JPH077015A - ＧａＡｓ／ＧａＩｎＰ構造を含む半導体装置及びその形成方法 - Google Patents
ＧａＡｓ／ＧａＩｎＰ構造を含む半導体装置及びその形成方法Info
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- JPH077015A JPH077015A JP5336035A JP33603593A JPH077015A JP H077015 A JPH077015 A JP H077015A JP 5336035 A JP5336035 A JP 5336035A JP 33603593 A JP33603593 A JP 33603593A JP H077015 A JPH077015 A JP H077015A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 メサが実質的垂直側壁を有するＧａＩｎＰ／
ＧａＡｓ構造。 【構成】 本発明の一形式においてＧａＡｓ３４及びＧ
ａＩｎＰ３２の連続層の一部分を除去する方法で、前記
方法はＧａＡｓ層上で異方性反応性イオン・エッチング
を行い、ＧａＩｎＰ層上で等方性ウェット・エッチング
を行い、反応性イオン・エッチング及びウェット・エッ
チングの結果として形成されたメサが実質的に垂直な側
壁を有し、さらに約３．０μｍ以下の寸法を有するＧａ
ＩｎＰ／ＧａＡｓ構造が形成され得る工程を含む方法を
開示する。
ＧａＡｓ構造。 【構成】 本発明の一形式においてＧａＡｓ３４及びＧ
ａＩｎＰ３２の連続層の一部分を除去する方法で、前記
方法はＧａＡｓ層上で異方性反応性イオン・エッチング
を行い、ＧａＩｎＰ層上で等方性ウェット・エッチング
を行い、反応性イオン・エッチング及びウェット・エッ
チングの結果として形成されたメサが実質的に垂直な側
壁を有し、さらに約３．０μｍ以下の寸法を有するＧａ
ＩｎＰ／ＧａＡｓ構造が形成され得る工程を含む方法を
開示する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は一般的にＧａＩｎＰ／Ｇ
ａＡｓ構造の形成方法に関連する。
ａＡｓ構造の形成方法に関連する。
【０００２】
【従来の技術及び課題】ＧａＩｎＰ／ＧａＡｓヘテロ構
造はある種の半導体装置の利点を表すものとして示され
てきている。その一例はＧａＩｎＰ／ＧａＡｓヘテロ接
合バイポーラ・トランジスタ（ＨＢＴ）である。ＧａＩ
ｎＰ／ＧａＡｓヘテロ構造は従来のＡｌＧａＡｓ／Ｇａ
Ａｓ構造と実質的に同じバンドギャップ・エネルギー差
を提供するが、荷電子帯内では非連続性が大きく、伝導
帯では小さい。このため、典型的にＡｌＧａＡｓ／Ｇａ
Ａｓ ＨＢＴにみられるより高い電子注入効率を提供す
るＨＢＴの利点をもたらす。ＧａＩｎＰ／ＧａＡｓ材料
のシステムに基づくＨＢＴは５０以上のコレクタ電流の
継続電流利得で超小型電流密度の単位電流利得より大き
い、近理想電流電圧（ｉ−ｖ）特性を有することが示さ
れてきている。さらにＡｌＧａＡｓ／ＧａＡｓ ＨＢＴ
と対比して、ＧａＩｎＰ／ＧａＡｓ ＨＢＴはｉ−ｖ特
性の近理想単位ファクタ、ヘテロ接合における伝導帯の
好ましいラインアップ、及びエミッタにおいて再結合中
心を相対的に無くすことを提供する。
造はある種の半導体装置の利点を表すものとして示され
てきている。その一例はＧａＩｎＰ／ＧａＡｓヘテロ接
合バイポーラ・トランジスタ（ＨＢＴ）である。ＧａＩ
ｎＰ／ＧａＡｓヘテロ構造は従来のＡｌＧａＡｓ／Ｇａ
Ａｓ構造と実質的に同じバンドギャップ・エネルギー差
を提供するが、荷電子帯内では非連続性が大きく、伝導
帯では小さい。このため、典型的にＡｌＧａＡｓ／Ｇａ
Ａｓ ＨＢＴにみられるより高い電子注入効率を提供す
るＨＢＴの利点をもたらす。ＧａＩｎＰ／ＧａＡｓ材料
のシステムに基づくＨＢＴは５０以上のコレクタ電流の
継続電流利得で超小型電流密度の単位電流利得より大き
い、近理想電流電圧（ｉ−ｖ）特性を有することが示さ
れてきている。さらにＡｌＧａＡｓ／ＧａＡｓ ＨＢＴ
と対比して、ＧａＩｎＰ／ＧａＡｓ ＨＢＴはｉ−ｖ特
性の近理想単位ファクタ、ヘテロ接合における伝導帯の
好ましいラインアップ、及びエミッタにおいて再結合中
心を相対的に無くすことを提供する。
【０００３】
【課題を解決するための手段及び作用】従来のＧａＩｎ
Ｐ／ＧａＡｓメサ・トランジスタの形成方法はウェット
・エッチング技術に大いに依存している。この技術は等
方性の性質があるため、半導体構造の中と同様エッチ・
マスクの端の下をエッチングし、ＧａＩｎＰ／ＧａＡｓ
ヘテロ構造と共に形成される装置の最小形態は比較的大
きくなる（約３μｍより大きい）。反対にここに述べら
れている発明の方法はドライ・エッチングの異方性エッ
チング特性（ｐｒｏｆｉｌｅ）を利用し、一方ＧａＩｎ
Ｐ／ＧａＡｓ構造において、あるウェット・エッチング
のすぐれた選択性を残し、約３μｍより寸法の小さいＧ
ａＩｎＰ／ＧａＡｓ構造を形成する可能性を提供する。
ドライ・エッチング工程で用いられるある種類の化学薬
品にさらされるとき、ＧａＩｎＰ構造上のスタボーン残
留層の形成により工程は複雑化する。ここに述べられた
方法はこの限界を様々な方法で克服し得る。
Ｐ／ＧａＡｓメサ・トランジスタの形成方法はウェット
・エッチング技術に大いに依存している。この技術は等
方性の性質があるため、半導体構造の中と同様エッチ・
マスクの端の下をエッチングし、ＧａＩｎＰ／ＧａＡｓ
ヘテロ構造と共に形成される装置の最小形態は比較的大
きくなる（約３μｍより大きい）。反対にここに述べら
れている発明の方法はドライ・エッチングの異方性エッ
チング特性（ｐｒｏｆｉｌｅ）を利用し、一方ＧａＩｎ
Ｐ／ＧａＡｓ構造において、あるウェット・エッチング
のすぐれた選択性を残し、約３μｍより寸法の小さいＧ
ａＩｎＰ／ＧａＡｓ構造を形成する可能性を提供する。
ドライ・エッチング工程で用いられるある種類の化学薬
品にさらされるとき、ＧａＩｎＰ構造上のスタボーン残
留層の形成により工程は複雑化する。ここに述べられた
方法はこの限界を様々な方法で克服し得る。
【０００４】本発明の一実施例において、ＧａＡｓ及び
ＧａＩｎＰの連続層の一部を除去する方法が開示され、
以下の工程を含む。ＧａＡｓ層上で異方性反応性イオン
・エッチングを行い、ＧａＩｎＰ層上で等方性ウェット
・エッチングを行い、反応性イオン・エッチングとウェ
ット・エッチングの結果として形成されたメサが実質的
に垂直側壁を有し、その後約３．０μｍより寸法の小さ
いＧａＩｎＰ／ＧａＡｓ構造が形成され得る。
ＧａＩｎＰの連続層の一部を除去する方法が開示され、
以下の工程を含む。ＧａＡｓ層上で異方性反応性イオン
・エッチングを行い、ＧａＩｎＰ層上で等方性ウェット
・エッチングを行い、反応性イオン・エッチングとウェ
ット・エッチングの結果として形成されたメサが実質的
に垂直側壁を有し、その後約３．０μｍより寸法の小さ
いＧａＩｎＰ／ＧａＡｓ構造が形成され得る。
【０００５】本発明の他の実施例において、ヘテロ接合
バイポーラ・トランジスタの形成方法が開示され、以下
の工程を含む。材料構造を形成し、前記材料構造はＧａ
Ａｓエミッタ・キャップ層、ＧａＩｎＰエミッタ層、ベ
ース層、コレクタ層、及びサブコレクタ層を含み、エミ
ッタ接合を形成するエミッタ・キャップ層の上にパター
ン化された金属を被着し、エミッタ・キャップ層上に異
方性イオン・エッチングを行って材料構造のパターン化
された金属で覆われていない部分を除去し、等方性エッ
チングを行ってパターン化された金属で覆われていない
材料構造部分を除去し、パターン化された金属で覆われ
ていない材料構造部分からＧａＩｎＰ層を除去してエミ
ッタ・メサを形成し、ベース層をさらし、ベース層の上
にベース接合（コンタクト）を被着し、エミッタ・メサ
の周りの部分からベース層をエッチングしてベース・メ
サを形成し、コレクタ層を介しサブコレクタ層へエッチ
ンングし、サブコレクタ層上にコレクタ接合を被着する
工程を含む。
バイポーラ・トランジスタの形成方法が開示され、以下
の工程を含む。材料構造を形成し、前記材料構造はＧａ
Ａｓエミッタ・キャップ層、ＧａＩｎＰエミッタ層、ベ
ース層、コレクタ層、及びサブコレクタ層を含み、エミ
ッタ接合を形成するエミッタ・キャップ層の上にパター
ン化された金属を被着し、エミッタ・キャップ層上に異
方性イオン・エッチングを行って材料構造のパターン化
された金属で覆われていない部分を除去し、等方性エッ
チングを行ってパターン化された金属で覆われていない
材料構造部分を除去し、パターン化された金属で覆われ
ていない材料構造部分からＧａＩｎＰ層を除去してエミ
ッタ・メサを形成し、ベース層をさらし、ベース層の上
にベース接合（コンタクト）を被着し、エミッタ・メサ
の周りの部分からベース層をエッチングしてベース・メ
サを形成し、コレクタ層を介しサブコレクタ層へエッチ
ンングし、サブコレクタ層上にコレクタ接合を被着する
工程を含む。
【０００６】本発明のさらに他の実施例において、半導
体装置が開示され、前記装置はＧａＩｎＰ層およびＧａ
ＩｎＰ層の頂部のＧａＡｓ層を含み、幅及び長さが約
３．０μｍより小さいメサを含む。
体装置が開示され、前記装置はＧａＩｎＰ層およびＧａ
ＩｎＰ層の頂部のＧａＡｓ層を含み、幅及び長さが約
３．０μｍより小さいメサを含む。
【０００７】本発明の利点はＧａＩｎＰ／ＧａＡｓヘテ
ロ構造上でドライ・エッチング及びウェット・エッチン
グを用いることを可能にすることである。このため約３
μｍより小さい形態を有する装置の形成が可能になる。
ロ構造上でドライ・エッチング及びウェット・エッチン
グを用いることを可能にすることである。このため約３
μｍより小さい形態を有する装置の形成が可能になる。
【０００８】図面全体に亘り、特に断らない限り、同じ
参照数字及び記号を用いている。
参照数字及び記号を用いている。
【０００９】
【実施例】半導体の処理工程には通常、装置及び回路が
形成されるようにウエハの選択された部分が除去される
ことが必要である。半導体材料の除去またはエッチング
の最も一般的な方法の一つは「ウェット」エッチングで
ある。この技術は概念的には簡易であり、通常廉価な試
薬（ｒｅａｇｅｎｔ）及び装置を必要とする。この技術
ではしばしばウエハを試薬を含む溶液に単に浸すため大
きなバッチ工程に適している。しかし、ウェット・エッ
チング技術の欠点は等方性エッチングであるということ
である。即ち、エッチングが一般的にすべての方向に同
じ割合で行われる。このため等方性エッチングの特質で
あるアンダーカットにより、特性の最小寸法が限定され
る。このようにＦＥＴのゲート、またはＨＢＴのサブ
３．０ミクロンのエミッタのようなサブミクロン特性を
成すためにはウェット・エッチング技術のみでは不適切
である。
形成されるようにウエハの選択された部分が除去される
ことが必要である。半導体材料の除去またはエッチング
の最も一般的な方法の一つは「ウェット」エッチングで
ある。この技術は概念的には簡易であり、通常廉価な試
薬（ｒｅａｇｅｎｔ）及び装置を必要とする。この技術
ではしばしばウエハを試薬を含む溶液に単に浸すため大
きなバッチ工程に適している。しかし、ウェット・エッ
チング技術の欠点は等方性エッチングであるということ
である。即ち、エッチングが一般的にすべての方向に同
じ割合で行われる。このため等方性エッチングの特質で
あるアンダーカットにより、特性の最小寸法が限定され
る。このようにＦＥＴのゲート、またはＨＢＴのサブ
３．０ミクロンのエミッタのようなサブミクロン特性を
成すためにはウェット・エッチング技術のみでは不適切
である。
【００１０】等方性エッチングの限界を克服するエッチ
ング技術がドライ・エッチングであることは一般的に周
知である。これは反応性イオン・エッチング、イオン・
ミリング、イオン・ボンバードメント（ｂｏｎｂａｒｄ
ｍｅｎｔ）、スパッタリングなどを含む。これらの技術
は全てプラズマ・エッチングであり、バキューム・チェ
ンバ内に低圧に保たれるガスに高周波（Ｒａｄｉｏ Ｆ
ｒｅｑｕｅｎｃｙ）電界を与えることによって形成され
るイオン化プラズマが含まれる。イオン・ボンバードメ
ント、イオン・ミリング及びスパッタリング技術におい
て、材料除去の主要メカニズムはイオン衝突による化学
的ボンディングの破壊である。この工程は材料の種類の
違いによる選択性はあまり無い。反対に反応性イオン・
エッチングは膜表面から揮発する物質を形成する半導体
材料に反応するプラズマ、又は残留物質を形成する幾つ
かのケースにおける反応性種（ｓｐｅｃｉｅｓ）を利用
する。この技術は材料除去する半導体表面上のイオンの
エネルギー衝突にも依存するが、前述のドライ・エッチ
ングよりずっと小さい。実際、半導体表面のイオン衝突
の方向性が横方向より垂直方向に大きなエッチング率を
促進する。そのためドライ・エッチングはウェット・エ
ッチングよりもずっと異方性である。
ング技術がドライ・エッチングであることは一般的に周
知である。これは反応性イオン・エッチング、イオン・
ミリング、イオン・ボンバードメント（ｂｏｎｂａｒｄ
ｍｅｎｔ）、スパッタリングなどを含む。これらの技術
は全てプラズマ・エッチングであり、バキューム・チェ
ンバ内に低圧に保たれるガスに高周波（Ｒａｄｉｏ Ｆ
ｒｅｑｕｅｎｃｙ）電界を与えることによって形成され
るイオン化プラズマが含まれる。イオン・ボンバードメ
ント、イオン・ミリング及びスパッタリング技術におい
て、材料除去の主要メカニズムはイオン衝突による化学
的ボンディングの破壊である。この工程は材料の種類の
違いによる選択性はあまり無い。反対に反応性イオン・
エッチングは膜表面から揮発する物質を形成する半導体
材料に反応するプラズマ、又は残留物質を形成する幾つ
かのケースにおける反応性種（ｓｐｅｃｉｅｓ）を利用
する。この技術は材料除去する半導体表面上のイオンの
エネルギー衝突にも依存するが、前述のドライ・エッチ
ングよりずっと小さい。実際、半導体表面のイオン衝突
の方向性が横方向より垂直方向に大きなエッチング率を
促進する。そのためドライ・エッチングはウェット・エ
ッチングよりもずっと異方性である。
【００１１】本発明の第１の好ましい実施例の工程は、
図１に示される構成からはじまる。Ｇａx Ｉｎ1-x Ｐの
エピタキシャル層３２において、ｘは約０．４８から
０．５３の範囲であり、前記層をＧａＡｓ３０と３４と
の間に挿入する。適した材料（例えば、それぞれ３００
／２５０／３０００オングストロームの厚さのＴｉ／Ｐ
ｔ／Ａｕ）のマスク・パターン３６が図２に示されるよ
うにＧａＡｓ層３４上に被着される。その後全ての構造
を反応性イオン・エッチング（ＲＩＥ）装置の反応性チ
ェンンバ内に配置する。ＢＣｌ3 ＋ＳＦ6 ，ＣＣｌ4 又
は一般的に反応剤として用いられるクロロ・フロロ・カ
ーボンでＧａＡｓ層３４はマスク・パターン３６によっ
て覆われていない部分から異方性ドライ・エッチングす
る。エッチングはＧａＩｎＰ層３２が晒された後約１分
間続けられ得る。
図１に示される構成からはじまる。Ｇａx Ｉｎ1-x Ｐの
エピタキシャル層３２において、ｘは約０．４８から
０．５３の範囲であり、前記層をＧａＡｓ３０と３４と
の間に挿入する。適した材料（例えば、それぞれ３００
／２５０／３０００オングストロームの厚さのＴｉ／Ｐ
ｔ／Ａｕ）のマスク・パターン３６が図２に示されるよ
うにＧａＡｓ層３４上に被着される。その後全ての構造
を反応性イオン・エッチング（ＲＩＥ）装置の反応性チ
ェンンバ内に配置する。ＢＣｌ3 ＋ＳＦ6 ，ＣＣｌ4 又
は一般的に反応剤として用いられるクロロ・フロロ・カ
ーボンでＧａＡｓ層３４はマスク・パターン３６によっ
て覆われていない部分から異方性ドライ・エッチングす
る。エッチングはＧａＩｎＰ層３２が晒された後約１分
間続けられ得る。
【００１２】図３に示すように、未知の構成物３８の残
留層がＧａＩｎＰ層３２の表面に形成されるために、Ｇ
ａＩｎＰが意図せずエッチングされないということが分
かっている。このようにＢＣｌ3 は選択的にＧａＡｓを
エッチングしＧａＩｎＰはエッチングしないエッチャン
トである。不運にも残留層３８はＧａＩｎＰをウェット
・エッチングするための既知の構成物、特にＨＣｌおよ
びＨＣｌ：Ｈ3 ＰＯ4（容積比３：１）を用いては容易
にエッチングされない。
留層がＧａＩｎＰ層３２の表面に形成されるために、Ｇ
ａＩｎＰが意図せずエッチングされないということが分
かっている。このようにＢＣｌ3 は選択的にＧａＡｓを
エッチングしＧａＩｎＰはエッチングしないエッチャン
トである。不運にも残留層３８はＧａＩｎＰをウェット
・エッチングするための既知の構成物、特にＨＣｌおよ
びＨＣｌ：Ｈ3 ＰＯ4（容積比３：１）を用いては容易
にエッチングされない。
【００１３】このようにＢＣｌ3 は通常のＧａＩｎＰウ
ェット・エッチャント若しくは通常のＧａＡｓドライ・
エッチャントにより容易にエッチングができない構成物
を形成するようにＧａＩｎＰに明確な反応をする。この
ため、本発明の実施例では構造を約１０分間約３００ワ
ットでアッシャーに配置することによって残留物層３８
をイオン・ミリングする。図４に示すように、Ｏ2 とＡ
ｒ４０はミリングの活性種を形成する。商業利用可能な
イオン・ミル装置も用い得る。イオン・ミリング直後に
構造はＨＦおよびＮＨ4 Ｆを含む溶液に約１分間浸す。
その後構造をＨ 2 ＳＯ4 ：Ｈ2 Ｏ2 ：Ｈ2 Ｏの溶液（容
積比１：８：１６０）に１０秒間浸す。これはＧａＩｎ
ＰをＨＣｌ溶液で除去する準備となる。構造をその後静
的（未攪拌）ＨＣｌに５秒間浸し、約１分間間隔で攪拌
ＨＣｌ溶液に５分間浸す。それぞれの間隔の後、２つの
プローブを降伏電圧をテストするエッチングされた表面
上に配置する。このプロセスはＧａＩｎＰを介してエッ
チングするため１分間隔が２回必要となり、その結果の
構造が図５に示されている。このようにこのプロセスは
異方性であるが選択的な反応性イオン・エッチング技術
を非選択的なイオン・ミリングおよびウェット・エッチ
ング技術と組み合わせる。このためウェット・エッチン
グのみが可能なより小さな構造を形成することが可能で
ある。
ェット・エッチャント若しくは通常のＧａＡｓドライ・
エッチャントにより容易にエッチングができない構成物
を形成するようにＧａＩｎＰに明確な反応をする。この
ため、本発明の実施例では構造を約１０分間約３００ワ
ットでアッシャーに配置することによって残留物層３８
をイオン・ミリングする。図４に示すように、Ｏ2 とＡ
ｒ４０はミリングの活性種を形成する。商業利用可能な
イオン・ミル装置も用い得る。イオン・ミリング直後に
構造はＨＦおよびＮＨ4 Ｆを含む溶液に約１分間浸す。
その後構造をＨ 2 ＳＯ4 ：Ｈ2 Ｏ2 ：Ｈ2 Ｏの溶液（容
積比１：８：１６０）に１０秒間浸す。これはＧａＩｎ
ＰをＨＣｌ溶液で除去する準備となる。構造をその後静
的（未攪拌）ＨＣｌに５秒間浸し、約１分間間隔で攪拌
ＨＣｌ溶液に５分間浸す。それぞれの間隔の後、２つの
プローブを降伏電圧をテストするエッチングされた表面
上に配置する。このプロセスはＧａＩｎＰを介してエッ
チングするため１分間隔が２回必要となり、その結果の
構造が図５に示されている。このようにこのプロセスは
異方性であるが選択的な反応性イオン・エッチング技術
を非選択的なイオン・ミリングおよびウェット・エッチ
ング技術と組み合わせる。このためウェット・エッチン
グのみが可能なより小さな構造を形成することが可能で
ある。
【００１４】第２の実施例において、図２の構造が上記
のＲＩＥ技術を用いて再度エッチングされるが、ＧａＡ
ｓ層３４が完全にエッチングされる前にエッチングは中
断される。このため図６に示すように（図３の残留物層
３８を形成する代わりに）薄膜４２が残される。この薄
膜ＧａＡｓはＨ2 ＳＯ4 ：Ｈ2 Ｏ2 ：Ｈ2 Ｏの溶液（容
積比１：８：１６０）を用いて除去される。Ｈ2 ＳＯ4
溶液はＧａＩｎＰ層３２上で中断され、図７に示すよう
に構造を残す。
のＲＩＥ技術を用いて再度エッチングされるが、ＧａＡ
ｓ層３４が完全にエッチングされる前にエッチングは中
断される。このため図６に示すように（図３の残留物層
３８を形成する代わりに）薄膜４２が残される。この薄
膜ＧａＡｓはＨ2 ＳＯ4 ：Ｈ2 Ｏ2 ：Ｈ2 Ｏの溶液（容
積比１：８：１６０）を用いて除去される。Ｈ2 ＳＯ4
溶液はＧａＩｎＰ層３２上で中断され、図７に示すよう
に構造を残す。
【００１５】本発明の他の実施例において、材料構造は
図８に示す構造の第１の実施例に関連して述べられたも
のとは変化している。Ａｌx Ｇａ1-x Ａｓ層４８（ｘは
約０．３）はＧａＩｎＰ層４６及びＧａＡｓ層５０との
間に介在配置される。上記の実施例に述べられたＢＣｌ
3 ドライエッチングにおけるＡｌＧａＡｓ層は例えばＡ
ｌＧａＡｓ上で中断するＳＦ6 と結合する際に、エッチ
ング中断の機能をする。ゆえに図９に示したマスキング
・パターン５２の被着後、ＧａＡｓ層５０が除去される
までドライＢＣｌ3 エッチングが行われる。この結果が
図１０の構造である。ＡｌＧａＡｓ層４８は例えば時間
調整したエッチングにおいてＨ2 ＳＯ4：Ｈ2 Ｏ2 ：Ｈ
2 Ｏ溶液（容積比１：８：１６０）で除去される。この
結果を図１１に示す。その後ＧａＩｎＰ層４６で、例え
ばＨＣｌ：Ｈ3 ＰＯ4 （容積比３：１）で除去される。
３：１はＧａＡｓベース層４４を好ましくエッチングす
ることはないが、このエッチングのタイミングは実質的
なアンダーカットを避けるよう監視される。上記の工程
の結果を図１２に示す。
図８に示す構造の第１の実施例に関連して述べられたも
のとは変化している。Ａｌx Ｇａ1-x Ａｓ層４８（ｘは
約０．３）はＧａＩｎＰ層４６及びＧａＡｓ層５０との
間に介在配置される。上記の実施例に述べられたＢＣｌ
3 ドライエッチングにおけるＡｌＧａＡｓ層は例えばＡ
ｌＧａＡｓ上で中断するＳＦ6 と結合する際に、エッチ
ング中断の機能をする。ゆえに図９に示したマスキング
・パターン５２の被着後、ＧａＡｓ層５０が除去される
までドライＢＣｌ3 エッチングが行われる。この結果が
図１０の構造である。ＡｌＧａＡｓ層４８は例えば時間
調整したエッチングにおいてＨ2 ＳＯ4：Ｈ2 Ｏ2 ：Ｈ
2 Ｏ溶液（容積比１：８：１６０）で除去される。この
結果を図１１に示す。その後ＧａＩｎＰ層４６で、例え
ばＨＣｌ：Ｈ3 ＰＯ4 （容積比３：１）で除去される。
３：１はＧａＡｓベース層４４を好ましくエッチングす
ることはないが、このエッチングのタイミングは実質的
なアンダーカットを避けるよう監視される。上記の工程
の結果を図１２に示す。
【００１６】一方、図１３に示した他の好ましい実施例
はＧａＡｓ層５６上で（ＭＢＥ、ＭＯＣＶＤ又は他の適
切な技術によって）ＩｎＧａＡｓ層５４が被着される第
１の例外に類似している。ＩｎＧａＡｓ層５４は材料構
造へのオーミック接合の形成を促すが、さもなければ第
１の実施例として述べられた工程と共に形成される。
はＧａＡｓ層５６上で（ＭＢＥ、ＭＯＣＶＤ又は他の適
切な技術によって）ＩｎＧａＡｓ層５４が被着される第
１の例外に類似している。ＩｎＧａＡｓ層５４は材料構
造へのオーミック接合の形成を促すが、さもなければ第
１の実施例として述べられた工程と共に形成される。
【００１７】更に他の実施例において、上述の工程は図
１３に示した構造に類似のエミッタ・メサを有するヘテ
ロ接合バイポーラ・トランジスタを構成し得る。ＧａＩ
ｎＰエミッタを有する従来技術のＨＢＴとは異なり、こ
の好ましい実施例のＨＢＴは幅が約３．０μｍ以下のエ
ミッタ・メサで構成され得る。これは上述の工程の実施
例によって作られ得る。図１４に示すこのトランジスタ
はエミッタ・メサ６１を有し前記エミッタ・メサはエミ
ッタ層６８、バッファ層６６、及びエミッタ・コンタク
ト層６２へのオーミック接合を形成するエミッタ・キャ
ップ層６４を含む。エミッタ・メサに加えＨＢＴはベー
ス７０（該ベース層上にコレクタ接合７６が接合され
る）、コレクタ７２及びサブコレクタ層７４（該サブコ
レクタ層上にコレクタ接合７８が接合される）を含む。
好ましい材料及び代替可能な例を表１に示す。好ましい
不純物、ドーピング濃度、及び代替例を表２に示す。ス
ペーサ層がベース層７０及びエミッタ層６８との間に介
在配置され得ることも明記されたい。
１３に示した構造に類似のエミッタ・メサを有するヘテ
ロ接合バイポーラ・トランジスタを構成し得る。ＧａＩ
ｎＰエミッタを有する従来技術のＨＢＴとは異なり、こ
の好ましい実施例のＨＢＴは幅が約３．０μｍ以下のエ
ミッタ・メサで構成され得る。これは上述の工程の実施
例によって作られ得る。図１４に示すこのトランジスタ
はエミッタ・メサ６１を有し前記エミッタ・メサはエミ
ッタ層６８、バッファ層６６、及びエミッタ・コンタク
ト層６２へのオーミック接合を形成するエミッタ・キャ
ップ層６４を含む。エミッタ・メサに加えＨＢＴはベー
ス７０（該ベース層上にコレクタ接合７６が接合され
る）、コレクタ７２及びサブコレクタ層７４（該サブコ
レクタ層上にコレクタ接合７８が接合される）を含む。
好ましい材料及び代替可能な例を表１に示す。好ましい
不純物、ドーピング濃度、及び代替例を表２に示す。ス
ペーサ層がベース層７０及びエミッタ層６８との間に介
在配置され得ることも明記されたい。
【表１】
【表２】
【００１８】ヘテロ接合バイポーラ・トランジスタもま
た、図８に示す構造に類似したエミッタ・メサを有する
ように形成され得る。図１５に示すこのトランジスタは
エミッタ層９０を有するエミッタ・メサ８０、エッチン
グ中断層８８、バッファ層８６、エミッタ・キャップ層
８４、及びエミッタ接合層８２とを含む。エミッタ・メ
サに加え、ＨＢＴはベース層９２（ベース接合９８が該
ベース層の上に接合する）、コレクタ層９４、及びサブ
コレクタ層９６（コレクタ接合１００が該サブコレクタ
層の上に接合する）とを含む。好ましい材料及び代替可
能な例を表３に示す。好ましい不純物、ドーピング濃
度、及び代替例を表４に示す。更に、スペーサ層がベー
ス層９２及びエミッタ層９０との間に介在配置され得る
ことも明記されたい。
た、図８に示す構造に類似したエミッタ・メサを有する
ように形成され得る。図１５に示すこのトランジスタは
エミッタ層９０を有するエミッタ・メサ８０、エッチン
グ中断層８８、バッファ層８６、エミッタ・キャップ層
８４、及びエミッタ接合層８２とを含む。エミッタ・メ
サに加え、ＨＢＴはベース層９２（ベース接合９８が該
ベース層の上に接合する）、コレクタ層９４、及びサブ
コレクタ層９６（コレクタ接合１００が該サブコレクタ
層の上に接合する）とを含む。好ましい材料及び代替可
能な例を表３に示す。好ましい不純物、ドーピング濃
度、及び代替例を表４に示す。更に、スペーサ層がベー
ス層９２及びエミッタ層９０との間に介在配置され得る
ことも明記されたい。
【表３】
【表４】
【００１９】ＧａＩｎＰのような広いバンド・ギャップ
は二重ヘテロ接合バイポーラ・トランジスタ（ＤＨＢ
Ｔ）を形成する上述の構造のコレクタ層での使用に適応
し得る。このトランジスタはベース・エミッタ接合及び
ベース・コレクタ接合の両方を合せ持つ。この種の構造
はエミッタ−コレクタ降伏電圧が高く単一ヘテロ接合ト
ランジスタよりも高い電力動作を可能にするという利点
を更に有する。
は二重ヘテロ接合バイポーラ・トランジスタ（ＤＨＢ
Ｔ）を形成する上述の構造のコレクタ層での使用に適応
し得る。このトランジスタはベース・エミッタ接合及び
ベース・コレクタ接合の両方を合せ持つ。この種の構造
はエミッタ−コレクタ降伏電圧が高く単一ヘテロ接合ト
ランジスタよりも高い電力動作を可能にするという利点
を更に有する。
【００２０】ＤＨＢＴの構成はエピタキシャル構造から
始まり、前記構造はエミッタ・キャップ層１０６、バッ
ファ１０８、活性エミッタ層１１０、スペーサ層１１
２、ベース層１１４（ベース接合１２０が該ベース層の
上に接合する）、セット・バック層１１５、コレクタ層
１１６（コレクタ接合が該コレクタ層の上に接合す
る）、及びサブコレクタ層１１８を含む。スペーサ層１
１２はベース層１１４及びエミッタ層１１０との間に介
在配置され、過度なベース・ドーピングによるＢｅのア
ウトディフュージョンの逆効果を無効にする。様々な実
施例によりベース・エミッタ・スペーサ層１１２の厚さ
及びドーピングは最高電流利得を達成すべく選ばれる。
セット・バック層１１５はベースからコレクタへの転送
キャリアの効果的障壁を最小化するのに不可欠である。
このようなセット・バック層なしに同様の状況で成長す
る他の組織は約１５ボルトの高飽和電圧と極少量の電流
利得を示す。好ましい材料及び代替可能な例を表５に示
す。好ましい不純物、ドーピング濃度、及び代替例を表
６に示す。ＤＨＢＴの形成、特にエミッタ・メサ１０２
は前述の技術を用いて達成される。ベース１２０及びコ
レクタ１２２接合は周知の技術を用いて被着される。Ｄ
ＨＢＴ構造を図１６に示す。
始まり、前記構造はエミッタ・キャップ層１０６、バッ
ファ１０８、活性エミッタ層１１０、スペーサ層１１
２、ベース層１１４（ベース接合１２０が該ベース層の
上に接合する）、セット・バック層１１５、コレクタ層
１１６（コレクタ接合が該コレクタ層の上に接合す
る）、及びサブコレクタ層１１８を含む。スペーサ層１
１２はベース層１１４及びエミッタ層１１０との間に介
在配置され、過度なベース・ドーピングによるＢｅのア
ウトディフュージョンの逆効果を無効にする。様々な実
施例によりベース・エミッタ・スペーサ層１１２の厚さ
及びドーピングは最高電流利得を達成すべく選ばれる。
セット・バック層１１５はベースからコレクタへの転送
キャリアの効果的障壁を最小化するのに不可欠である。
このようなセット・バック層なしに同様の状況で成長す
る他の組織は約１５ボルトの高飽和電圧と極少量の電流
利得を示す。好ましい材料及び代替可能な例を表５に示
す。好ましい不純物、ドーピング濃度、及び代替例を表
６に示す。ＤＨＢＴの形成、特にエミッタ・メサ１０２
は前述の技術を用いて達成される。ベース１２０及びコ
レクタ１２２接合は周知の技術を用いて被着される。Ｄ
ＨＢＴ構造を図１６に示す。
【表５】
【表６】
【００２１】上述のＨＢＴ及びＤＨＢＴ構造はロードロ
ックで水平な約７６Ｔｏｒｒの低圧においてＭＯＣＶＤ
によって成長し得る。チタン・メチル・ガリウム及びト
リメチル・リンジウムが１００％アルシンで■族ソース
に、■族ソースとしてホスフィンが用いられ得る。ｎ型
不純物及びｐ型不純物はそれぞれジシラン及びカーボン
・テトラコロライドであり得る。基板は典型的に最も近
い（１１０）に対し２度離れて（１００）の方向に向き
ＧａＩｎＰ／ＧａＡｓ成長を達成するため通常６８０℃
に維持される。全ての層の成長状況はＡｌＧａＡｓの代
替のＧａＩｎＰ層を除き、一般的に標準ＡｌＧａＡｓ／
ＧａＡｓ構造と同じである。成長は各表面で数秒間中断
され得るがＧａＩｎＰ／ＧａＡｓエミッタ・ベース接合
において典型的に最適化は行われない。二重結晶Ｘ線測
定がＧａＩｎＰとＧａＡｓのラチス・マッチを確定する
のに用いられ得る。
ックで水平な約７６Ｔｏｒｒの低圧においてＭＯＣＶＤ
によって成長し得る。チタン・メチル・ガリウム及びト
リメチル・リンジウムが１００％アルシンで■族ソース
に、■族ソースとしてホスフィンが用いられ得る。ｎ型
不純物及びｐ型不純物はそれぞれジシラン及びカーボン
・テトラコロライドであり得る。基板は典型的に最も近
い（１１０）に対し２度離れて（１００）の方向に向き
ＧａＩｎＰ／ＧａＡｓ成長を達成するため通常６８０℃
に維持される。全ての層の成長状況はＡｌＧａＡｓの代
替のＧａＩｎＰ層を除き、一般的に標準ＡｌＧａＡｓ／
ＧａＡｓ構造と同じである。成長は各表面で数秒間中断
され得るがＧａＩｎＰ／ＧａＡｓエミッタ・ベース接合
において典型的に最適化は行われない。二重結晶Ｘ線測
定がＧａＩｎＰとＧａＡｓのラチス・マッチを確定する
のに用いられ得る。
【００２２】構造の成長に用いられるもう一つの技術は
修正された有機金属モレキュラー・ビーム・エピタクシ
ー（ＭＯＭＢＥ）システムである。元素Ｇａ及びＩｎソ
ースにそった第３ブチルアルシン（ＴＢＡ）及び第３ブ
チルホスフィン（ＴＢＰ）はＧａＡｓ及びＧａＩｎＰの
エピタクシーに用いられ得る。Ｖ族のメタル・アルカイ
ル・プレカーソルは典型的に約７００℃で砕かれる。基
板の温度は名目上５２０℃でＧａＩｎＰエミッタ成長の
間約４８０℃に下げられる。約２分間の成長の中断はＶ
族含有材料間置換に用いられる。成長率は典型的に約
０．８μｍ／ｈｒでIII 、Ｖの割合は約１０以下に維持
される。Ｃ又はＢｅは典型的に本実施例のベース不純物
として用いられる。スペーサ層１１２はエミッタへの高
度にドーピングされたベース層から拡散からベース不純
物を隔離することを促す。成長温度の低さも不純物拡散
を制限する上で重要である。Ｓｉ又はＳｕはＧａＡｓの
ｎ型不純物として典型的に用いられる。Ｓｕは特に１×
１０19ｃｍ3 の高いレベルのドーピングを行いレベルは
Ｓｉの様な従来の不純物では容易に到達し得ない。この
高ドーピングにより接合抵抗が非常に低くなる。しかし
Ｓｉはより安定しており使用可能であれば好ましい不純
物である。
修正された有機金属モレキュラー・ビーム・エピタクシ
ー（ＭＯＭＢＥ）システムである。元素Ｇａ及びＩｎソ
ースにそった第３ブチルアルシン（ＴＢＡ）及び第３ブ
チルホスフィン（ＴＢＰ）はＧａＡｓ及びＧａＩｎＰの
エピタクシーに用いられ得る。Ｖ族のメタル・アルカイ
ル・プレカーソルは典型的に約７００℃で砕かれる。基
板の温度は名目上５２０℃でＧａＩｎＰエミッタ成長の
間約４８０℃に下げられる。約２分間の成長の中断はＶ
族含有材料間置換に用いられる。成長率は典型的に約
０．８μｍ／ｈｒでIII 、Ｖの割合は約１０以下に維持
される。Ｃ又はＢｅは典型的に本実施例のベース不純物
として用いられる。スペーサ層１１２はエミッタへの高
度にドーピングされたベース層から拡散からベース不純
物を隔離することを促す。成長温度の低さも不純物拡散
を制限する上で重要である。Ｓｉ又はＳｕはＧａＡｓの
ｎ型不純物として典型的に用いられる。Ｓｕは特に１×
１０19ｃｍ3 の高いレベルのドーピングを行いレベルは
Ｓｉの様な従来の不純物では容易に到達し得ない。この
高ドーピングにより接合抵抗が非常に低くなる。しかし
Ｓｉはより安定しており使用可能であれば好ましい不純
物である。
【００２３】ここで用いられるＭＯＭＢＥ技術の重要な
利点はメタロガニック・アルカイル及び純元素ソースが
典型的にそれぞれIII 族及びＶ族の元素として用いられ
ていることである。このように成長したエピタキシャル
層は最小楕円欠陥（ウエハ表面上にＧａのクラスタがあ
るときに生じる欠陥）を有する優れた表面形態を示す。
上述の実施例で用いられる材料構造は上述のＭＯＭＢＥ
工程において、又はモレキュラー・ビーム・エピタクシ
ー及び上述の金属酸化化学蒸着のような従来の周知の技
術において成長し得る。
利点はメタロガニック・アルカイル及び純元素ソースが
典型的にそれぞれIII 族及びＶ族の元素として用いられ
ていることである。このように成長したエピタキシャル
層は最小楕円欠陥（ウエハ表面上にＧａのクラスタがあ
るときに生じる欠陥）を有する優れた表面形態を示す。
上述の実施例で用いられる材料構造は上述のＭＯＭＢＥ
工程において、又はモレキュラー・ビーム・エピタクシ
ー及び上述の金属酸化化学蒸着のような従来の周知の技
術において成長し得る。
【００２４】このように、従来ドライ・エッチャントに
よるＧａＩｎＰをドライ・エッチングするのが困難であ
るためにＧａＡｓ／ＧａＩｎＰのエッチングにおけるド
ライ・エッチングが有効ではないこと、及びウェット・
エッチング工程は過度のアンダーカットを生じさせる非
常に小さいデバイスを形成することは出来ないというこ
とは周知であるが、この様な小さなデバイスは残留層
（ＧａＩｎＰによるドライ・エッチャントの反応によっ
て形成される）の問題が適確にアドレスされるならばド
ライ／ウェット・エッチングによって形成され得ること
が分かっている。
よるＧａＩｎＰをドライ・エッチングするのが困難であ
るためにＧａＡｓ／ＧａＩｎＰのエッチングにおけるド
ライ・エッチングが有効ではないこと、及びウェット・
エッチング工程は過度のアンダーカットを生じさせる非
常に小さいデバイスを形成することは出来ないというこ
とは周知であるが、この様な小さなデバイスは残留層
（ＧａＩｎＰによるドライ・エッチャントの反応によっ
て形成される）の問題が適確にアドレスされるならばド
ライ／ウェット・エッチングによって形成され得ること
が分かっている。
【００２５】好ましい実施例がいくつか詳しく記載され
たが、特許請求の範囲によって定められた本発明の範囲
内で上述の実施例とは異なる変更を加えることができる
ことを理解されたい。
たが、特許請求の範囲によって定められた本発明の範囲
内で上述の実施例とは異なる変更を加えることができる
ことを理解されたい。
【００２６】内部および外部接続は、回路その他を介在
する、オーミック、容量、直接又は間接接続でありえ
る。実施は、光ベースまたは他の技術ベースの形式及び
実施例と同様にシリコン、ガリウム・アルセニド、又は
他の電子材料系列の個別部分又は完全集積回路において
企図される。
する、オーミック、容量、直接又は間接接続でありえ
る。実施は、光ベースまたは他の技術ベースの形式及び
実施例と同様にシリコン、ガリウム・アルセニド、又は
他の電子材料系列の個別部分又は完全集積回路において
企図される。
【００２７】本発明は説明用の実施例を参照して説明さ
れたが、本説明が限定的な意味に解釈されることを意図
しているのではない。これら説明用の実施例の種々の変
形及び組合せばかりでなく本発明の他の実施例も、本説
明を参照すればこの技術の分野の習熟者にとって明白で
ある。したがって、添付の特許請求の範囲はあらゆるこ
れらの変形及び組合せを包含することを意図する。
れたが、本説明が限定的な意味に解釈されることを意図
しているのではない。これら説明用の実施例の種々の変
形及び組合せばかりでなく本発明の他の実施例も、本説
明を参照すればこの技術の分野の習熟者にとって明白で
ある。したがって、添付の特許請求の範囲はあらゆるこ
れらの変形及び組合せを包含することを意図する。
【００２８】以上の説明の関して更に次の項を開示す
る。 （１） ＧａＡｓ及びＧａＩｎＰの連続層の一部を除去
する方法であり、前記ＧａＡｓ層上で反応性イオン・エ
ッチングを行い、前記ＧａＩｎＰ層上でウェット・エッ
チングを行い、前記反応性イオン・エッチング及び前記
ウェット・エッチングの結果として形成されたメサが実
質的に垂直な側壁を有し、さらに約３．０μｍ以下の寸
法を有するＧａＩｎＰ／ＧａＡｓ構造が形成され得る工
程を含む方法。
る。 （１） ＧａＡｓ及びＧａＩｎＰの連続層の一部を除去
する方法であり、前記ＧａＡｓ層上で反応性イオン・エ
ッチングを行い、前記ＧａＩｎＰ層上でウェット・エッ
チングを行い、前記反応性イオン・エッチング及び前記
ウェット・エッチングの結果として形成されたメサが実
質的に垂直な側壁を有し、さらに約３．０μｍ以下の寸
法を有するＧａＩｎＰ／ＧａＡｓ構造が形成され得る工
程を含む方法。
【００２９】（２） 第１項に記載の方法においてさら
に、前記ＧａＩｎＰ層表面で前記反応性イオン・エッチ
ングを中断し、前記ＧａＩＰによる前記反応性イオン・
エッチングに用いられるプラズマの反応剤の前記反応
が、前記ＧａＩｎＰ層のエッチングを中断する残留物層
を形成し、前記残留物層をイオン・ミリングし、ＨＦを
含む溶液で前記ＧａＩｎＰ層上でクリーンアップ・エッ
チングを行う工程を含む方法。
に、前記ＧａＩｎＰ層表面で前記反応性イオン・エッチ
ングを中断し、前記ＧａＩＰによる前記反応性イオン・
エッチングに用いられるプラズマの反応剤の前記反応
が、前記ＧａＩｎＰ層のエッチングを中断する残留物層
を形成し、前記残留物層をイオン・ミリングし、ＨＦを
含む溶液で前記ＧａＩｎＰ層上でクリーンアップ・エッ
チングを行う工程を含む方法。
【００３０】（３） 第１項に記載の方法においてさら
に、前記ＧａＡｓ層および前記ＧａＩｎＰ層との間にＡ
ｌＧａＡｓ層を介在させ、前記反応性イオン・エッチン
グが前記ＡｌＧａＡｓ上で中断され、ウェット・エッチ
ングで前記ＡｌＧａＡｓを除去する工程を含む方法。
に、前記ＧａＡｓ層および前記ＧａＩｎＰ層との間にＡ
ｌＧａＡｓ層を介在させ、前記反応性イオン・エッチン
グが前記ＡｌＧａＡｓ上で中断され、ウェット・エッチ
ングで前記ＡｌＧａＡｓを除去する工程を含む方法。
【００３１】（４） 第１項に記載の方法においてさら
に、前記ＧａＩｎＰ層が晒される前に前記反応性イオン
・エッチングを中断し、ＧａＡｓの薄膜が前記ＧａＩｎ
Ｐ層上部に残され、Ｈ2 Ｏ2 を含むエッチング溶液で前
記ＧａＡｓ層の薄膜をエッチングする工程を含む方法。
に、前記ＧａＩｎＰ層が晒される前に前記反応性イオン
・エッチングを中断し、ＧａＡｓの薄膜が前記ＧａＩｎ
Ｐ層上部に残され、Ｈ2 Ｏ2 を含むエッチング溶液で前
記ＧａＡｓ層の薄膜をエッチングする工程を含む方法。
【００３２】（５） 第４項に記載の方法において、前
記エッチング溶液はさらに酸を含む方法。
記エッチング溶液はさらに酸を含む方法。
【００３３】（６） 第５項に記載の方法においてさら
に、前記酸はＨ2 ＳＯ4 である方法。
に、前記酸はＨ2 ＳＯ4 である方法。
【００３４】（７） 第４項に記載の方法において、前
記エッチング溶液はさらにベースを含む方法。
記エッチング溶液はさらにベースを含む方法。
【００３５】（８） 第１項に記載の方法において、Ｂ
Ｃｌ3 ＋ＳＦ6 は前記反応性イオン・エッチングの反応
剤である方法。
Ｃｌ3 ＋ＳＦ6 は前記反応性イオン・エッチングの反応
剤である方法。
【００３６】（９） 第１項に記載の方法において、前
記ウェット・エッチングはエッチャントとしてＨＣｌで
行われる方法。
記ウェット・エッチングはエッチャントとしてＨＣｌで
行われる方法。
【００３７】（１０） 第１項に記載の方法において、
前記ウェット・エッチングはＨＣｌ：Ｈ3 ＰＯ4 （容積
比３：１）で行われる方法。
前記ウェット・エッチングはＨＣｌ：Ｈ3 ＰＯ4 （容積
比３：１）で行われる方法。
【００３８】（１１） 第１項に記載の方法において、
前記ＧａＩｎＰはＧａx Ｉｎ1-x Ｐであり、ｘは約０．
４８から０．５３の範囲である方法。
前記ＧａＩｎＰはＧａx Ｉｎ1-x Ｐであり、ｘは約０．
４８から０．５３の範囲である方法。
【００３９】（１２） ヘテロ接合バイポーラ・トラン
ジスタを形成する方法において、材料構造を形成し、前
記材料構造はＧａＡｓエミッタ・キャップ層と、ＧａＩ
ｎＰエミッタ層と、ベース層と、コレクタ層と、サブコ
レクタ層とを含み、エミッタ接合を形成するよう前記エ
ミッタ・キャップ層上にパターン化された金属を被着
し、前記パターン化された金属によって覆われていない
前記材料構造の部分を除去するよう前記エミッタ・キャ
ップ層上で反応性イオン・エッチングを行い、前記パタ
ーン化された金属で覆われていない前記材料構造の前記
部分から前記ＧａＩｎＰ層を除去するウェット・エッチ
ングを行ってエミッタ・メサを形成し前記ベース層をさ
らし、前記ベース層の上にベース接合を被着し、前記エ
ミッタ・メサの周りの部分から前記ベース層をエッチン
グしてベース・メサを形成し、前記コレクタ層を介し前
記サブコレクタ層へエッチングし、前記サブコレクタ層
上にコレクタ接合を被着する工程を含む方法。
ジスタを形成する方法において、材料構造を形成し、前
記材料構造はＧａＡｓエミッタ・キャップ層と、ＧａＩ
ｎＰエミッタ層と、ベース層と、コレクタ層と、サブコ
レクタ層とを含み、エミッタ接合を形成するよう前記エ
ミッタ・キャップ層上にパターン化された金属を被着
し、前記パターン化された金属によって覆われていない
前記材料構造の部分を除去するよう前記エミッタ・キャ
ップ層上で反応性イオン・エッチングを行い、前記パタ
ーン化された金属で覆われていない前記材料構造の前記
部分から前記ＧａＩｎＰ層を除去するウェット・エッチ
ングを行ってエミッタ・メサを形成し前記ベース層をさ
らし、前記ベース層の上にベース接合を被着し、前記エ
ミッタ・メサの周りの部分から前記ベース層をエッチン
グしてベース・メサを形成し、前記コレクタ層を介し前
記サブコレクタ層へエッチングし、前記サブコレクタ層
上にコレクタ接合を被着する工程を含む方法。
【００４０】（１３） 第１２項に記載の方法において
さらに、前記ＧａＩｎＰ層の表面で前記反応性イオン・
エッチングを中断し、前記ＧａＩｎＰによる前記反応性
イオン・エッチングに用いられるプラズマの反応剤の前
記反応が、前記ＧａＩｎＰ層のエッチングを中断する残
留物層を形成し、前記残留物層をイオン・ミリングし、
ＨＦを含む溶液で前記ＧａＩｎＰ層上でクリーンアップ
・エッチングを行う工程を含む方法。
さらに、前記ＧａＩｎＰ層の表面で前記反応性イオン・
エッチングを中断し、前記ＧａＩｎＰによる前記反応性
イオン・エッチングに用いられるプラズマの反応剤の前
記反応が、前記ＧａＩｎＰ層のエッチングを中断する残
留物層を形成し、前記残留物層をイオン・ミリングし、
ＨＦを含む溶液で前記ＧａＩｎＰ層上でクリーンアップ
・エッチングを行う工程を含む方法。
【００４１】（１４） 第１２項に記載の方法において
さらに、前記ＧａＡｓ層およびＧａＩｎＰ層との間にＡ
ｌＧａＡｓ層を介在配置し、前記反応性イオン・エッチ
ングが前記ＡｌＧａＡｓ上で中断され、ウェット・エッ
チングで前記ＡｌＧａＡｓが除去される工程を含む方
法。
さらに、前記ＧａＡｓ層およびＧａＩｎＰ層との間にＡ
ｌＧａＡｓ層を介在配置し、前記反応性イオン・エッチ
ングが前記ＡｌＧａＡｓ上で中断され、ウェット・エッ
チングで前記ＡｌＧａＡｓが除去される工程を含む方
法。
【００４２】（１５） 第１２項に記載の方法において
さらに、前記ＧａＩｎＰ層が晒される前に前記反応性イ
オン・エッチングを中断し、ＧａＡｓの薄膜が前記Ｇａ
ＩｎＰ層上部に残され、Ｈ2 Ｏ2 を含む溶液でＧａＡｓ
層の前記薄膜をエッチングする工程を含む方法。
さらに、前記ＧａＩｎＰ層が晒される前に前記反応性イ
オン・エッチングを中断し、ＧａＡｓの薄膜が前記Ｇａ
ＩｎＰ層上部に残され、Ｈ2 Ｏ2 を含む溶液でＧａＡｓ
層の前記薄膜をエッチングする工程を含む方法。
【００４３】（１６） 第１５項に記載の方法におい
て、前記エッチング溶液はさらに酸を含む方法。
て、前記エッチング溶液はさらに酸を含む方法。
【００４４】（１７） 第１６項に記載の方法でさら
に、前記酸はＨ2 ＳＯ4 である方法。
に、前記酸はＨ2 ＳＯ4 である方法。
【００４５】（１８） 第１５項に記載の方法におい
て、前記エッチング溶液はさらにベースを含む方法。
て、前記エッチング溶液はさらにベースを含む方法。
【００４６】（１９） 第１２項に記載の方法におい
て、ＢＣｌ3 ＋ＳＦ6 は前記反応性イオン・エッチング
の反応剤である方法。
て、ＢＣｌ3 ＋ＳＦ6 は前記反応性イオン・エッチング
の反応剤である方法。
【００４７】（２０） 第１２項に記載の方法におい
て、前記ウェット・エッチングはエッチャントとしてＨ
Ｃｌで行われる方法。
て、前記ウェット・エッチングはエッチャントとしてＨ
Ｃｌで行われる方法。
【００４８】（２１） 第１２項に記載の方法におい
て、前記ウェット・エッチングはＨＣｌ：Ｈ3 ＰＯ
4 （容積比３：１）で行われる方法。
て、前記ウェット・エッチングはＨＣｌ：Ｈ3 ＰＯ
4 （容積比３：１）で行われる方法。
【００４９】（２２） 第１２項に記載の方法におい
て、前記ＧａＩｎＰはＧａx Ｉｎ1-xＰであり、ｘは約
０．４８から０．５３の範囲である方法。
て、前記ＧａＩｎＰはＧａx Ｉｎ1-xＰであり、ｘは約
０．４８から０．５３の範囲である方法。
【００５０】（２３） 半導体装置において、ＧａＩｎ
Ｐ層及びＧａＩｎＰ層の頂部のＧａＡｓ層を含むメサに
おいて、該メサの幅及び長さが約３．０μｍ以下である
ことを含む装置。
Ｐ層及びＧａＩｎＰ層の頂部のＧａＡｓ層を含むメサに
おいて、該メサの幅及び長さが約３．０μｍ以下である
ことを含む装置。
【００５１】（２４） 第２３項に記載の半導体装置に
おいて、前記メサがヘテロ接合バイポーラ・トランジス
タのエミッタ・メサである装置。
おいて、前記メサがヘテロ接合バイポーラ・トランジス
タのエミッタ・メサである装置。
【００５２】（２５） 第２３項に記載の半導体装置に
おいて、前記ＧａＩｎＰ層がヘテロ接合バイポーラ・ト
ランジスタのエミッタ層であり、該トランジスタはＧａ
Ａｓのベース層、及びＧａＩｎＰのコレクタ層をさらに
含み、前記ヘテロ接合バイポーラ・トランジスタがベー
ス・エミッタ及びベース・コレクタとの接合でヘテロ接
合を含む半導体装置。
おいて、前記ＧａＩｎＰ層がヘテロ接合バイポーラ・ト
ランジスタのエミッタ層であり、該トランジスタはＧａ
Ａｓのベース層、及びＧａＩｎＰのコレクタ層をさらに
含み、前記ヘテロ接合バイポーラ・トランジスタがベー
ス・エミッタ及びベース・コレクタとの接合でヘテロ接
合を含む半導体装置。
【００５３】（２６） 本発明の一形式においてＧａＡ
ｓ３４及びＧａＩｎＰ３２の連続層一部を除去する方法
において、前記方法はＧａＡｓ層上で異方性反応性イオ
ン・エッチングを行い、ＧａＩｎＰ層上で等方性ウェッ
ト・エッチングを行い、反応性イオン・エッチング及び
ウェット・エッチングの結果として形成されたメサが実
質的に垂直な側壁を有し、さらに約３．０μｍ以下の寸
法を有するＧａＩｎＰ／ＧａＡｓ構造が形成され得る工
程を含む方法を開示する。
ｓ３４及びＧａＩｎＰ３２の連続層一部を除去する方法
において、前記方法はＧａＡｓ層上で異方性反応性イオ
ン・エッチングを行い、ＧａＩｎＰ層上で等方性ウェッ
ト・エッチングを行い、反応性イオン・エッチング及び
ウェット・エッチングの結果として形成されたメサが実
質的に垂直な側壁を有し、さらに約３．０μｍ以下の寸
法を有するＧａＩｎＰ／ＧａＡｓ構造が形成され得る工
程を含む方法を開示する。
【図１】第１の好ましい実施例の工程における材料構造
の断面図を示す。
の断面図を示す。
【図２】第１の好ましい実施例の工程における材料構造
の断面図を示す。
の断面図を示す。
【図３】第１の好ましい実施例の工程における材料構造
の断面図を示す。
の断面図を示す。
【図４】第１の好ましい実施例の工程における材料構造
の断面図を示す。
の断面図を示す。
【図５】第１の好ましい実施例の工程における材料構造
の断面図を示す。
の断面図を示す。
【図６】第２の好ましい実施例の工程における材料構造
の断面図を示す。
の断面図を示す。
【図７】第２の好ましい実施例の工程における材料構造
の断面図を示す。
の断面図を示す。
【図８】その他の好ましい実施例の工程における材料構
造の断面図を示す。
造の断面図を示す。
【図９】その他の好ましい実施例の工程における材料構
造の断面図を示す。
造の断面図を示す。
【図１０】その他の好ましい実施例の工程における材料
構造の断面図を示す。
構造の断面図を示す。
【図１１】その他の好ましい実施例の工程における材料
構造の断面図を示す。
構造の断面図を示す。
【図１２】その他の好ましい実施例の工程における材料
構造の断面図を示す。
構造の断面図を示す。
【図１３】第１の好ましい実施例に用いられる材料構造
の変形を示す。
の変形を示す。
【図１４】第１のヘテロ接合バイポーラ・トランジスタ
の断面図。
の断面図。
【図１５】第２のヘテロ接合バイポーラ・トランジスタ
の断面図。
の断面図。
【図１６】ＤＨＢＴ構造の断面図を示す。
３０ ＧａＡｓ層 ３２ ＧａＩｎＰ層 ３４ ＧａＡｓ層 ３６ マスク・パターン層
フロントページの続き (72)発明者 ティモシー エス．ヘンダーソン アメリカ合衆国テキサス州リチャードソ ン，イー．プレーリヘー クリーク 2210 (72)発明者 ダレル ジー．ヒル アメリカ合衆国テキサス州プラノ，キャラ ウエイ ドライブ 1517
Claims (2)
- 【請求項１】 ＧａＡｓ及びＧａＩｎＰの連続層の一部
を除去する方法であり、 前記ＧａＡｓ層上で反応性イオン・エッチングを行い、 前記ＧａＩｎＰ層上でウェット・エッチングを行い、前
記反応性イオン・エッチング及び前記ウェット・エッチ
ングの結果として形成されたメサが実質的に垂直な側壁
を有し、さらに約３．０μｍ以下の寸法を有するＧａＩ
ｎＰ／ＧａＡｓ構造が形成され得る工程を含む方法。 - 【請求項２】 半導体装置において、 ＧａＩｎＰ層及びＧａＩｎＰ層の頂部のＧａＡｓ層を含
むメサにおいて、該メサの幅及び長さが約３．０μｍ以
下であることを含む半導体装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US07/999,072 US5330932A (en) | 1992-12-31 | 1992-12-31 | Method for fabricating GaInP/GaAs structures |
| US999072 | 1992-12-31 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH077015A true JPH077015A (ja) | 1995-01-10 |
Family
ID=25545861
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5336035A Pending JPH077015A (ja) | 1992-12-31 | 1993-12-28 | ＧａＡｓ／ＧａＩｎＰ構造を含む半導体装置及びその形成方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5330932A (ja) |
| JP (1) | JPH077015A (ja) |
Families Citing this family (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0653538A (ja) * | 1992-07-28 | 1994-02-25 | Toshiba Corp | 半導体受光素子 |
| FR2697945B1 (fr) * | 1992-11-06 | 1995-01-06 | Thomson Csf | Procédé de gravure d'une hétérostructure de matériaux du groupe III-V. |
| US6159816A (en) * | 1994-08-09 | 2000-12-12 | Triquint Semiconductor Texas, Inc. | Method of fabricating a bipolar transistor |
| US5572049A (en) * | 1995-04-14 | 1996-11-05 | Hughes Aircraft Company | Multi-layer collector heterojunction transistor |
| EP1034569A2 (en) * | 1997-11-26 | 2000-09-13 | The Whitaker Corporation | IN x?Ga 1-x?P STOP-ETCH LAYER FOR SELECTIVE RECESS OF GALLIUM ARSENIDE-BASED EPTITAXIAL FIELD EFFECT TRANSISTORS AND PROCESS THEREFOR |
| US6242293B1 (en) | 1998-06-30 | 2001-06-05 | The Whitaker Corporation | Process for fabricating double recess pseudomorphic high electron mobility transistor structures |
| US6060402A (en) * | 1998-07-23 | 2000-05-09 | The Whitaker Corporation | Process for selective recess etching of epitaxial field effect transistors with a novel etch-stop layer |
| US6307221B1 (en) | 1998-11-18 | 2001-10-23 | The Whitaker Corporation | InxGa1-xP etch stop layer for double recess pseudomorphic high electron mobility transistor structures |
| US20040092511A1 (en) * | 1999-12-10 | 2004-05-13 | Billstein Stephan Anthony | Pharmaceutical combinations and their use in treating gastrointestinal and abdominal viscera disorders |
| US6674103B2 (en) * | 2000-07-31 | 2004-01-06 | The Regents Of The University Of California | HBT with nitrogen-containing current blocking base collector interface and method for current blocking |
| US6703638B2 (en) | 2001-05-21 | 2004-03-09 | Tyco Electronics Corporation | Enhancement and depletion-mode phemt device having two ingap etch-stop layers |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3972770A (en) * | 1973-07-23 | 1976-08-03 | International Telephone And Telegraph Corporation | Method of preparation of electron emissive materials |
| US4596069A (en) * | 1984-07-13 | 1986-06-24 | Texas Instruments Incorporated | Three dimensional processing for monolithic IMPATTs |
| JPS61198776A (ja) * | 1985-02-28 | 1986-09-03 | Fujitsu Ltd | ヘテロ接合バイポ−ラトランジスタおよびその製造方法 |
| DE69031415T2 (de) * | 1989-10-31 | 1998-04-02 | Furukawa Electric Co Ltd | Halbleiterlaser-Elemente und Verfahren zu ihrer Herstellung |
| FR2667724B1 (fr) * | 1990-10-09 | 1992-11-27 | Thomson Csf | Procede de realisation des metallisations d'electrodes d'un transistor. |
| US5077231A (en) * | 1991-03-15 | 1991-12-31 | Texas Instruments Incorporated | Method to integrate HBTs and FETs |
-
1992
- 1992-12-31 US US07/999,072 patent/US5330932A/en not_active Expired - Lifetime
-
1993
- 1993-12-28 JP JP5336035A patent/JPH077015A/ja active Pending
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5330932A (en) | 1994-07-19 |
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