JPH0828377B2 - Bipolar transistor manufacturing method - Google Patents

Bipolar transistor manufacturing method

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JPH0828377B2
JPH0828377B2 JP21801189A JP21801189A JPH0828377B2 JP H0828377 B2 JPH0828377 B2 JP H0828377B2 JP 21801189 A JP21801189 A JP 21801189A JP 21801189 A JP21801189 A JP 21801189A JP H0828377 B2 JPH0828377 B2 JP H0828377B2
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collector
base
layer
electrode
emitter
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貴司 廣瀬
雅紀 稲田
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、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
るものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of manufacturing a bipolar transistor which can be used as a semiconductor device excellent in high speed performance and high frequency characteristics required for advanced information processing and communication systems. .

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
る。これらを達成すべく、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る。特に、エミッタの
バンドギャップ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)は、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ができ、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
されている。
2. Description of the Related Art With the development of the advanced information society in recent years, higher frequencies and higher densities in the communication field and higher speeds and higher capacities in the information processing field are increasingly required. In order to achieve these, research and development for reducing the resistance component and the capacitance component of the semiconductor element and improving the performance such as high speed and high integration are being actively conducted. In particular, a bipolar transistor using a heterojunction whose emitter bandgap is larger than the base (heterojunction bipolar transistor) can reduce the base resistance and the capacitance between the base and the emitter without lowering the current gain. It is attracting attention as a semiconductor device that enables

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る。
Hereinafter, a conventional method for manufacturing a bipolar transistor will be described with reference to the drawings.

第2図(a),(b),(c)および第3図(a),
(b),(c)は、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る。
2 (a), (b), (c) and FIG. 3 (a),
(B) and (c) are structural sectional views showing a conventional method for manufacturing a bipolar transistor.

第2図(a),(b),(c)において、1は半導体
装置の基板となる半絶縁性基板、2はエミッタの引き出
し層となるエミッタコンタクト層、3はベース層4より
バンドギャップの大きな材料からなるエミッタ層、5は
コレクタ層、6は前記コレクタ層5とコレクタ電極11と
の接触抵抗を下げるためのコレクタキャップ層、7はイ
オンビーム8により外部ビーム領域9および高抵抗領域
10を選択的に形成するためのコネクタマスクパターン、
12、13はそれぞれエミッタ電極、ベース電極である。
In FIGS. 2A, 2 </ b> B, and 2 </ b> C, 1 is a semi-insulating substrate that serves as a substrate of a semiconductor device, 2 is an emitter contact layer that serves as an emitter extraction layer, and 3 is a bandgap from the base layer 4. An emitter layer made of a large material, 5 is a collector layer, 6 is a collector cap layer for reducing the contact resistance between the collector layer 5 and the collector electrode 11, and 7 is an external beam region 9 and a high resistance region by an ion beam 8.
Connector mask pattern for selectively forming 10,
12 and 13 are an emitter electrode and a base electrode, respectively.

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、以下に説明する。
A conventional method for manufacturing a bipolar transistor having the above structure will be described below as a first conventional example.

まず、GaAsからなる半絶縁性基板1上に、高濃度n型
GaAsからなるエミッタコンタクト層2と、N型Al0.3Ga
0.7Asからなるエミッタ層3と、高濃度p型GaAsからな
るベース層4と、n型GaAsからなるコレクタ層55と、高
濃度n型GaAsからなるコレクタキャップ層6とを形成す
る。次にコレクタ領域を決定するコレクタマスクパター
ン7を形成後、ベリリュウムおよび酸素からなるイオン
ビーム8の選択イオン注入を前記コレクタマスクパター
ン7を用いて行い(第2図(a))、コレクタマスクパ
ターン7を除去後、アニールを行うことにより前記ベリ
リュウムが注入された高濃度p型の外部ベース領域9な
らびに前記酸素が注入された高抵抗領域10を形成する。
次に、ベースおよびエミッタの電極を形成するためのウ
エットエッチングを行った後(第2図(b))、前記エ
ミッタコンタクト層2上、前記外部ベース領域9上なら
びに前記コレクタキャップ層6上にそれぞれエミッタ電
極12、ベース電極13ならびにコレクタ電極11を形成し、
バイポーラトランジスタが完成する(第2図(c))。
(例えば、足立ら著、ジ インスティテュウト オブ
エレクトリカル アンド エレクトロニクス エンジイ
アーズ、エレクトロン デバイス レターズ、第EDL−
7巻、1号、第32頁〜第34頁、1986年(IEEE Electron
Device Letters,Vol.EDL−7,No.1,pp32〜34(198
6))参照)。
First, on a semi-insulating substrate 1 made of GaAs, a high concentration n-type
GaAs emitter contact layer 2 and N-type Al 0.3 Ga
An emitter layer 3 made of 0.7 As, a base layer 4 made of high-concentration p-type GaAs, a collector layer 55 made of n-type GaAs, and a collector cap layer 6 made of high-concentration n-type GaAs are formed. Next, after forming a collector mask pattern 7 for determining a collector region, selective ion implantation of an ion beam 8 composed of beryllium and oxygen is performed using the collector mask pattern 7 (FIG. 2A), and the collector mask pattern 7 is formed. After the removal, the beryllium-implanted high-concentration p-type external base region 9 and the oxygen-implanted high-resistance region 10 are formed by annealing.
Then, after performing wet etching for forming electrodes of the base and the emitter (FIG. 2 (b)), the emitter contact layer 2, the external base region 9 and the collector cap layer 6 are respectively etched. Forming an emitter electrode 12, a base electrode 13 and a collector electrode 11,
A bipolar transistor is completed (Fig. 2 (c)).
(For example, Adachi et al., The Institute of
Electrical and Electronics Engineers, Electron Device Letters, EDL-
Volume 7, Issue 1, pages 32-34, 1986 (IEEE Electron
Device Letters, Vol.EDL-7, No.1, pp32-34 (198
See 6))).

以上のように、コレクタマスクパターン7を用いた選
択イオン注入を行うことにより、自己整合でコレクタ領
域に対し近接して外部ベース領域9および高抵抗領域10
を形成することができる。前記高抵抗領域10により、外
部ベース領域9直下でのベース電流が抑制されるととも
にベース・エミッタ間容量が低減され、また低抵抗であ
る外部ベース領域9により、ベースの寄生抵抗が低減さ
れ、半導体素子の高速化等の性能向上が期待される。
As described above, by performing selective ion implantation using the collector mask pattern 7, the external base region 9 and the high resistance region 10 are self-aligned and close to the collector region.
Can be formed. The high resistance region 10 suppresses the base current immediately below the external base region 9 and reduces the base-emitter capacitance, and the low resistance external base region 9 reduces the parasitic resistance of the base. It is expected that the performance will be improved by increasing the speed of the device.

次に、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
い、以下に説明する。
Next, a second conventional example of a conventional method for manufacturing a bipolar transistor will be described below with reference to FIGS. 3 (a), (b) and (c).

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板、52はエミッタの引き出
し層となるエミッタコンタクト層、53はベース層54より
バントギャップの大きな材料からなるエミッタ層、53a
は前記エミッタ層53の外部を高抵抗化した高抵抗領域、
55はコレクタ層、56は前記コレクタ層55とコレクタ電極
57との接触抵抗を下げるためのコレクタキャップ層、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上ならびに前記コ
レクタ電極57上に形成されたベース電極金属、62はベー
ス領域形成のための絶縁領域、63はエミッタ電極であ
る。
In FIGS. 3A, 3B, and 3C, 51 is a semi-insulating substrate that serves as a substrate of a semiconductor device, 52 is an emitter contact layer that serves as an emitter extraction layer, and 53 is a bandgap that is closer to the base layer than the base layer. 53a, an emitter layer made of a large material
Is a high resistance region in which the outside of the emitter layer 53 has a high resistance,
55 is a collector layer, 56 is the collector layer 55 and collector electrode
57 Collector cap layer to reduce contact resistance with 57, 58
Is a sidewall film for forming the base electrode 60 by pattern inversion using the resist pattern 59, 61 is the base electrode
A base electrode metal is formed on the resist pattern 59 and the collector electrode 57 when forming 60, 62 is an insulating region for forming a base region, and 63 is an emitter electrode.

まず、GaAsからなる半絶縁性基板51上に、高濃度n型
GaAsからなるエミッタコンタクト層52と、N型Al0.3Ga
0.7Asからなるエミッタ層53と、高濃度p型GaAsからな
るベース層54と、n型GaAsからなるコレクタ層55と、高
濃度n型GaAsからなるコレクタキャップ層56とを形成
後、前記コレクタキャップ層56上にコレクタ電極57を形
成し、前記コレクタ電極57をマスクとして、エッチング
によりコネクタメサを、さらにイオン注入により高抵抗
領域53aを形成する。次に、前記コレクタ電極57および
前記コレム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後、ドライエッチングにより
前記コレクタ電極57および前記側壁膜58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をエッチング除去後、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、前記コレクタ電極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))。
First, a high-concentration n-type is formed on a semi-insulating substrate 51 made of GaAs.
GaAs emitter contact layer 52 and N-type Al 0.3 Ga
After forming an emitter layer 53 made of 0.7 As, a base layer 54 made of high-concentration p-type GaAs, a collector layer 55 made of n-type GaAs, and a collector cap layer 56 made of high-concentration n-type GaAs, the collector cap is formed. A collector electrode 57 is formed on the layer 56, a connector mesa is formed by etching, and a high resistance region 53a is formed by ion implantation using the collector electrode 57 as a mask. Next, after forming a side wall film 58 on the side surfaces of the collector electrode 57 and the koremutamesa, a resist is applied on the entire surface to be planarized, and then a resist is formed by exposing the upper portions of the collector electrode 57 and the side wall film 58 by dry etching. A pattern 59 is formed (Fig. 3 (a)).
Next, after removing the sidewall film 58 by etching, a metal serving as a base electrode is vapor-deposited on the entire surface, and a base electrode 60 is formed on the base layer 54, and a base electrode is formed on the collector electrode 57 and the resist pattern 59. Metals 61 are respectively formed (FIG. 3 (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を除去した後、ベース領域形成となる絶縁領域62を
マスク(図示せず)を用いたイオン注入法により形成
し、さらに前記エミッタコンタクト層52上にエミッタ電
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))。(例えば、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をコレクタメ
サに対し自己整合で形成することが可能となる。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
向上が期待される。
Next, the base electrode metal 61 on the resist pattern 59 is removed by a lift-off method using the resist pattern 59, and then an insulating region 62 for forming a base region is ion-implanted using a mask (not shown). Then, an emitter electrode 63 is formed on the emitter contact layer 52 to complete a bipolar transistor (FIG. 3 (c)). (For example, Japanese Patent Application No. 63-13809) As described above, by pattern-reversing the side wall film 58 to form the base electrode 60, the base electrode 60 can be formed in self-alignment with the collector mesa. . Therefore, the parasitic resistance is reduced, and it is expected that the performance of the semiconductor device such as speeding up will be improved.

発明が解決しようとする課題 しかしながら、第一の従来例として第2図(a),
(b),(c)に示したような方法では、ベース電極13
の形成が、マスク合わせを必要とする電極金属のリフト
オフ法により行われるので、外部ベース領域9として
は、前記ベース電極13の幅を2μmとしてもマスク合わ
せ余裕を考慮すると幅4μm程度以上必要であり、前記
外部ベース領域9によるベース・エミッタ間寄生容量の
低減が困難であり、さらに前記外部ベース領域9の幅に
相当するコレクタ直下のエミッタ領域からエミッタ電極
12までの距離も4μm程度以上となり、エミッタの寄生
抵抗の低減が困難であるという問題点を有していた。
Problems to be Solved by the Invention However, as a first conventional example, FIG.
In the method shown in (b) and (c), the base electrode 13
Is formed by the lift-off method of the electrode metal which requires mask alignment, the external base region 9 needs to have a width of about 4 μm or more in consideration of the mask alignment margin even if the width of the base electrode 13 is 2 μm. It is difficult to reduce the parasitic capacitance between the base and the emitter by the external base region 9, and the emitter electrode from the emitter region directly below the collector corresponding to the width of the external base region 9
The distance to 12 is also about 4 μm or more, and it is difficult to reduce the parasitic resistance of the emitter.

さらに、第二の従来例として第3図(a),(b),
(c)に示したような方法では、側壁膜58を用いたコレ
クタメサとの自己整合でベース電極60を形成するため、
前記ベース電極60の幅としては1μm程度、また前記ベ
ース電極60と前記コレクアメサとの間隔としては0.2μ
m程度が可能であり、第一の従来例に比べ、より微細化
することが可能である。しかしながら、ベース領域を形
成するにあたり、新たなマスクを設け絶縁領域62を形成
する必要があり、第一の従来例と同様に、外部ベース領
域(第3図中には示していないが、第3図(c)におけ
るベース領域(すなわちベース層54)のうち、コレクタ
層55直下を除いた領域)としては3μm程度以上必要で
あり、ベース・エミッタ間寄生容量の低減が困難であ
る。またこれに伴いコレクタ直下のエミッタ領域からエ
ミッタ電極63までの距離も3μm程度以上となり、エミ
ッタの寄生抵抗の低減が困難であるという問題点を有し
ていた。
Furthermore, as a second conventional example, FIG. 3 (a), (b),
In the method as shown in (c), since the base electrode 60 is formed by self-alignment with the collector mesa using the sidewall film 58,
The width of the base electrode 60 is about 1 μm, and the distance between the base electrode 60 and the collecta mesa is 0.2 μm.
It is possible to achieve about m, and it is possible to further miniaturize the structure as compared with the first conventional example. However, in forming the base region, it is necessary to provide a new mask to form the insulating region 62, and like the first conventional example, the external base region (not shown in FIG. About 3 μm or more is required for the base region (that is, the region excluding the region directly under the collector layer 55) of the base region in FIG. 6C, and it is difficult to reduce the parasitic capacitance between the base and the emitter. Along with this, the distance from the emitter region directly under the collector to the emitter electrode 63 is also about 3 μm or more, and it is difficult to reduce the parasitic resistance of the emitter.

本発明は上記問題点に鑑み、ベース電極の形成を、コ
レクタメサとの自己整合を含むリフトオフ法を行うとと
もに、ベース領域も同時に自己整合で形成することによ
り、素子のさらなり微細化を可能とし、もって寄生容量
ならびに寄生抵抗をより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る。
In view of the above problems, the present invention forms a base electrode by performing a lift-off method including self-alignment with a collector mesa, and at the same time forms a base region by self-alignment, which enables further miniaturization of an element, Accordingly, the present invention provides a method for manufacturing a bipolar transistor capable of further reducing parasitic capacitance and parasitic resistance.

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は、第1導電型のエミッタ層、第
2導電型のベース層および第1導電型のコレクタ層の少
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、コレクタメサ
を形成する工程と、前記コレクタの側壁に側壁膜を形成
し、前記コレクタメサと前記側壁膜とをマスクとして、
エッチングによるベース領域を画定する工程と、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ものである。
Means for Solving the Problems In order to solve the above problems, a method for manufacturing a bipolar transistor according to the present invention includes a first conductivity type emitter layer, a second conductivity type base layer, and a first conductivity type collector layer. In manufacturing a bipolar transistor having a multilayer film structure in which at least three layers are stacked in this order, a step of forming a collector mesa, forming a sidewall film on a sidewall of the collector, and using the collector mesa and the sidewall film as a mask,
The method includes a step of defining a base region by etching, and a step of replacing the side wall film with a base electrode by using a resist having a pattern of a base electrode lead portion.

作用 本発明では、上記した方法によって、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
き、もって高速性等の素子特性を向上させることができ
る。
Effect In the present invention, the parasitic resistance and the parasitic capacitance of the bipolar transistor can be significantly reduced by the above method, and thus the device characteristics such as high speed can be improved.

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
る。
Example Hereinafter, a method for manufacturing a bipolar transistor as an example of the present invention will be described with reference to the drawings.

第1図(a),(b),(c),(d),(e),
(f)は、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る。
1 (a), (b), (c), (d), (e),
(F) is a structural cross-sectional view showing, for each step, a method for manufacturing a bipolar transistor using a heterojunction in one embodiment of the present invention.

第1図(a),(b),(c),(d),(e),
(f)において、21は半導体装置の基板となる半絶縁性
基板、22はエミッタの引き出し層となるエミッタコンタ
クト層、23はベース層24よりバンドギャップの大きな材
料からなるエミッタ層、25はコレクタ層、26は前記コレ
クタ層25とコレクタ電極31との接触抵抗を下げるための
コレクタキャップ層、27はコレクタ領域の形成およびパ
ターン反転により前記コレクタ電極31を形成するための
コレクタマスクパターン、28はイオン注入により形成さ
れた外部ベース領域、29は素子間分離のための絶縁領
域、30は前記コレクタ電極31を形成するための第1のレ
ジストパターン、32は、ベ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34を用いたベース
電極35の形成に用いられる側壁膜、33はエミッタ電極、
35aは前記コレクタ電極31上に形成されたベース電極金
属である。
1 (a), (b), (c), (d), (e),
In (f), 21 is a semi-insulating substrate serving as a substrate of a semiconductor device, 22 is an emitter contact layer serving as an emitter extraction layer, 23 is an emitter layer made of a material having a bandgap larger than that of the base layer 24, and 25 is a collector layer. , 26 is a collector cap layer for reducing the contact resistance between the collector layer 25 and the collector electrode 31, 27 is a collector mask pattern for forming the collector electrode 31 by forming a collector region and pattern inversion, and 28 is ion implantation Formed of the external base region, 29 is an insulating region for element isolation, 30 is a first resist pattern for forming the collector electrode 31, 32 is a second resist pattern formed by base region formation and pattern inversion. A side wall film used for forming the base electrode 35 using the resist pattern 34, 33 is an emitter electrode,
Reference numeral 35a is a base electrode metal formed on the collector electrode 31.

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、以下に説明する。
A method for manufacturing a bipolar transistor using the heterojunction in the embodiment of the present invention configured as described above will be described below.

まず、GaAsからなる半絶縁性基板21上に、高濃度n型
GaAsからなるエミッタコンタクト層22と、N型Al0.3Ga
0.7Asからなるエミッタ層23と、高濃度p型GaAsからな
るベース層24と、n型GaAsからなるコレクタ層25と、高
濃度n型GaAsからなるコレクタキャップ層26とを形成
後、コレクタ領域を決めるコレクタマスクパターン27を
酸化シリコン膜のドライエッチングにより形成する(第
1図(a))。次に前記コレクタマスクパターン27をマ
スクとしたBeの選択イオン注入およびアニールを行い、 前記エミッタ層23の一部をp型として含む外部ベース
領域28を形成後、ウエットエッチングにより前記外部ベ
ース領域28を露呈させコレクタメサを形成し、さらに素
子間分離となる絶縁領域29をイオン注入により形成する
(第1図(b))。次に、レジストのスピンコートによ
る表面平坦化を行った後、ドライエッチングにより前記
コレクタマスクパターン27の上部を露呈させ、ウエット
エッチングにより前記コレクタマスクパターン27を除去
し第1のレジストパターン30とする(第1図(c))。
次に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30を用いたリフトオフ法によりコレクタ
電極31を形成する。次に全面に二酸化シリコン膜を形成
し、異方性ドライエッチングを行なうことにより、前記
コレクタ電極31ならびに前記コレクタメサの側面に前記
酸化シリコン膜からなる側壁膜32を形成し、さらに前記
側壁膜32ならびに上部に前記コレクタ電極31を有する前
記コレクタメサをマスクとし、露呈している前記外部ベ
ース領域28をエッチング除去しベース領域を形成する
(第1図(d))。次にエミッタ電極パターンが開口し
たレジストパターン(図示せず)を用いウエットエッチ
ングにより前記エミッタコンタクト層22を露呈させると
ともにリフトオフ法によりエミッタ電極33を形成する。
次にレジストのスピンコートにより表面平坦化を行った
後、ドライエッ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34を形成する
(第1図(e))。次に、前記側壁膜32をエッチング除
去後全面にベースの電極となる金属を蒸着し、さらに前
記第2のレジストパターン34を用いたリフトオフ法でベ
ース電極35を形成することにより、前記側壁膜32を前記
ベース電極35に置換し、バイポーラトランジスタが完成
する。この時、前記コレクタ電極31上にベース電極金属
35aが形成される(第1図(f))。なお、上述のよう
に、前記側壁膜32のエッチング除去後前記ベース電極35
を形成することを置換と称す。
First, a high-concentration n-type is formed on a semi-insulating substrate 21 made of GaAs.
GaAs emitter contact layer 22 and N-type Al 0.3 Ga
After forming the emitter layer 23 made of 0.7 As, the base layer 24 made of high-concentration p-type GaAs, the collector layer 25 made of n-type GaAs, and the collector cap layer 26 made of high-concentration n-type GaAs, the collector region is formed. A collector mask pattern 27 to be determined is formed by dry etching of a silicon oxide film (FIG. 1 (a)). Then, selective ion implantation of Be and annealing are performed using the collector mask pattern 27 as a mask to form an external base region 28 including a part of the emitter layer 23 as p-type, and then the external base region 28 is wet-etched to form the external base region 28. An exposed collector mesa is formed, and an insulating region 29 for element isolation is formed by ion implantation (FIG. 1 (b)). Next, after the surface is flattened by spin coating of a resist, the upper portion of the collector mask pattern 27 is exposed by dry etching, and the collector mask pattern 27 is removed by wet etching to form a first resist pattern 30 ( FIG. 1 (c)).
Next, a metal to be a collector electrode is vapor-deposited, and a collector electrode 31 is formed by a lift-off method using the first resist pattern 30. Next, a silicon dioxide film is formed on the entire surface, and anisotropic dry etching is performed to form a side wall film 32 made of the silicon oxide film on the side surfaces of the collector electrode 31 and the collector mesa. Using the collector mesa having the collector electrode 31 on the upper portion as a mask, the exposed external base region 28 is removed by etching to form a base region (FIG. 1 (d)). Next, the emitter contact layer 22 is exposed by wet etching using a resist pattern (not shown) having an open emitter electrode pattern, and an emitter electrode 33 is formed by a lift-off method.
Next, after the surface is flattened by spin coating with a resist, a second resist pattern 34 exposing at least the upper portion of the sidewall film 32 is formed by dry etching (FIG. 1 (e)). Next, after removing the sidewall film 32 by etching, a metal to be a base electrode is deposited on the entire surface, and a base electrode 35 is formed by a lift-off method using the second resist pattern 34. Is replaced with the base electrode 35 to complete a bipolar transistor. At this time, the base electrode metal is formed on the collector electrode 31.
35a is formed (FIG. 1 (f)). Note that, as described above, the base electrode 35 after the sidewall film 32 is removed by etching.
Forming is called substitution.

以上のように本実施例によれば、ベース領域ならびに
ベース電極34が、側壁膜32を用いたコレクタメサとの自
己整合で形成されるため、前記ベース領域ならびに前記
ベース電極34を形成するためのマスクが不要であり、外
部ベース領域28の幅として、ほぼ前記ベース電極34と等
しい1μm程度とすることが可能となるとともに、コレ
クタ直下のエミッタ領域からエミッタ電極33までの距離
も、マスク合わせ余裕1μmを考慮して2μm程度とな
り、素子の微細化が可能となる。
As described above, according to the present embodiment, the base region and the base electrode 34 are formed by self-alignment with the collector mesa using the sidewall film 32, so that the mask for forming the base region and the base electrode 34 is formed. Is unnecessary, and the width of the external base region 28 can be set to about 1 μm, which is almost the same as the width of the base electrode 34, and the distance from the emitter region immediately below the collector to the emitter electrode 33 also has a mask alignment margin of 1 μm. Considering this, the size becomes about 2 μm, and the device can be miniaturized.

これらにより、寄生抵抗ならびに寄生容量の低減がな
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る。
As a result, the parasitic resistance and the parasitic capacitance are reduced, the high-speed performance inherent in the bipolar transistor is exhibited, and the device characteristics can be greatly improved.

なお、本実施例ではベース領域の形成を、コレクタメ
サおよび側壁膜32をマスクとした外部ベース領域28のエ
ッチング除去により行ったが、ベース領域の形成は露呈
している前記外部ベース領域28をベース領域として作用
しないようにすればよく、例えば、水素等のイオン注入
により絶縁化してもよい。
In this embodiment, the base region is formed by etching away the external base region 28 using the collector mesa and the sidewall film 32 as a mask, but the base region is formed by exposing the exposed external base region 28 to the base region. It is sufficient to prevent it from acting as, for example, it may be insulated by ion implantation of hydrogen or the like.

また、本実施例では、ベース電極35の形成を、コレク
タ電極31を有するコレクタメサと第2のレジストパター
ン34とをマスクとして行ったが、ベース電極35の形成
は、側壁膜32と置換され、かつ前記コレクタメサと接触
しなければよく、例えば、前記コレクタメサを第1図
(b)において逆メサ形状が充分なものとすれば前記コ
レクタメサ上の前記コレクタ電極31は必要なく、逆メサ
形状が充分な前記コレクタメサと前記第2のレジストパ
ターン34とをマスクとして行ってもよい。
Further, in this embodiment, the base electrode 35 is formed by using the collector mesa having the collector electrode 31 and the second resist pattern 34 as a mask. However, the base electrode 35 is formed by replacing the side wall film 32, and It does not have to be in contact with the collector mesa. For example, if the collector mesa has a sufficient reverse mesa shape in FIG. 1B, the collector electrode 31 on the collector mesa is not necessary, and the collector mesa has a sufficient reverse mesa shape. The collector mesa and the second resist pattern 34 may be used as a mask.

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
方法は、第1導電型のエミッタ層、第2導電型のベース
層および第1導電型のコレクタ層の少なくとも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、コレクタメサを形成する工程
と、前記コレクタメサの側壁に側壁膜を形成し、前記コ
レク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、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る。
As described above, in the method for manufacturing a bipolar transistor of the present invention, at least three layers of the first conductivity type emitter layer, the second conductivity type base layer, and the first conductivity type collector layer are laminated in this order. In manufacturing a bipolar transistor having a multilayer film structure, a step of forming a collector mesa, a step of forming a side wall film on a side wall of the collector mesa, and a step of forming a base region by using the collector mesa and the side wall film as a mask; Is replaced with a base electrode.

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る。
By using the bipolar transistor manufacturing method of the present invention, the parasitic resistance and the parasitic capacitance are reduced, and it is possible to obtain a bipolar transistor having excellent device characteristics such as high-speed performance.

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

第1図(a),(b),(c),(d),(e),
(f)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図、第
2図(a),(b),(c)および第3図(a),
(b),(c)は、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る。 1,21,51……半絶縁性基板、2,22,52……エミッタコンタ
クト層、3,23,53……エミッタ層、4,24,54……ベース
層、5,25,55……コレクタ層、6,26,56……コレクタキャ
ップ層、7,27……コレクタマスクパターン、9,28……外
部ベース領域、10,53a……高抵抗領域、11,31,57……コ
レクタ電極、12,33,63……エミッタ電極、13,35,60……
ベース電極、29,62……絶縁領域、32,58……側壁膜、35
a,61……ベース電極金属。
1 (a), (b), (c), (d), (e),
(F) is a structural cross-sectional view showing each step of the method for manufacturing a bipolar transistor in one embodiment of the present invention, FIGS. 2 (a), (b), (c) and FIG. 3 (a),
(B), (c) is a structural cross-sectional view showing a conventional method of manufacturing a bipolar transistor for each step. 1,21,51 …… Semi-insulating substrate, 2,22,52 …… Emitter contact layer, 3,23,53 …… Emitter layer, 4,24,54 …… Base layer, 5,25,55 …… Collector layer, 6,26,56 …… Collector cap layer, 7,27 …… Collector mask pattern, 9,28 …… External base region, 10,53a …… High resistance region, 11,31,57 …… Collector electrode , 12,33,63 …… Emitter electrode, 13,35,60 ……
Base electrode, 29,62 ... Insulating area, 32,58 ... Side wall film, 35
a, 61 …… Base electrode metal.

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】第1導電型のエミッタ層、第2導電型のベ
ース層および第1導電型のコレクタ層の少なくとも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、コレクタメサを形成する工
程と、前記コレクタメサの側壁に側壁膜を形成し、前記
コレクタメサと前記側壁膜とをマスクとして、エッチン
グによるベース領域を画定する工程と、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. A bipolar transistor having a multi-layer structure in which at least three layers of a first conductivity type emitter layer, a second conductivity type base layer and a first conductivity type collector layer are laminated in this order, and a collector mesa is manufactured. A step of forming a side wall film on the side wall of the collector mesa, defining a base region by etching using the collector mesa and the side wall film as a mask, and using a resist having a pattern of a base electrode extraction part. And a step of replacing the side wall film with a base electrode.
【請求項2】ベース領域をベース層のエッチング除去に
より画定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. A method of manufacturing a bipolar transistor according to claim 1, wherein the base region is defined by etching away the base layer.
【請求項3】ベース領域をベース層へのイオン注入によ
る絶縁化により画定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. The method of manufacturing a bipolar transistor according to claim 1, wherein the base region is defined by insulation by ion implantation into the base layer.
【請求項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 of 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 bandgap larger than that of the base layer.
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