JPH05136159A - Heterojunction type bipolar transistor and its manufacture - Google Patents

Heterojunction type bipolar transistor and its manufacture

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JPH05136159A
JPH05136159A JP29588691A JP29588691A JPH05136159A JP H05136159 A JPH05136159 A JP H05136159A JP 29588691 A JP29588691 A JP 29588691A JP 29588691 A JP29588691 A JP 29588691A JP H05136159 A JPH05136159 A JP H05136159A
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JP
Japan
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emitter
base
electrode
layer
mesa
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JP29588691A
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Japanese (ja)
Inventor
Yutaka Matsuoka
松岡  裕
Tadao Ishibashi
忠夫 石橋
Shiyouji Yamahata
章司 山幡
Kenji Kurishima
賢二 栗島
Hiroki Nakajima
裕樹 中島
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Nippon Telegraph and Telephone Corp
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Abstract

PURPOSE:To obtain a device which is excellent in high speed operation, reliability and uniformity and suitable to microminiaturization, by providing an emitter- base mesa which is self-aligned with an emitter electrode and smaller than it, and a base electrode aligned with the emitter electrode. CONSTITUTION:Emitter regions 5-7 of a first conductivity type, a base region of a second conductivity type, and collector regions 2, 3 of a first conductivity type are formed on a semiconductor substrate 1. In a mesa type heterojunction bipolar transistor in the above constitution, an emitter.base mesa is self-aligned with an emitter electrode 11, and the size of the emitter.base mesa is made smaller than the emitter electrode 11. When viewed from above, the end of the emitter electrode 11 coincides with the end of a base electrode 12, and the base electrode 12 is self-aligned with the base.collector mesa. For example, the emitter electrode 11 is used as a mask and the emitter.base mesa is etched.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、ヘテロ接合型バイポー
ラトランジスタ及びその製造方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a heterojunction bipolar transistor and a method for manufacturing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】ヘテロ接合型バイポーラトランジスタ
(以下HBTと略す)は、エミッタにベースよりもバン
ドギャップの大きい半導体材料を使うことにより、ベー
スに不純物の高濃度ドーピングをしてもエミッタ注入効
率を大きく保てるなどの利点を有し、ホモ接合型バイポ
ーラトランジスタよりも高速動作が可能である。
2. Description of the Related Art In a heterojunction bipolar transistor (hereinafter abbreviated as HBT), a semiconductor material having a bandgap larger than that of a base is used for an emitter so that the emitter injection efficiency is increased even if the base is heavily doped with impurities. It has the advantage of being able to maintain the temperature and can operate at higher speed than the homojunction bipolar transistor.

【0003】HBTとして、AlGaAs/GaAs系
のHBTを例にとり、従来からよく知られている構造を
図10に示す。半絶縁性GaAs基板1上にn形不純物
を高濃度に含むGaAsからなるサブコレクタ層2、n
形のGaAsからなるコレクタ層3、p形の不純物を高
濃度に含むGaAsからなるベース層4、n形の不純物
を含むAlGaAsからなるエミッタ層5、n形不純物
を高濃度に含むGaAsからなるエミッタキャップ層6
が積層され、エミッタキャップ層6、ベース層4、サブ
コレクタ層2の上には、それぞれ、例えばAuGe/N
i、AuZn、AuGe/Niからなるエミッタ電極1
1’、ベース電極12’、コレクタ電極13’を有して
構成されている。
As an HBT, an AlGaAs / GaAs system HBT is taken as an example, and a well-known structure is shown in FIG. On the semi-insulating GaAs substrate 1, a subcollector layer 2, n made of GaAs containing a high concentration of n-type impurities
-Type collector layer 3 made of GaAs, base layer 4 made of GaAs containing a high concentration of p-type impurities, emitter layer 5 made of AlGaAs containing an n-type impurity, and emitter made of GaAs containing a high concentration of n-type impurities Cap layer 6
On the emitter cap layer 6, the base layer 4, and the sub-collector layer 2, respectively, for example, AuGe / N
Emitter electrode 1 made of i, AuZn, AuGe / Ni
1 ', a base electrode 12', and a collector electrode 13 '.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ヘテロ
接合型バイポーラトランジスタの動作速度をあげるため
に、あるいは集積回路の構成要素として用いて集積回路
の性能をあげるためには、素子を微細化することが不可
欠であるが、前述の構造のトランジスタでは、次のよう
な問題点があり、微細化が困難であったり、信頼性に欠
けたりする。
However, in order to increase the operating speed of the heterojunction bipolar transistor or to improve the performance of the integrated circuit by using it as a constituent element of the integrated circuit, it is necessary to miniaturize the device. Although indispensable, the transistor having the above-mentioned structure has the following problems, which makes it difficult to miniaturize it or lacks reliability.

【0005】.エミッタ電極が、エミッタメサの上に
エミッタメサよりも小さい面積でもって存在するため
に、パタンの合わせ余裕がない。さらに、エミッタ電極
の上で配線とエミッタ電極のコンタクトのためのスルー
ホールをあけなければならないという事情が合わせ余裕
のない状況を一層厳しくする。従ってエミッタ電極の微
細化が困難である。
.. Since the emitter electrode exists on the emitter mesa with a smaller area than the emitter mesa, there is no pattern alignment margin. Furthermore, the situation that a through hole for contacting the wiring and the emitter electrode has to be formed on the emitter electrode makes the situation where there is no room for alignment more severe. Therefore, it is difficult to miniaturize the emitter electrode.

【0006】.たとえエミッタの微細化がはかれたと
しても、ベースを微細化することが難しい。これはエミ
ッタメサとベース電極端の距離に、やはりマージンが必
要なためである。エミッタメサ・ベース電極端の距離を
短縮できないことは、ベース抵抗を低減できないことに
結びつき、またベース電極を微細化できないことはベー
ス・コレクタ間の容量を低減できないことに結びつくと
共にトランジスタの高性能化を妨げる。
[0006] Even if the emitter is miniaturized, it is difficult to miniaturize the base. This is because a margin is still required for the distance between the emitter mesa and the end of the base electrode. The fact that the distance between the emitter mesa and the base electrode end cannot be shortened leads to the fact that the base resistance cannot be reduced, and the fact that the base electrode cannot be miniaturized leads to the fact that the capacitance between the base and the collector cannot be reduced and the transistor performance is improved. Hinder.

【0007】.メサの側壁でエミッタベース接合が露
出している部位が存在しているため、特に、AlGaA
s/GaAs系HBTの場合には、その露出した接合部
での再結合に起因するベース電流を低減することができ
ない。この影響は、エミッタの大きさを小さくするほど
相対的に大きくなり、エミッタ及びベースの微細化が物
理的にはかられたとしても電流増幅率が減少してしま
う。
[0007]. Since there is a part where the emitter-base junction is exposed on the side wall of the mesa, it is particularly preferable to use AlGaA.
In the case of s / GaAs HBT, the base current due to the recombination at the exposed junction cannot be reduced. This effect becomes relatively larger as the size of the emitter becomes smaller, and the current amplification factor decreases even if the emitter and the base are physically miniaturized.

【0008】.3つの端子すべてに合金型のオーミク
電極を使用しているため電極微細化が難しい。また、半
導体と金属の間で構成原子の相互拡散があるためオーミ
ク抵抗が増大したり、半導体のpn接合の特性に影響が
現れることもあり、信頼性にも欠ける。
[0008] It is difficult to miniaturize the electrodes because alloy type ohmic electrodes are used for all three terminals. Further, since the constituent atoms are mutually diffused between the semiconductor and the metal, the ohmic resistance may increase, and the characteristics of the pn junction of the semiconductor may be affected, resulting in poor reliability.

【0009】.エミッタ電極を形成する前に、エミッ
タメサが形成される場合が多く、解像度のよいエミッタ
電極のパタンを形成することが難しくなる。また、エミ
ッタ電極をつけるべきエミッタキャップ層面が電極形成
前にプラズマ照射される等の何らかの処理を受ける場合
が多く、良好なオーミク接触を得るのが難しくなる。
[0009]. In many cases, the emitter mesa is formed before forming the emitter electrode, which makes it difficult to form a pattern of the emitter electrode with high resolution. In addition, the surface of the emitter cap layer to which the emitter electrode is attached is often subjected to some treatment such as plasma irradiation before the electrode is formed, which makes it difficult to obtain a good ohmic contact.

【0010】.ベース電極をつける前に、薄いベース
層を露出させなければならないが、この工程の余裕度が
ない。すなわち、ベース層を露出させ、さらにオーバー
にエッチングしてしまうと、ベース抵抗が増大したりベ
ース・コレクタ接合特性が劣化したりしてしまう。
[0010]. Before applying the base electrode, the thin base layer must be exposed, but there is no margin for this process. That is, if the base layer is exposed and further overetched, the base resistance increases and the base-collector junction characteristic deteriorates.

【0011】.ベース電極を形成する前に、ベース・
コレクタメサが形成される場合が多く、解像度のよいベ
ース電極のパタンを形成することが難しくなる。また、
ベース電極の幅を狭くする必要があるが、エミッタメサ
が存在する近傍で狭幅のベース電極のパタンを形成する
ことが難しい。
[0011]. Before forming the base electrode,
In many cases, collector mesas are formed, and it becomes difficult to form a pattern of the base electrode with good resolution. Also,
Although it is necessary to narrow the width of the base electrode, it is difficult to form a narrow base electrode pattern in the vicinity of the presence of the emitter mesa.

【0012】.ベース・コレクタメサは、ベース電極
よりも外側にあるために、ベース・コレクタの接合容量
が大きくなってしまう。同時にコレクタ電極端からエミ
ッタメサ端までの間隔が長くなってしまうので、コレク
タ抵抗が大きくなってしまう。
[0012]. Since the base-collector mesa is outside the base electrode, the junction capacitance of the base-collector becomes large. At the same time, since the distance from the collector electrode end to the emitter mesa end becomes long, the collector resistance becomes large.

【0013】本発明は、前記問題点を解決するためにな
されたものであり、高速性、信頼性、均一性に優れ、微
細化に適したヘテロ接合型バイポーラトランジスタとそ
の製造方法を提供することを目的とする。
The present invention has been made to solve the above problems, and provides a heterojunction bipolar transistor which is excellent in high speed, reliability, and uniformity and suitable for miniaturization, and a manufacturing method thereof. With the goal.

【0014】本発明の前記ならびにその他の目的及び新
規な特徴は、本明細書の記述及び添付図面によって明ら
かにする。
The above and other objects and novel features of the present invention will become apparent from the description of this specification and the accompanying drawings.

【0015】[0015]

【課題を解決するための手段】本発明によるヘテロ接合
型バイポーラトランジスタは、基本的には図10に示す
従来構造のヘテロ接合型バイポーラトランジスタと同様
な構造を有する。
The heterojunction bipolar transistor according to the present invention has basically the same structure as the conventional heterojunction bipolar transistor shown in FIG.

【0016】前記目的を達成するために、本発明におい
ては、エミッタオーミク電極に対してセルフアライン的
に形成されるエミッタ電極よりも小さいエミッタ・ベー
スメサを有し、かつ、エミッタ電極に対してセルフアラ
イン的に形成されたベース電極を有し、かつベース電極
に対してセルフアライン的に形成されたベース・コレク
タメサを有することを特徴とする。
In order to achieve the above object, the present invention has an emitter / base mesa smaller than an emitter electrode formed in self-alignment with an emitter ohmic electrode, and self-aligns with the emitter electrode. It is characterized in that it has a base electrode formed in alignment, and has a base-collector mesa formed in self-alignment with the base electrode.

【0017】本構造を実現するために、本発明による製
造方法は、製造工程の最初に、MBE(Molecular Be
am Epitaxy )又はMOCVD(Metalorganic Chemi
calVapor Deposition)法などの結晶成長されたHB
Tウェハの最上層のエミッタキャップ層の上にエミッタ
電極を形成することを特徴とする。
In order to realize this structure, the manufacturing method according to the present invention is such that MBE (Molecular Be) is added at the beginning of the manufacturing process.
am Epitaxy) or MOCVD (Metalorganic Chemi)
HB with crystal growth such as cal Vapor Deposition method
An emitter electrode is formed on the uppermost emitter cap layer of the T-wafer.

【0018】さらに、本エミッタ電極は、非合金型のオ
ーミク電極であり、エミッタキャップ層との密着性を確
保するためにエミッタ電極形成直後に熱処理を行うこと
を特徴とする。
Furthermore, the present emitter electrode is a non-alloy type ohmic electrode and is characterized in that heat treatment is performed immediately after the formation of the emitter electrode in order to secure the adhesion with the emitter cap layer.

【0019】本発明の製造方法では、エミッタ電極をマ
スクにベース・エミッタメサエッチングを行うことを特
徴とする。
The manufacturing method of the present invention is characterized in that base / emitter mesa etching is performed using the emitter electrode as a mask.

【0020】さらに、このエッチングの一部にエミッタ
キャップ層又はエミッタ層のみエッチングする選択エッ
チング液を用いてエッチングを行うことにより、エミッ
タキャップ層又はエミッタ層にエミッタ電極に対してア
ンダーカットをいれることを特徴とする。
Furthermore, by performing etching using a selective etching solution for etching only the emitter cap layer or the emitter layer as a part of this etching, it is possible to insert an undercut in the emitter cap layer or the emitter layer with respect to the emitter electrode. Characterize.

【0021】前記エミッタキャップ層の選択エッチング
を行った場合は、エミッタ層をエッチングしてベース層
を露出させる。このエミッタ層のエッチングを行う前に
アンダーカットの部分を例えばレジストで埋めるか又は
絶縁膜のサイドウォールを形成することにより、エミッ
タ電極の傘の下エミッタ層のみ残留させることを特徴と
する。前記残留したエミッタ層は、エミッタメサを取り
囲みメサのキワにおける再結合電流を増大させないため
のガードリングになる。エミッタ層の選択エッチングを
行った場合は、そのエッチングによりベース層は露出さ
れる。
When the emitter cap layer is selectively etched, the emitter layer is etched to expose the base layer. Before the etching of the emitter layer, the undercut portion is filled with, for example, a resist, or sidewalls of an insulating film are formed to leave only the emitter layer under the umbrella of the emitter electrode. The remaining emitter layer becomes a guard ring that surrounds the emitter mesa and does not increase the recombination current in the mesas of the mesa. When the emitter layer is selectively etched, the etching exposes the base layer.

【0022】次に、本発明によるHBTの製造方法で
は、エミッタ電極の上を含めてベース電極を蒸着させる
ことを特徴とする。先に述べたアンダーカットがあるた
めに、この工程によりエミッタ電極をベース電極が短絡
することなく、ベース電極はエミッタ電極に対してセル
フアライン的に形成される。本ベース電極もまた、非合
金型のオーミク電極であり、またベース層との密着性を
確保するため電極形成直後に熱処理を行うことを特徴と
する。
Next, the method of manufacturing an HBT according to the present invention is characterized in that the base electrode is vapor-deposited including the top of the emitter electrode. Due to the above-described undercut, the base electrode is formed in a self-aligned manner with respect to the emitter electrode by this process without short-circuiting the emitter electrode to the base electrode. The present base electrode is also a non-alloy type ohmic electrode, and is characterized in that heat treatment is performed immediately after the electrode is formed in order to secure adhesion with the base layer.

【0023】次に、ベース・コレクタメサエッチングを
行うわけであるが、本発明ではベース電極をマスクとし
てエッチングを行うことを特徴とする。すなわち、エミ
ッタメサをカバーするようにレジストをパタンニング
し、かつそのカバーレジストはベース電極の内側に納ま
るようにしてエッチングを行う。
Next, although base / collector mesa etching is performed, the present invention is characterized in that etching is performed using the base electrode as a mask. That is, the resist is patterned so as to cover the emitter mesa, and the cover resist is etched so as to fit inside the base electrode.

【0024】本発明による他の特徴は、結晶の異法性を
利用することにある。すなわち、材料系によっては、ア
ンダーカットを形成するための選択エッチングの際に結
晶方位によってエッチング速度、エッチング形状が顕著
に異なる場合がある。本発明では、エミッタの長辺方向
に沿って、アンダーカットが確実に形成されるようにパ
タンの配置方向を決める。
Another feature of the present invention is the utilization of crystal anisotropy. That is, depending on the material system, the etching rate and etching shape may remarkably differ depending on the crystal orientation in the selective etching for forming the undercut. In the present invention, the pattern arrangement direction is determined so that the undercut is surely formed along the long side direction of the emitter.

【0025】[0025]

【作用】前述の手段によれば、前述した新規な特徴を除
いて図10に示した従来構造のヘテロ接合型バイポーラ
トランジスタと同様の構成を有するので、従来構造と同
様なヘテロ接合型バイポーラトランジスタとしての基本
的な機能を有する。
According to the above-described means, the heterojunction bipolar transistor having the conventional structure shown in FIG. 10 has the same structure as the heterojunction bipolar transistor having the conventional structure shown in FIG. It has the basic functions of.

【0026】更に本発明によるヘテロ接合型バイポーラ
トランジスタでは、次にあげる特長を同時に実現するこ
とができる。
Furthermore, the heterojunction bipolar transistor according to the present invention can simultaneously realize the following features.

【0027】エミッタ電極に対してエミッタ・ベースメ
サがセルフアライン的にかつエミッタ電極よりも小さく
形成されるので、エミッタの微細化が容易であり、かつ
エミッタ抵抗の低減がはかられる。エミッタ電極のパタ
ンニング及び形成は製作工程の最初に行うので、エミッ
タ電極を解像度良く微細化すること及びエミッタ抵抗を
再現性よく均一に低減することが容易である。
Since the emitter / base mesa is formed self-aligningly with respect to the emitter electrode and smaller than the emitter electrode, the emitter can be easily miniaturized and the emitter resistance can be reduced. Since the patterning and formation of the emitter electrode are performed at the beginning of the manufacturing process, it is easy to miniaturize the emitter electrode with high resolution and reduce the emitter resistance uniformly with reproducibility.

【0028】また、ベース電極は、エミッタ電極下のア
ンダーカットを利用してエミッタ電極に対してセルフア
ライン的に形成されるので、ベース抵抗が低減される。
さらにベース電極のパタンニングはエミッタ電極の領域
を包含して形成すればよいので、ベース電極の幅を小さ
くすることが極めて容易である。
Since the base electrode is formed in self-alignment with the emitter electrode by utilizing the undercut under the emitter electrode, the base resistance is reduced.
Further, since the patterning of the base electrode may be formed so as to include the region of the emitter electrode, it is extremely easy to reduce the width of the base electrode.

【0029】ベース・コレクタメサは、ベース電極に対
してセルフアライン的で形成される。ベース電極とベー
ス・コレクタメサのセルフアライン化は、ベース電極と
エミッタ電極のセルフアライン化及びベース電極の幅を
容易に狭められることと相まってベース・コレクタ接合
面積を大幅に縮小可能とし、よってベース・コレクタ容
量が低減する。
The base-collector mesa is formed in self-alignment with the base electrode. The self-alignment of the base electrode and the base-collector mesa, together with the self-alignment of the base electrode and the emitter electrode and the easy narrowing of the width of the base electrode, make it possible to significantly reduce the base-collector junction area. Capacity is reduced.

【0030】エミッタ電極、ベース電極は、非合金型金
属で形成されるので信頼性が増し、微細化が容易であ
る。特に、ベース電極は薄いベース層を露出させ、そこ
にオーミク電極を形成するので非合金型電極が不可欠で
ある。また、これらの非合金型オーミク電極の形成直後
に密着性を増すための熱処理を行うので、選択ウェット
エッチングの際にも微細な電極パタンが剥離することが
避けられる。
Since the emitter electrode and the base electrode are made of a non-alloy type metal, reliability is increased and miniaturization is easy. In particular, the base electrode exposes a thin base layer and forms an ohmic electrode there, so a non-alloy type electrode is indispensable. Further, since the heat treatment for increasing the adhesion is performed immediately after the formation of these non-alloy type ohmic electrodes, it is possible to avoid the fine electrode pattern from peeling even during the selective wet etching.

【0031】[0031]

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を用いて詳細に
説明する。
Embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.

【0032】なお、実施例を説明する全図面において、
同一機能を有するものは同一符号を付け、その繰り返し
の説明は省略する。
In all the drawings for explaining the embodiments,
Those having the same function are designated by the same reference numeral, and the repeated description thereof will be omitted.

【0033】〔実施例1〕本発明の実施例1のHBTの
構造を図1(模式的断面図)に示す。半絶縁性のGaA
s基板1の主表面上に、MBEあるいはMOCVDなど
の方法によって、コレクタにオーミク性接触を形成する
ためのn+GaAsのサブコレクタ層2、n形又は不純
物をドープしないGaAsのコレクタ層3、p+GaA
s又はp+AlGaAsのベース層4、n形AlGaA
sのエミッタ層5、n+GaAsのエミッタキャップ層
6、エミッタにオーミク性接触をとるためのn+InG
aAsのコンタクト層7をエピタキシャル成長させる。
ここで、ベース層4がAlGaAsである場合のAlの
組成比は、コレクタ側端からエミッタ側端へいくにつれ
て連続的に、例えば0から0.1に増加させるものとす
る。エミッタ層5のAlの組成比は、その層の中心部で
例えば0.3とし、ベース側及びエミッタキャップ側で
ともに連続的につながるようにする。各層の厚さは、例
えば、サブコレクタ層2は800nm、コレクタ層3は
300nm、ベース層4は40nm、エミッタ層5は8
0nm、エミッタキャップ層6は160nm、エミッタ
コンタクト層7は90nmである。
Example 1 The structure of an HBT of Example 1 of the present invention is shown in FIG. 1 (schematic cross-sectional view). Semi-insulating GaA
On the main surface of the substrate 1, an n + GaAs subcollector layer 2 for forming an ohmic contact with the collector by a method such as MBE or MOCVD, an n-type or undoped GaAs collector layer 3, p + GaA
s or p + AlGaAs base layer 4, n-type AlGaA
s emitter layer 5, n + GaAs emitter cap layer 6, and n + InG for making ohmic contact with the emitter
The contact layer 7 of aAs is epitaxially grown.
Here, when the base layer 4 is AlGaAs, the Al composition ratio is continuously increased from the collector side end to the emitter side end, for example, from 0 to 0.1. The Al composition ratio of the emitter layer 5 is, for example, 0.3 at the center of the layer so that both the base side and the emitter cap side are continuously connected. The thickness of each layer is, for example, 800 nm for the sub-collector layer 2, 300 nm for the collector layer 3, 40 nm for the base layer 4, and 8 for the emitter layer 5.
0 nm, the emitter cap layer 6 is 160 nm, and the emitter contact layer 7 is 90 nm.

【0034】ここで、コレクタは、電子の弾道的な走行
を利用するために例えばn+・n~・p+・n+というよう
な多層構造としてもよい。また、応用分野によって例え
ば厚さを1μmと厚く、かつキャリア濃度を低く設定す
ることによりコレクタ耐圧を増大させることも容易であ
る。
Here, the collector may have a multi-layer structure such as n + · n to · p + · n + in order to utilize the ballistic movement of electrons. Also, depending on the application field, it is easy to increase the collector breakdown voltage by setting the thickness as thick as 1 μm and setting the carrier concentration low.

【0035】図1の構造を実現するための製造工程を順
を追って説明する。まず、エピタキシャル成長の工程に
続いて、エミッタコンタクト層7の上にホトレジストを
塗布し、エミッタ電極を形成する領域のレジストを公知
の方法によって取り除きエミッタ電極のパタンニングを
行う。この段階ではウェハは平坦であるために、微細な
エミッタ電極のパタンニングを解像度よく容易に行うこ
とができる。
A manufacturing process for realizing the structure of FIG. 1 will be described step by step. First, following the step of epitaxial growth, a photoresist is applied on the emitter contact layer 7, and the resist in the region where the emitter electrode is formed is removed by a known method to pattern the emitter electrode. Since the wafer is flat at this stage, fine patterning of the emitter electrode can be easily performed with high resolution.

【0036】続いて、例えば、エミッタ電極材として、
Ti/Pt/Auを蒸着し、不要な部分の電極材をレジ
ストと一緒にリフトオンし、図2(模式的断面図)のよ
うに、エミッタ電極を形成する。リフトオフの後、エミ
ッタコンタクト層と電極材に密着性を増すために例えば
300℃で熱処理を行う。ここで、Ti/Pt/Au
は、非合金型のオーミク電極であり、信頼性の高いオー
ミクコンタクトが得られるとともに電極パタンとして解
像度のよさを保持できる。また、エミッタ電極の形成が
プロセスの最初の段階で形成されるので、抵抗の低いオ
ーミクコンタクトを均一に形成することが容易である。
Then, for example, as an emitter electrode material,
Ti / Pt / Au is vapor-deposited, an unnecessary portion of the electrode material is lifted on together with the resist, and an emitter electrode is formed as shown in FIG. 2 (schematic cross-sectional view). After lift-off, heat treatment is performed at 300 ° C., for example, in order to increase the adhesion between the emitter contact layer and the electrode material. Where Ti / Pt / Au
Is a non-alloy type ohmic electrode, which can provide a highly reliable ohmic contact and can maintain high resolution as an electrode pattern. Further, since the emitter electrode is formed in the first stage of the process, it is easy to uniformly form the ohmic contact having low resistance.

【0037】続いて、ArとCl2を用いたECR(El
ectron Cyclotoron Resonance)のプラズマエッチン
グによってInGaAsのコンタクト層7とGaAsの
エミッタキャップ層6をエッチングする。このドライエ
ッチングは、図3(模式的断面図)に示すように、Ga
As層6の途中まで行う。この時、エミッタ電極11
は、エッチングのマスク材となる。方向性のあるドライ
エッチングであれば、他の方法を用いることもできる。
ドライエッチングに続いて、例えば過酸化水素とアンモ
ニア水よりなるエッチング液によってGaAs層6をエ
ッチングする。このエッチング液は、GaAs層を選択
的にエッチングするために、図4(模式的断面図)に示
すように、エミッタ電極11の下にアンダーカットが形
成される。また、この選択エッチング液は、AlGaA
sエミッタ層5をほとんどエッチングしないため、先の
ドライエッチングに対してマージンを増大させ、かつ、
ばらつきがあってもそれをクリアさせる。
Then, ECR (El) using Ar and Cl 2
The InGaAs contact layer 7 and the GaAs emitter cap layer 6 are etched by plasma etching (ectron Cyclotron Resonance). This dry etching is performed as shown in FIG.
The As layer 6 is performed halfway. At this time, the emitter electrode 11
Serves as a mask material for etching. Other methods can be used as long as they are directional dry etching.
Following the dry etching, the GaAs layer 6 is etched with, for example, an etching solution containing hydrogen peroxide and ammonia water. In order to selectively etch the GaAs layer, this etching solution forms an undercut under the emitter electrode 11 as shown in FIG. 4 (schematic cross-sectional view). Further, this selective etching solution is AlGaA.
Since the s emitter layer 5 is hardly etched, the margin is increased as compared with the previous dry etching, and
Even if there are variations, clear them.

【0038】次に、ウェハ全面にホトレジストを塗布
し、パタンなしに全面を露光し、現像する。この工程に
よりアンダーカットの部分は、ホトレジスト21で埋め
られる。レジスト21とアンダーカット部の密着性を増
すために、130℃で熱処理した後、硫酸と過酸化水素
水と水の混合液によってエミッタ層5をエッチングして
ベース層4を露出させる。エミッタ層5は薄いので、ベ
ース層4のオーバーエッチングを行うことなく、ウェハ
全面に渡って均一にベース層4を露出させることができ
る。エミッタ電極11として、プローバをあてることが
できる程度の大きさのものを配置しておけば、エミッタ
電極間の電圧−電流特性を調べることによりエミッタ層
5のエッチングの終了を確認することができる。すなわ
ち、エミッタ層5が残存している間は、オーミク特性を
示すが、エミッタ層5のエッチングが終了した段階でダ
イオード特性となる。レジスト21は、ベース面を露出
させた後、除去する。
Next, a photoresist is applied to the entire surface of the wafer, and the entire surface is exposed and developed without patterning. Through this step, the undercut portion is filled with the photoresist 21. In order to increase the adhesion between the resist 21 and the undercut portion, after heat treatment at 130 ° C., the emitter layer 5 is etched with a mixed solution of sulfuric acid, hydrogen peroxide solution and water to expose the base layer 4. Since the emitter layer 5 is thin, the base layer 4 can be uniformly exposed over the entire surface of the wafer without overetching the base layer 4. If the emitter electrode 11 having a size that can be applied with a prober is arranged, the completion of etching of the emitter layer 5 can be confirmed by examining the voltage-current characteristics between the emitter electrodes. That is, while the emitter layer 5 remains, it shows ohmic characteristics, but when the etching of the emitter layer 5 is completed, it becomes diode characteristics. The resist 21 is removed after exposing the base surface.

【0039】ここで、アンダーカットはレジスト21で
埋めつくされているので、アンダーカットの部位のエミ
ッタ層5は、エッチングされずに残る。この残存したエ
ミッタ層5はガードリングの役目を担う。すなわち、ト
ランジスタの動作状態で空乏化してエミッタ・ベース接
合が外部に露出するのを防止して、メサのわきにおける
再結合電流の増大を抑止し、電流増幅率を減少させない
ようにする。
Here, since the undercut is filled with the resist 21, the emitter layer 5 at the undercut portion remains without being etched. The remaining emitter layer 5 serves as a guard ring. That is, it is prevented that the emitter-base junction is exposed to the outside due to depletion in the operating state of the transistor, the increase of the recombination current at the side of the mesa is suppressed, and the current amplification factor is not decreased.

【0040】ガードリングを形成するために、図5(模
式的断面図)のように、アンダーカットの部分にSiN
サイドウォール22を形成してもよい。SiNサイドウ
ォール22の形成のためには、まず光CVD(Chemica
l Vapor Deposition)によってSiNを堆積させる。
光CVDによって形成された絶縁膜は、ステップカバレ
ージが良好であり、アンダーカット部も均一に膜が堆積
される。その後、公知のドライエッチング技術によって
SiN膜をエッチングすれば、図5のようなSiNサイ
ドウォール22が形成される。この状態で、先に述べた
方法でエミッタ層5をエッチングすればガードリングが
形成される。
In order to form the guard ring, SiN is formed in the undercut portion as shown in FIG. 5 (schematic cross-sectional view).
The sidewall 22 may be formed. In order to form the SiN sidewall 22, first, a photo CVD (Chemica
SiN is deposited by l Vapor Deposition).
The insulating film formed by photo-CVD has good step coverage, and the film is evenly deposited on the undercut portion. Then, the SiN film is etched by a known dry etching technique to form the SiN sidewall 22 as shown in FIG. In this state, if the emitter layer 5 is etched by the method described above, a guard ring is formed.

【0041】ベース層4を露出させた後、ベース電極を
形成するために、ホトレジストを塗布し、ベース電極用
のパタンニングを行う。このパタンニングは、エミッタ
メサを包括するように行うので、ベース電極幅を狭める
のにパタンニング幅自体を狭める必要はない。続いて、
例えばTi/Pt/Auの非合金型のベース金属材を蒸
着し、不要な部分の電極材をレジストと共にリフトオフ
し、図6(模式的断面図)構造を実現する。ベース電極
材は、エミッタ電極11の上にも蒸着されることになる
が、アンダーカットがあるために、ベースとエミッタは
短絡することはない。この工程によって、エミッタ電極
にセルフアライン的に、かつ狭い幅のベース電極12を
容易に形成できる。次に、エミッタ電極の場合と同様に
ベース層4とベース電極12との密着性を増すために例
えば300℃の熱処理を行う。
After exposing the base layer 4, a photoresist is applied to form a base electrode and patterning for the base electrode is performed. Since this patterning is performed so as to cover the emitter mesa, it is not necessary to narrow the patterning width itself to narrow the width of the base electrode. continue,
For example, a non-alloy type base metal material of Ti / Pt / Au is vapor-deposited, and an unnecessary portion of the electrode material is lifted off together with the resist to realize the structure shown in FIG. 6 (schematic cross-sectional view). The base electrode material is also vapor-deposited on the emitter electrode 11, but due to the undercut, the base and the emitter are not short-circuited. By this step, the base electrode 12 having a narrow width can be easily formed on the emitter electrode in a self-aligned manner. Next, as in the case of the emitter electrode, heat treatment is performed at, for example, 300 ° C. in order to increase the adhesion between the base layer 4 and the base electrode 12.

【0042】続いて、ホトレジストを塗布してパタンニ
ングによって、図7(模式的断面図)に示すように、エ
ミッタメサカバー23を形成する。この時パタンの境界
は、ベース電極12の上にのっていさえすればよいの
で、合わせ余裕度は大きい。
Subsequently, a photoresist is applied and patterning is performed to form an emitter mesa cover 23 as shown in FIG. 7 (schematic cross-sectional view). At this time, since the boundary of the pattern has only to be on the base electrode 12, the alignment margin is large.

【0043】次に、例えば硫酸、過酸化水素、水の混合
液によってベース・コレクタメサエッチングを行う。ベ
ース電極12がエッチングのマスクになるために、ベー
ス・コレクタメサは、ベース電極12に対してセルフア
ライン的形成される(図7)。エッチング量は、最低限
ベース層が除去できればよく、ベース・コレクタ接合面
積を、したがってベース・コレクタ容量を低減するため
に、所望のサイドエッチングをいれることができる。
Next, base / collector mesa etching is performed by using, for example, a mixed solution of sulfuric acid, hydrogen peroxide and water. Since the base electrode 12 serves as an etching mask, the base collector mesa is formed in self-alignment with the base electrode 12 (FIG. 7). The etching amount is at least required to remove the base layer, and a desired side etching can be performed in order to reduce the base-collector junction area and thus the base-collector capacitance.

【0044】ベース・コレクタメサエッチングは、Ar
とCl2を用いたECRのプラズマエッチングで行って
もよい。この場合は、サイドエッチングが入らず、段差
部で上層配線の切断をなくすことが極めて容易になる。
The base / collector mesa etching is Ar
Alternatively, plasma etching of ECR using Cl 2 and Cl 2 may be performed. In this case, side etching does not occur, and it becomes extremely easy to eliminate the disconnection of the upper layer wiring at the step portion.

【0045】続いて、ホトレジストを塗布して、コレク
タ電極用のパタンニングを行い、このレジストをマスク
に、硫酸、過酸化水素、水の混合液によるエッチングを
行い、コレクタ電極を形成すべき領域でコレクタコンタ
クト層2を露出させる。しかる後、例えばAuGe/N
i/Ti/Pt/Auのコレクタ電極材を蒸着し、不要
な部分の電極材をリフトオフすることによって、コレク
タ電極13を形成する。次に、例えば360℃で熱処理
することにより合金化を行い、低抵抗なコレクタオーミ
クコンタクトを得る。
Subsequently, a photoresist is applied and patterning for a collector electrode is performed. Using this resist as a mask, etching with a mixed solution of sulfuric acid, hydrogen peroxide and water is performed to form a collector electrode in an area. The collector contact layer 2 is exposed. Then, for example, AuGe / N
A collector electrode material of i / Ti / Pt / Au is vapor-deposited, and an unnecessary portion of the electrode material is lifted off to form the collector electrode 13. Next, heat treatment is performed, for example, at 360 ° C. to alloy the alloy and obtain a low ohmic collector ohmic contact.

【0046】素子間分離、上層配線の形成等のこのあと
の工程は、公知の手法をとるので説明を省略する。
Since the subsequent steps such as element isolation and formation of upper layer wiring are carried out by known methods, description thereof will be omitted.

【0047】〔実施例2〕本発明によるHBTの構造の
実施例2を図8(模式的断面図)に示す。半絶縁性のI
nP基板51の主表面上に、MOCVDなどの方法によ
って、コレクタバッファ層51’、コレクタにオーミク
性接触を形成するためのn+InGaAsのサブコレク
タ層52、n形又は不純物をドープしないInGaAs
のコレクタ層53、p+InGaAsのベース層54、
n形InPのエミッタ層55、n+InPのエミッタキ
ャップ層56、エミッタにオーミク性接触をとるための
+InGaAsのコンタクト層57をエピタキシャル
成長させる。各層の厚さは、例えば、バッファ層51’
は100nm、サブコレクタ層52は400nm、コレ
クタ層53は300nm、ベース層54は50nm、エ
ミッタ層55は150nm、エミッタキャップ層56は
50nm、エミッタコンタクト層57は100nmであ
る。
Example 2 Example 2 of the HBT structure according to the present invention is shown in FIG. 8 (schematic cross-sectional view). Semi-insulating I
On the main surface of the nP substrate 51, by a method such as MOCVD, a collector buffer layer 51 ', an n + InGaAs subcollector layer 52 for forming an ohmic contact with the collector, an n-type or undoped InGaAs
Collector layer 53, ap + InGaAs base layer 54,
An n-type InP emitter layer 55, an n + InP emitter cap layer 56, and an n + InGaAs contact layer 57 for making ohmic contact with the emitter are epitaxially grown. The thickness of each layer is, for example, the buffer layer 51 ′.
Is 100 nm, the subcollector layer 52 is 400 nm, the collector layer 53 is 300 nm, the base layer 54 is 50 nm, the emitter layer 55 is 150 nm, the emitter cap layer 56 is 50 nm, and the emitter contact layer 57 is 100 nm.

【0048】ここで、コレクタは、電子の弾道的な走行
を利用するために例えばn+・n~・p+・n+というよう
な多層構造としてもよい。
Here, the collector may have a multi-layered structure such as n + · n to · p + · n + in order to utilize the ballistic movement of electrons.

【0049】図8の構造を実現するための製造工程は、
大局において実施例1に示したAlGaAs/GaAs
系HBTの製造工程と同じであるが、相違がある点を中
心にして以下に説明する。
The manufacturing process for realizing the structure of FIG.
AlGaAs / GaAs shown in Example 1
Although it is the same as the manufacturing process of the system HBT, the difference will be mainly described below.

【0050】まず、エピタキシャル成長の工程に続い
て、エミッタコンタクト層57の上に、非合金型のエミ
ッタ電極61を形成し、密着性を増すために熱処理を行
う。次に、エミッタ電極51をマスクにArとCl2
用いたECRのプラズマエッチングによって、InGa
Asのコンタクト層57とInPエミッタキャップ層5
6及びInPエミッタの一部をエッチングする。ここま
での工程は、実施例1の場合と同じである。
First, following the epitaxial growth step, a non-alloy type emitter electrode 61 is formed on the emitter contact layer 57, and a heat treatment is performed to increase the adhesion. Next, InGa plasma etching was performed using Ar and Cl 2 with the emitter electrode 51 as a mask to remove InGa.
As contact layer 57 and InP emitter cap layer 5
Etch 6 and part of the InP emitter. The steps up to this point are the same as in the case of the first embodiment.

【0051】ただし、エミッタの長辺方向は、続くウェ
ットエッチングによって長辺方向の断面をみた場合逆メ
サ形になるように、例えば[011]方向(ウェハのオ
リエンテーションフラットに垂直な方向)になるように
統一しておく。
However, the long side direction of the emitter is such that it becomes an inverted mesa shape when the cross section in the long side direction is seen by subsequent wet etching, for example, in the [011] direction (direction perpendicular to the wafer orientation flat). Unified.

【0052】次に、塩酸と水との混合液によってエミッ
タ層55をエッチングする。塩酸ではInGaAsはエ
ッチングされないため、ウェハ全面に渡り均一にベース
層54が露出される。このときInPのウェットエッチ
ングでは、結晶の異方性が強く現れてエミッタ電極の下
では図9(模式的断面図)のような逆メサ形のアンダー
カットが形成される。本実施例では、エミッタの長辺方
向を[011]にとっているので、短辺方向すなわち
[011 ̄]( ̄は負方向)方向に沿っては順メサ形の
エッチング形状となり、かつサイドエッチングは進行し
にくいが、エミッタの短辺方向の幅が高速トランジスタ
として実用的な2μm以下であれば、斜めすなわち[0
10][01 ̄0][001][001 ̄]の各方向か
らサイドエッチングが進行しやすいためにエミッタメサ
の全てを取り囲むようにアンダーカットを形成できる。
Next, the emitter layer 55 is etched with a mixed solution of hydrochloric acid and water. Since InGaAs is not etched by hydrochloric acid, the base layer 54 is uniformly exposed over the entire surface of the wafer. At this time, in wet etching of InP, crystal anisotropy appears strongly, and an inverted mesa undercut as shown in FIG. 9 (schematic cross-sectional view) is formed under the emitter electrode. In the present embodiment, since the long side direction of the emitter is set to [011], the etching shape is a forward mesa shape along the short side direction, that is, the [011] ((− is negative direction) direction, and the side etching proceeds. It is difficult to do this, but if the width of the emitter in the short side direction is 2 μm or less, which is practical for a high-speed transistor, it is oblique,
[10] [01-0] [001] [001-] Since side etching easily proceeds from each direction, an undercut can be formed so as to surround all of the emitter mesas.

【0053】エミッタの長辺方向は、[011]方向で
はなく、例えば、[010]方向に統一しておいてもよ
い。この場合には、ウェハ主表面に垂直な面を保ってサ
イドエッチングが進行してアンダーカットが形成され
る。
The long side direction of the emitter may be unified in the [010] direction instead of the [011] direction. In this case, side etching progresses while maintaining a surface perpendicular to the main surface of the wafer to form an undercut.

【0054】なお、本実施例では、エミッタメサ周辺に
実施例1の場合のようなガードリングを形成していない
が、InP/InGaAs系HBTでは、エミッタ・ベ
ース接合が露出しても再結合電流が極めて小さいのでガ
ードリングは不要である。
In this embodiment, the guard ring is not formed around the emitter mesa as in the case of the first embodiment, but in the InP / InGaAs HBT, the recombination current is generated even if the emitter-base junction is exposed. Since it is extremely small, no guard ring is required.

【0055】続く工程は、実施例1の場合とほぼ同様で
あるので説明は省略する。ただし、サブコレクタ層52
は、n+InGaAsであるので、オーミク電極は、エ
ミッタ、ベースと同様に、例えばTi/Pt/Auの非
合金型電極としても良好なオーミクコンタクトが得られ
る。
Since the subsequent steps are almost the same as those in the first embodiment, the description thereof will be omitted. However, the sub-collector layer 52
Is n + InGaAs, the ohmic contact can be a good ohmic contact as a non-alloy type electrode of, for example, Ti / Pt / Au as well as the emitter and the base.

【0056】以上、本発明を実施例に基づき具体的に説
明したが、本発明は、前記実施例に限定されることな
く、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更し得る
ことはいうまでもない。
Although the present invention has been specifically described based on the above embodiments, it goes without saying that the present invention is not limited to the above embodiments and can be variously modified without departing from the scope of the invention. ..

【0057】[0057]

【発明の効果】以上、説明したように、本発明によるH
BTでは、エミッタ電極がプロセスの最初の段階で形成
され非合金型電極材料よりなるので、コンタクト抵抗が
均一に小さくなりかつ安定になる。また、エミッタ電極
に対して、エミッタメサ及びベース電極がセルフアライ
ン的に形成され、さらにベース電極に対してベース・コ
レクタメサがセルフアライン的形成される。したがって
微細化が容易であり、ベース抵抗及びベース・コレクタ
容量が低減される。また、ガードリングを配置し、エミ
ッタの微細化を伴う電流増幅率も抑止できる。また、本
発明によるHBTの製造は、特別な工程を必要とせず、
極めて単純な工程で構成される。
As described above, H according to the present invention
In BT, the emitter electrode is formed in the first stage of the process and is made of a non-alloy type electrode material, so that the contact resistance becomes uniformly small and stable. Further, the emitter mesa and the base electrode are formed in a self-aligned manner with respect to the emitter electrode, and the base-collector mesa is formed in a self-aligned manner with respect to the base electrode. Therefore, miniaturization is easy, and the base resistance and the base-collector capacitance are reduced. Further, by disposing a guard ring, it is possible to suppress the current amplification factor accompanying the miniaturization of the emitter. In addition, the production of the HBT according to the present invention does not require any special process,
It consists of extremely simple steps.

【0058】以上説明したように本発明によれば、高周
波特性に優れかつ微細でかつ信頼性に富むHBTを、再
現性・均一性よく、しかも複雑な工程を経ず、容易に実
現することが可能になる。
As described above, according to the present invention, an HBT excellent in high frequency characteristics, fine and highly reliable can be easily realized with good reproducibility and uniformity, and without complicated steps. It will be possible.

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

【図1】 本発明の実施例1のヘテロ接合型バイポーラ
トランジスタの概略構成を示す模式的断面構造図、
FIG. 1 is a schematic cross-sectional structure diagram showing a schematic configuration of a heterojunction bipolar transistor of Example 1 of the present invention,

【図2】 図1のヘテロ接合型バイポーラトランジスタ
の製造方法における各工程を説明するための模式的断面
構造図、
FIG. 2 is a schematic cross-sectional structure diagram for explaining each step in the method for manufacturing the heterojunction bipolar transistor of FIG.

【図3】 図1のヘテロ接合型バイポーラトランジスタ
の製造方法における各工程を説明するための模式断的面
構造図、
FIG. 3 is a schematic cross-sectional structure diagram for explaining each step in the method of manufacturing the heterojunction bipolar transistor of FIG.

【図4】 図1のヘテロ接合型バイポーラトランジスタ
の製造方法における各工程を説明するための模式的断面
構造図、
FIG. 4 is a schematic cross-sectional structure diagram for explaining each step in the method for manufacturing the heterojunction bipolar transistor of FIG.

【図5】 図1のヘテロ接合型バイポーラトランジスタ
の製造方法における各工程を説明するための模式的断面
構造図、
5 is a schematic cross-sectional structure diagram for explaining each step in the method for manufacturing the heterojunction bipolar transistor of FIG.

【図6】 図1のヘテロ接合型バイポーラトランジスタ
の製造方法における各工程を説明するための模式的断面
構造図、
6 is a schematic cross-sectional structure diagram for explaining each step in the method for manufacturing the heterojunction bipolar transistor of FIG.

【図7】 図1のヘテロ接合型バイポーラトランジスタ
の製造方法における各工程を説明するための模式的断面
構造図、
7 is a schematic cross-sectional structure diagram for explaining each step in the method for manufacturing the heterojunction bipolar transistor of FIG.

【図8】 本発明の実施例2のテロ接合型バイポーラト
ランジスタの概略構成を示す模式的断面構造図、
FIG. 8 is a schematic cross-sectional structure diagram showing a schematic configuration of a terror junction type bipolar transistor of Example 2 of the present invention,

【図9】 図8のヘテロ接合型バイポーラトランジスタ
の製造方法における各工程を説明するための模式的断面
構造図、
9 is a schematic cross-sectional structure diagram for explaining each step in the method for manufacturing the heterojunction bipolar transistor in FIG.

【図10】 従来のヘテロ接合型バイポーラトランジス
タの構造を示す模式的断面構造図。
FIG. 10 is a schematic cross-sectional structure diagram showing the structure of a conventional heterojunction bipolar transistor.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…半絶縁性GaAs基板、2…n+GaAsサブコレ
クタ層、3…n形GaAsコレクタ層、4…p+GaA
s又はp+AlGaAsベース層、5…n形AlGaA
sエミッタ層、6…n+GaAsエミッタキャップ層、
7…n+InGaAsエミッタコンタクト層、11…T
i/Pt/Auエミッタ電極、12…Ti/Pt/Au
ベース電極、13…AuGa/Ni/Ti/Pt/Au
コレクタ電極、21…ホトレジスト、22…SiNサイ
ドウォール、23…エミッタメサカバー、51…半絶縁
性InP基板、51’…コレクタバッファ層、52…n
+InGaAsサブコレクタ層、53…n形InGaA
sのコレクタ層、54…p+InGaAsベース層、5
5…n形InPエミッタ層、56…n+InPエミッタ
キャップ層、57…n+InGaAsエミッタコンタク
ト層、61…Ti/Pt/Auエミッタ電極、62…T
i/Pt/Auベース電極、63…Ti/Pt/Auコ
レクタ電極。
1 ... Semi-insulating GaAs substrate, 2 ... n + GaAs subcollector layer, 3 ... N-type GaAs collector layer, 4 ... p + GaA
s or p + AlGaAs base layer, 5 ... n-type AlGaA
s emitter layer, 6 ... n + GaAs emitter cap layer,
7 ... n + InGaAs emitter contact layer, 11 ... T
i / Pt / Au emitter electrode, 12 ... Ti / Pt / Au
Base electrode, 13 ... AuGa / Ni / Ti / Pt / Au
Collector electrode, 21 ... photoresist, 22 ... SiN sidewall, 23 ... emitter mesa cover, 51 ... semi-insulating InP substrate, 51 '... collector buffer layer, 52 ... n
+ InGaAs subcollector layer, 53 ... n-type InGaA
s collector layer, 54 ... p + InGaAs base layer, 5
5 ... n-type InP emitter layer, 56 ... n + InP emitter cap layer, 57 ... n + InGaAs emitter contact layer, 61 ... Ti / Pt / Au emitter electrode, 62 ... T
i / Pt / Au base electrode, 63 ... Ti / Pt / Au collector electrode.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 栗島 賢二 東京都千代田区内幸町一丁目1番6号 日 本電信電話株式会社内 (72)発明者 中島 裕樹 東京都千代田区内幸町一丁目1番6号 日 本電信電話株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Kenji Kurishima 1-6, Uchisaiwaicho, Chiyoda-ku, Tokyo Nihon Telegraph and Telephone Corporation (72) Inventor Hiroki Nakajima 1-6-1, Uchisaiwaicho, Chiyoda-ku, Tokyo Nippon Telegraph and Telephone Corporation

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 半導体基板上に、第一の導電型のエミッ
タ領域と、第二の導電型のベース領域と、第一の導電型
のコレクタ領域が形成されてなるメサ型のヘテロ接合型
バイポーラトランジスタにおいて、エミッタ・ベースメ
サとエミッタ電極が自己整合され、当該エミッタ・ベー
スメサの大きさがエミッタ電極の大きさより小さく、か
つ平面的に見てエミッタ電極の端とベース電極の端が一
致しており、ベース電極とベース・コレクタメサが自己
整合されていることを特徴とするヘテロ接合型バイポー
ラトランジスタ。
1. A mesa heterojunction bipolar device having a first conductivity type emitter region, a second conductivity type base region, and a first conductivity type collector region formed on a semiconductor substrate. In the transistor, the emitter / base mesa and the emitter electrode are self-aligned, the size of the emitter / base mesa is smaller than the size of the emitter electrode, and the end of the emitter electrode and the end of the base electrode coincide with each other in plan view, A heterojunction bipolar transistor characterized in that the base electrode and the base-collector mesa are self-aligned.
【請求項2】 半導体基板の上に、コレクタ層、ベース
層、エミッタ層、エミッタキャップ層を有するヘテロ接
合バイポーラトランジスタウェハを用いて、メサ型のヘ
テロ接合型バイポーラトランジスタを形成する製造方法
において、エミッタキャップ層の上にエミッタオーミク
電極を形成することを最初の工程とすることを特徴とす
るヘテロ接合型バイポーラトランジスタの製造方法。
2. A manufacturing method for forming a mesa heterojunction bipolar transistor by using a heterojunction bipolar transistor wafer having a collector layer, a base layer, an emitter layer, and an emitter cap layer on a semiconductor substrate. A method of manufacturing a heterojunction bipolar transistor, which comprises forming an emitter ohmic electrode on a cap layer as a first step.
【請求項3】 請求項2に記載のヘテロ接合型バイポー
ラトランジスタの製造方法において、エミッタ電極をマ
スクにエミッタ・ベースメサエッチングを行い、エミッ
タ電極下に適当なアンダーカットを形成すると同時にベ
ース面を露出させ、ベース電極をエミッタ電極及びエミ
ッタメサの一部、又は全部を含む領域に形成し、エミッ
タとベースを短絡させることなく、エミッタ電極とベー
ス電極のセルフアライン化をはかることを特徴とするヘ
テロ接合型バイポーラトランジスタの製造方法。
3. The method of manufacturing a heterojunction bipolar transistor according to claim 2, wherein emitter-base mesa etching is performed using the emitter electrode as a mask to form an appropriate undercut under the emitter electrode and at the same time expose the base surface. And a base electrode is formed in a region including a part or all of the emitter electrode and the emitter mesa, and the emitter electrode and the base electrode are self-aligned without short-circuiting the emitter and the base. Manufacturing method of bipolar transistor.
【請求項4】 請求項3に記載のヘテロ接合型バイポー
ラトランジスタの製造方法において、エミッタ電極をマ
スクとしたエミッタ・ベースメサエッチングの際に、ま
ず、非等方的ドライエッチングによりエミッタキャップ
層の一部をエッチオフし、次に、エミッタ層とエミッタ
キャップ層との界面でエッチングが停止する選択ウェッ
トエッチングを行い、このエッチングにより同時にエミ
ッタ電極下にアンダーカットを形成することを特徴とす
るヘテロ接合型バイポーラトランジスタの製造方法。
4. The method for manufacturing a heterojunction bipolar transistor according to claim 3, wherein at the time of emitter / base mesa etching using the emitter electrode as a mask, first, one of the emitter cap layer is formed by anisotropic dry etching. Part is etched off, and then selective wet etching is performed to stop etching at the interface between the emitter layer and the emitter cap layer, and this etching simultaneously forms an undercut under the emitter electrode. Manufacturing method of bipolar transistor.
【請求項5】 請求項3に記載のヘテロ接合型バイポー
ラトランジスタの製造方法において、ベース層を露出さ
せる際に、アンダーカット部をレジスタで埋めるか、又
はアンダーカットの部分に絶縁膜からなる側壁を形成
し、アンダーカット部でエミッタ層の一部を残留させて
ガードリングとすることを特徴とするヘテロ接合型バイ
ポーラトランジスタの製造方法。
5. The method for manufacturing a heterojunction bipolar transistor according to claim 3, wherein when the base layer is exposed, the undercut portion is filled with a resistor, or a sidewall made of an insulating film is formed in the undercut portion. A method for manufacturing a heterojunction bipolar transistor, which is characterized by forming a part of an emitter layer at an undercut portion to form a guard ring.
【請求項6】 請求項3に記載のヘテロ接合型バイポー
ラトランジスタの製造方法において、エミッタ電極をマ
スクとしたエミッタ・ベースメサエッチングの際に、ま
ず、エミッタキャップ層をエッチングするか、又は非等
方的ドライエッチングによってエミッタキャップ層及び
エミッタ層の一部をエッチングし、次に、エミッタ層の
みエッチングする選択ウェットエッチングを行い、ベー
ス層を露出させると同時にエミッタ電極下にアンダーカ
ットを形成することを特徴とするヘテロ接合型バイポー
ラトランジスタの製造方法。
6. The method for manufacturing a heterojunction bipolar transistor according to claim 3, wherein during the emitter / base mesa etching using the emitter electrode as a mask, the emitter cap layer is first etched or isotropic. The emitter cap layer and a part of the emitter layer are etched by dynamic dry etching, and then selective wet etching is performed to etch only the emitter layer to expose the base layer and simultaneously form an undercut under the emitter electrode. And method for manufacturing heterojunction bipolar transistor.
【請求項7】 請求項3に記載のヘテロ接合型バイポー
ラトランジスタの製造方法において、エミッタの長辺の
方向を、アンダーカットを形成する際のエッチングにお
ける結晶の異方性によりその長辺に沿ってアンダーカッ
トの形状がオバーハング形又は垂直になるような方向に
統一することを特徴とするヘテロ接合型バイポーラトラ
ンジスタの製造方法。
7. The method for manufacturing a heterojunction bipolar transistor according to claim 3, wherein the direction of the long side of the emitter is along the long side due to crystal anisotropy during etching when forming an undercut. A method of manufacturing a heterojunction bipolar transistor, characterized in that the undercut shape is unified so as to be an overhang shape or a vertical direction.
【請求項8】 半導体基板上に、第一の導電型のエミッ
タ領域と、第二の導電型のベース領域と、第一の導電型
のコレクタ領域が形成されてなるメサ型のヘテロ接合型
バイポーラトランジスタの製造方法において、ベース・
コレクタメサエッチングを行う前に非合金型のベース電
極を形成し、ベース・コレクタメサエッチングを行う際
にエミッタメサをレジストで覆い、かつ該レジストはす
でに形成されているベース電極の外側にはでないように
し、ベース電極をマスクにしてエッチングすることを特
徴とするヘテロ接合型バイポーラトランジスタの製造方
法。
8. A mesa heterojunction bipolar device having a first conductivity type emitter region, a second conductivity type base region, and a first conductivity type collector region formed on a semiconductor substrate. In the transistor manufacturing method,
A non-alloy type base electrode is formed before the collector mesa etching, the emitter mesa is covered with a resist when the base collector mesa etching is performed, and the resist is not outside the already formed base electrode. And a method of manufacturing a heterojunction bipolar transistor, characterized by etching using a base electrode as a mask.
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