウム−砒素(GaAs)結晶層12,13、ベ
    ース領域としてのGaAs結晶層14、エミツタ領
    域としてのアルミニウム−ガリウム−砒素
    (AlGaAs)結晶層15、GaAs結晶層16を形成
    後、最上層にインジウム−ガリウム−砒素
    (InGaAs)結晶層17を積層形成する工程、 該基板上に第1の絶縁膜18を形成後、該第1
    の絶縁膜18を所定パターンに形成する工程、 該パターン形成された第1の絶縁膜18をマス
    クとしてエミツタ領域を形成する結晶層17,1
    6,15を、ベース領域を形成する結晶層14に
    到達する迄エツチングする工程、 該基板上に第1の絶縁膜18のエツチング剤に
    エツチングされない第2の絶縁膜19を形成後、
    該第2の絶縁膜19を異方性エツチングして、前
    記エツチング形成されたエミツタ領域形成用結晶
    層17,16,15の側壁に前記第2の絶縁膜1
    9を被着形成する工程、 該基板上にホトレジスト膜21を形成後、該基
    板上に金属膜22を形成し、不要な金属膜22を
    ホトレジスト膜21とともに除去し、エミツタオ
    ーミツク電極22E、およびベース電極22Bを
    同時に形成する工程、 該基板の全面にホトレジスト膜23を形成後、
    該ホトレジスト膜21をエツチングするとともに
    前記エミツタ領域を形成する結晶層17,16,
    15の側壁上に形成された金属膜12を除去する
    工程、 前記ホトレジスト膜21を除去後、コレクタ電
    極24を形成する工程を含むことを特徴とする半
    導体装置の製造方法。
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US5212103A (en) * 1989-05-11 1993-05-18 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Method of making a heterojunction bipolar transistor
FR2667724B1 (fr) * 1990-10-09 1992-11-27 Thomson Csf Procede de realisation des metallisations d'electrodes d'un transistor.
FR2692721B1 (fr) * 1992-06-17 1995-06-30 France Telecom Procede de realisation de transistor bipolaire a heterojonction et transistor obtenu.

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