KR100257161B1 - Manufacturing method of heterojunction bipolar transistor - Google Patents

Manufacturing method of heterojunction bipolar transistor Download PDF

Info

Publication number
KR100257161B1
KR100257161B1 KR1019970007632A KR19970007632A KR100257161B1 KR 100257161 B1 KR100257161 B1 KR 100257161B1 KR 1019970007632 A KR1019970007632 A KR 1019970007632A KR 19970007632 A KR19970007632 A KR 19970007632A KR 100257161 B1 KR100257161 B1 KR 100257161B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
emitter
layer
type
type ingaas
ingaas
Prior art date
Application number
KR1019970007632A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR19980072700A (en
Inventor
이준우
Original Assignee
김영환
현대전자산업주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 김영환, 현대전자산업주식회사 filed Critical 김영환
Priority to KR1019970007632A priority Critical patent/KR100257161B1/en
Publication of KR19980072700A publication Critical patent/KR19980072700A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR100257161B1 publication Critical patent/KR100257161B1/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00Semiconductor devices adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching, or capacitors or resistors with at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof  ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66007Multistep manufacturing processes
    • H01L29/66075Multistep manufacturing processes of devices having semiconductor bodies comprising group 14 or group 13/15 materials
    • H01L29/66227Multistep manufacturing processes of devices having semiconductor bodies comprising group 14 or group 13/15 materials the devices being controllable only by the electric current supplied or the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched, e.g. three-terminal devices
    • H01L29/66234Bipolar junction transistors [BJT]
    • H01L29/66242Heterojunction transistors [HBT]
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00Semiconductor devices adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching, or capacitors or resistors with at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof  ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/02Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/06Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape; characterised by the shapes, relative sizes, or dispositions of the semiconductor regions ; characterised by the concentration or distribution of impurities within semiconductor regions
    • H01L29/08Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape; characterised by the shapes, relative sizes, or dispositions of the semiconductor regions ; characterised by the concentration or distribution of impurities within semiconductor regions with semiconductor regions connected to an electrode carrying current to be rectified, amplified or switched and such electrode being part of a semiconductor device which comprises three or more electrodes
    • H01L29/0804Emitter regions of bipolar transistors
    • H01L29/0817Emitter regions of bipolar transistors of heterojunction bipolar transistors

Abstract

PURPOSE: A method for fabricating a heterojunction bipolar transistor is to secure a under-cut portion having a predetermined length in the (011) direction as well as the (011) direction of an N-type InGaAs emitter junction region. CONSTITUTION: An N¬+-type InGaAs sub-collector layer(12), an N¬-type InGaAs collector layer(13), a P¬+-type InGaAs base layer(14), an N¬-type InP emitter layer(15) and an N¬+-type InGaAs emitter junction layer(16) are sequentially grown on an InP semiconductor substrate(11). An emitter metal(17) is formed on the N¬+-type InGaAs emitter junction layer. The N¬+-type InGaAs emitter junction layer is etched using a sulfuric acid containing etchant to expose the N-type InP emitter layer. An exposed N¬-type InP emitter layer is etched using a phosphoric acid containing etchant to expose the P¬+-type InGaAs base layer. The N-type InP emitter layer and the N¬+ type InGaAs emitter junction layer are grown to a thickness range of 1000 angstrom to 1500 angstrom. The emitter metal is formed to a thickness range of 2000 angstrom to 4000 angstrom.

Description

이종접합 바이폴라 트랜지스터의 제조 방법Manufacturing method of heterojunction bipolar transistor

본 발명은 이종접합 바이폴라 트랜지스터의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 황산계열의 식각용액으로 에미터 접촉층을 언더-컷 되도록 식각하여 에미터 전극과 베이스 전극을 전기적으로 분리시킨 이종접합 바이폴라 트랜지스터의 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for manufacturing a heterojunction bipolar transistor, and more particularly, a heterojunction bipolar in which an emitter electrode and a base electrode are electrically separated by etching the emitter contact layer under-cut with an sulfuric acid-based etching solution. A method of manufacturing a transistor.

일반적으로 이종접합 바이폴라 트랜지스터(Heterojunction Bipolar Transistor : 이하, HBT)는 빠른 속도, 고출력, 고효율 및 선형성 등의 우수한 전기적 특성으로 인하여 고속 디지털 회로소자, 초고주파 전력소자 및 선형소자 등으로 각광받고 있다. 이러한 HBT 소자의 특징은 에미터-베이스 접합의 에너지 밴드 갭(energy band gap) 불연속성이 베이승에서 에미터로 주입되는 소수 캐리어를 억제하기 때문에 높은 베이스의 불순물 농도에도 불구하고 에미터 주입 효율을 고 레벨로 유지하는 것이 가능하다는 것이며, 이에 따라, 베이스 폭을 좁게하는 것과 내부 베이스 저항을 낮출수 있는 장점을 지니고 있다. 또한, 종래의 바이폴라 트랜지스터와 비교하여 볼 때, 트랜지스터의 전류 이득과 차단 주파수를 향상시킬 수 있다.BACKGROUND ART In general, heterojunction bipolar transistors (HBTs) have been spotlighted as high-speed digital circuit devices, ultra-high frequency power devices, and linear devices due to their excellent electrical characteristics such as high speed, high power, high efficiency, and linearity. The characteristic of this HBT device is that the energy band gap discontinuity of the emitter-base junction suppresses the minority carriers injected into the emitter at the base, resulting in high emitter implantation efficiency despite high base impurity concentrations. It is possible to maintain the level, which has the advantage of narrowing the base width and lowering the internal base resistance. In addition, compared with the conventional bipolar transistor, the current gain and the cutoff frequency of the transistor can be improved.

상기와 같은 HBT의 제조 방법을 제1도, 제2a도 및 제2b도를 참조하여 설명하면 다음과 같다.The manufacturing method of the HBT as described above will be described with reference to FIGS. 1, 2a, and 2b.

제1도을 참조하면, 통상의 분자선 에피택시법 또는 유기 금속 화합물을 이용하는 화학 기상 증착 방식으로 반절연 InP 기판(1) 상에 N+형의 InGaAs 서브 컬렉터층(2), N형의 InGaAs 컬렉터층(3), P+형의 InGaAs 베이스층(4), N형의 InP 에미터층(5) 및 N+형의 InGaAs 에미터 접촉층(6)을 순차적으로 성장시키고, N+형의 InGaAs 에미터 접촉층(6)상의 중앙에 리프트 오프(lift off) 방법으로 에미터 전극(7)을 형성한다.Referring to FIG. 1, an N + type InGaAs sub-collector layer 2 and an N type InGaAs collector layer on a semi-insulated InP substrate 1 by a conventional molecular beam epitaxy method or a chemical vapor deposition method using an organometallic compound. (3), the P + type InGaAs base layer (4), the N type InP emitter layer (5) and the N + type InGaAs emitter contact layer (6) are grown sequentially, and the N + type InGaAs emitter The emitter electrode 7 is formed in the center on the contact layer 6 by a lift off method.

그런 다음, 도시되지는 않았지만, 에미터 금속(7)을 마스크로 하며, 식각용액으로서는, H3PO4, H2O2및 H2O로 이루어진 인산계열 식각용액을 사용하는 식각 공정을 통해 N형의 InP 에미터층(5)이 노출되도록 N+형의 InGaAs 에미터 접촉층(6)을 선택적으로 식각하고, 이어서, 노출된 InP 에미터층(5)을 HCl과 H3PO4로 이루어진 습식 식각용액으로 식각을 실시하여 P+InGaAs 베이스층(4)을 노출시킨다.Then, although not shown, the emitter metal 7 is used as a mask, and as an etching solution, an etching process using a phosphoric acid-based etching solution composed of H 3 PO 4 , H 2 O 2 and H 2 O is used. The N + type InGaAs emitter contact layer 6 is selectively etched to expose the InP emitter layer 5 of the type, and then the exposed InP emitter layer 5 is wet etched of HCl and H 3 PO 4 . The solution is etched to expose the P + InGaAs base layer 4.

그리고 나서, 통상의 HBT 제조 공정을 실시하여 HBT를 제조한다.Then, an ordinary HBT manufacturing process is performed to produce HBTs.

상기에서, 고성능의 HBT를 제조하기 위해서는 에미터 금속을 마스크로 하여 베이스 금속을 증착하는 자기정렬(Self-align) 공정이 필수적인데, 이러한 자기정렬 공정을 수행하기 위해서는 에미터 금속(7)과 이후에 형성될 베이스 금속이 전기적으로 분리되도록 해야하며, 이를 위해서 에미터 금속(7)을 식각 마스크로 하여 그 하부의 N+형의 InGaAs 에미터 접촉층(6)을 식각할 때, N+형의 InGaAs 에미터 접촉층(6)에 약 0.2㎛ 정도의 언더-컷이 발생되도록 하는 것이 요구된다.In the above, a self-aligning process of depositing a base metal using an emitter metal as a mask is essential for manufacturing a high-performance HBT. To perform the self-aligning process, the emitter metal 7 and then the must so that the base metal is electrically isolated from each other to be formed, to this emitter and the metal (7) as an etch mask when etching the InGaAs emitter contact layer 6 of the lower N + type, of N + type It is required to cause an under-cut of about 0.2 占 퐉 to occur in the InGaAs emitter contact layer 6.

따라서, 종래에는 N+형의 InGaAs 에미터 접촉층(6)에 약 0.2㎛ 정도의 언더-컷을 확보하기 위하여 AlGaAs/GaAs HBT 소자일 경우는 GaAs 에미터층을 반응이온에칭(Reactive Ion Etching: 이하 RIE) 공정으로 소정의 언더-컷 현상을 발생시키지만, InP/InGaAs HBT 소자는 반응이온에칭 공정을 실시하더라도 N+형의 InGaAs 에미터 접촉층(6)의 식각 선택도가 낮기 때문에 언더-컷을 확보하기가 곤란하다. 따라서, 이러한 문제를 해결하기 위해 소정의 인산계열 식각용액을 이용한 습식식각 공정을 통해 N+형의 InGaAs 에미터 접촉층(6)에 언더-컷이 발생되도록 하고 있다.Accordingly, in the case of AlGaAs / GaAs HBT devices, GaAs emitter layers are reactively ion-etched (hereinafter referred to as Reactive Ion Etching) to secure under-cuts of about 0.2 μm in the N + type InGaAs emitter contact layer 6. RIE) process generates a certain under-cut phenomenon, but the InP / InGaAs HBT device has a low etch selectivity due to the low etch selectivity of the N + type InGaAs emitter contact layer 6 even if a reactive ion etching process is performed. Difficult to secure Therefore, in order to solve this problem, under-cutting is generated in the N + type InGaAs emitter contact layer 6 through a wet etching process using a predetermined phosphate etching solution.

그러나, 상기와 같이 종래 기술은 인산계열 식각용액을 사용하여 N+형의 InGaAs 에미터 접촉층을 식각하게 되면, 제2a도에 도시된 바와 같이, N+형의 InGaAs 에미터 접촉층의 결정방향이 [011]인 단면은 역방향 식각이 일어남으로써 원하는 정도의 언더-컷을 확보할 수 있지만, 제2b도에 도시된 바와 같이, [011] 결정 방향으로는 순방향으로 식각이 일어남으로써 언더-컷을 확보하기가 어려우며, 이에 따라, 후속의 베이스 금속이 증착시 에미터 금속과 베이스 금속이 전기적으로 분리되지 않음으로써 HBT 의 제작이 불가능한 문제점이 있었다.However, as described above, when the N + type InGaAs emitter contact layer is etched using a phosphate-based etching solution, the crystal direction of the N + type InGaAs emitter contact layer is shown in FIG. This cross section can secure the desired degree of under-cut by reverse etching, but as shown in FIG. 2B, the under-cut is generated by etching in the forward direction in the crystal direction. It is difficult to secure, and accordingly, there is a problem that the production of HBT is impossible because the emitter metal and the base metal are not electrically separated during subsequent base metal deposition.

또한, N+형의 InGaAs 에미터 접촉층(6)의

Figure kpo00002
결정방향에서도 언더-컷이 발생되도록 과도 식각을 실시할 경우, [011] 결정방향 단면이 지나치게 식각됨으로써 에미터 금속과 베이스 금속이 멀리 떨어지게 되어 베이스 저항이 증가함은 물론 이로 인하여 소자의 성능이 저하되는 문제점이 있었다.In addition, the N + type InGaAs emitter contact layer 6
Figure kpo00002
When the excessive etching is performed so that the under-cut occurs in the crystal direction, too, the cross section of the crystal direction is excessively etched so that the emitter metal and the base metal are far apart, thereby increasing the base resistance and thereby degrading the performance of the device. There was a problem.

따라서, 본 발명은 황산계열의 식각 용액을 사용하여 N+형의 InGaAs 에미터 접촉층을 식각한 후, HCl 및 H3PO4로 이루어진 식각용액으로 N형의 InP 에미터층을 식각함으로써 N+형의 InGaAs 에미터 접촉층의 [011] 결정방향 뿐만 아니라,

Figure kpo00003
방향으로도 소정 길이의 언더-컷을 확보하여 상기와 같은 문제점을 해결할 수 있는 이종접합 바이폴라 트랜지스터 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.Thus, the N + type by the present invention, etching the InP emitter layer of the N type to then use an etching solution of sulfuric acid series etching the InGaAs emitter contact layer of N + type, an etch consisting of HCl and H 3 PO 4 solution In addition to the crystallographic direction of the InGaAs emitter contact layer of
Figure kpo00003
An object of the present invention is to provide a heterojunction bipolar transistor manufacturing method capable of solving the above problems by securing an under-cut of a predetermined length in the direction.

제1도는 종래 기술에 따른 이종접합 바이폴라 트랜지스터의 제조 방법을 설명하기 위한 도면.1 is a view for explaining a method for manufacturing a heterojunction bipolar transistor according to the prior art.

제2a도는 N+형 InGaAs 에미터 접촉층을 식각한 후 [011] 결정방향의 단면상태를 나타낸 도면.Figure 2a is a view showing a cross-sectional state in the crystal direction after etching the N + type InGaAs emitter contact layer.

제2b도는 N+형 InGaAs 에미터 접촉층을 식각한 후 @2 결정방향의 단면상태를 나타낸 도면.Figure 2b is a view showing the cross-sectional state in the @ 2 crystal direction after etching the N + type InGaAs emitter contact layer.

제3도 내지 제5도는 본 발명에 따른 이종접합 바이폴라 트랜지스터의 제조 방법을 설명하기 위한 도면.3 to 5 are views for explaining a method for manufacturing a heterojunction bipolar transistor according to the present invention.

제6도 및 제7도는 N+형 InGaAs 에미터 접촉층을 본 발명에 따른 황산계열의 식각용액을 사용하여 약 60초 동안 식각한 후의 상태를 나타낸 SEM 사진으로서, 제6도는 [011] 결정방향의 단면이고, 제7도는

Figure kpo00001
결정방향의 단면이다.6 and 7 are SEM photographs showing the state after the N + type InGaAs emitter contact layer was etched for about 60 seconds using the sulfuric acid-based etching solution according to the present invention, and FIG. Is a cross-section of Figure 7,
Figure kpo00001
Cross section in the crystal direction.

제8도는 N+형 InGaAs 에미터 접촉층 상에 [011] 방향으로 에미터 전극을 형성한 것을 타나낸 도면.8 is a view showing that an emitter electrode is formed in an [011] direction on an N + type InGaAs emitter contact layer.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

1 : InP 기판 2 : N+형의 InGaAs 서브 컬렉터층1: InP substrate 2: InGaAs sub collector layer of N + type

3 : N형의 InGaAs 컬렉터층 4 : P+InGaAs 베이스층3: N-type InGaAs collector layer 4: P + InGaAs base layer

5 : N형의 InP 에미터층 6 : N+형의 InGaAs 에미터 접촉층5: N-type InP emitter layer 6: N + -type InGaAs emitter contact layer

7 : 에미터 금속 8 : 베이스 금속7: emitter metal 8: base metal

상기와 같은 목적은, InP 기판 상에 N+형의 InGaAs 서브 컬렉터층, N형의 InGaAs 컬렉터층, P+형의 InGaAs 베이스층, N형의 InP 에미터층 및 N+형의 InGaAs 에미터 접촉층을 순차적으로 성장시키는 공정과, 상기 N+형의 InGaAs 에미터 접촉층 상에 에미터 금속을 형성하는 공정과, 상기 N형의 InP 에미터층이 노출 되도록 황산계열의 식각용액을 사용하여 상기 N+형의 InGaAs 에미터 접촉층을 식각하는 공정, 및 상기 P+형의 InGaAs 베이스층이 노출되도록 인산계열의 식각용액을 사용하여 상기 노출된 N형의 InP 에미터층을 식각하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 본 발명에 따른 이종접합 바이폴라 트랜지스터 제조 방법에 의하여 달성된다.Purposes as described above, InP layer-substrate in the N + type InGaAs subcollector, an N-type InGaAs collector layer, a P + type InGaAs base layer, an N-type InP emitter layer and the N + type InGaAs emitter contact layer by the use of the etching solution of the step, a step, a sulfuric acid series such that InP emitter layer is exposed on the N-type to form an emitter metal on the contact InGaAs emitter of said N + type layer grown in sequence the N + Etching the InGaAs emitter contact layer of a type, and etching the exposed N-type InP emitter layer using a phosphate-based etching solution to expose the P + type InGaAs base layer. It is achieved by the heterojunction bipolar transistor manufacturing method according to the present invention.

본 발명에 의하면, 황산계열의 식각용액을 사용하여 N+형의 InGaAs 에미터 접촉층을 식각한 후, 인산계열의 식각용액으로 N형의 InP 에미터층을 식각함으로써, N+형의 InGaAs 에미터 접촉층의 결정방향에 상관없이 소정 길이의 언더-컷을 확보할 수 있다.According to the present invention, an N + type InGaAs emitter contact layer is etched using a sulfuric acid type etching solution, and then an N type InP emitter layer is etched with an phosphate type etching solution to form an N + type InGaAs emitter. An under-cut of a predetermined length can be secured regardless of the crystallization direction of the contact layer.

[실시예]EXAMPLE

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하기로 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

먼저, 제3도에 도시된 바와 같이, 통상의 방법으로 InP 기판(11) 상부에 N+형의 InGaAs 서브 컬렉터층(12), N형의 InGaAs 컬렉터층(13), P+형의 InGaAs 베이스층(14), N형의 InP 에미터층(15) 및 N+형의 InGaAs 에미터 접촉층(16)을 순차적으로 성장시키고, N+형의 InGaAs 에미터 접촉층(16)상에 리프트 오프 방법으로 에미터 금속(17)을 형성한다. 여기서, N형의 InP 에미터층(15) 및 N+형의 InGaAs 에미터 접촉층(16)은 후속의 자기정렬 공정을 용이하게 하기 위하여 각각 1,000 내지 1,500Å 두께로 성장시키며, 제8도에 도시된 바와 같이, 에미터 금속(17)은 N+형의 InGaAs 에미터 접촉층(16) 상에 [011] 방향으로 형성한다.First, as shown in FIG. 3, the N + type InGaAs sub-collector layer 12, the N type InGaAs collector layer 13, and the P + type InGaAs base are mounted on the InP substrate 11 in a conventional manner. A layer 14, an N-type InP emitter layer 15 and an N + -type InGaAs emitter contact layer 16 are sequentially grown, and lift off method on the N + -type InGaAs emitter contact layer 16 The emitter metal 17 is formed. Here, the N-type InP emitter layer 15 and the N + -type InGaAs emitter contact layer 16 are grown to a thickness of 1,000 to 1,500 Å, respectively, to facilitate subsequent self-alignment processes, as shown in FIG. As shown, the emitter metal 17 is formed on the N + type InGaAs emitter contact layer 16 in the direction.

그런 다음, 제4도 및 제5도에 도시된 바와 같이, 소정의 식각용액을 사용하여 N+형의 InGaAs 에미터 접촉층(16)을 식각한다.Then, as shown in FIGS. 4 and 5, the N + type InGaAs emitter contact layer 16 is etched using a predetermined etching solution.

먼저, N형의 InP 에미터층(15)이 노출되도록 에미터 금속(17)을 마스크로 하여 N+형의 InGaAs 에미터 접촉층(16)을 식각한다. 이때, 식각용액으로서는 H2SO4: H2O2: H2O = 1 : 8 : 160인 황산계열의 식각용액을 사용하며, 식각시간은 통상의 InGaAs 두께 식각시간의 1.3 내지 1.5배 정도로 한다. 이 결과, 황산 계열의 용액을 사용하여 식각공정을 수행한 결과 N+형의 InGaAs 에미터 접촉층(16)층은 [011] 결정방향으로 역방향 식각이 일어남으로써 약 0.2㎛ 정도의 언더-컷이 발생되고,

Figure kpo00004
결정방향으로는 순방향 식각이 일어나 약 0.1㎛ 정도의 언더-컷이 발생된다.First, the N + type InGaAs emitter contact layer 16 is etched using the emitter metal 17 as a mask so that the N type InP emitter layer 15 is exposed. In this case, as an etching solution, an sulfuric acid-based etching solution having H 2 SO 4 : H 2 O 2 : H 2 O = 1: 8: 160 is used, and the etching time is about 1.3 to 1.5 times the normal etching time of InGaAs thickness. . As a result, as a result of performing an etching process using a sulfuric acid-based solution, the layer of N + type InGaAs emitter contact layer 16 has an under-cut of about 0.2 μm due to reverse etching in the crystal direction. Generated,
Figure kpo00004
In the crystallization direction, forward etching occurs to produce an undercut of about 0.1 μm.

이어서, HCl : H3PO4= 1 : 4인 인산계열의 식각용액을 사용하여 노출된 N형의 InP 에미터층(15)을 통상의 InP 두께의 식각시간 보다 1.1 내지 1.3배 정도로 크게 하여 식각한다. 이 결과, N형의 InP 에미터층(15)의 [011] 결정방향의 단면은 수직으로 식각되어 약 0.2㎛ 정도의 언더-컷이 유지되고,

Figure kpo00005
결정방향의 단면은 순방향 식각이 일어나 약 0.05㎛의 언더-컷을 확보할 수 있다.Subsequently, the N-type InP emitter layer 15 exposed by using a phosphoric acid-based etching solution of HCl: H 3 PO 4 = 1: 4 is etched to be 1.1 to 1.3 times larger than the etching time of a normal InP thickness. . As a result, the cross section in the crystallographic direction of the N-type InP emitter layer 15 is vertically etched to maintain an under-cut of about 0.2 μm,
Figure kpo00005
The cross section of the crystal direction has a forward etching to secure an undercut of about 0.05 μm.

계속해서, 포토리소그라피, 금속증착 및 리프트 오프 방법을 이용하여 에미터 금속(17)의 상부 및 노출된 P+형의 InGaAs층 상에 자기정렬 공정으로 베이스 금속(18)을 형성한다. 이때, 베이스 금속(18)의 두께는 자기정렬 공정을 실시하기에 용이함은 물론 소자의 특성 등을 고려하여 1,500 내지 2,000Å 두께로 한다.Subsequently, the base metal 18 is formed on the top of the emitter metal 17 and the exposed P + type InGaAs layer by a self-aligning process using photolithography, metal deposition and lift-off methods. At this time, the thickness of the base metal 18 is not only easy to perform a self-aligning process but also 1,500 to 2,000 mm thick in consideration of characteristics of the device.

여기서, 제4도는 상기 공정이 완료된 소자의 [011] 결정방향의 단면이고, 제5도는 [011]결정방향의 단면을 보여주는 도면이다.FIG. 4 is a cross-sectional view of the crystal direction of the device in which the process is completed, and FIG. 5 is a cross-sectional view of the crystal direction.

제6도 및 제7도는 본발명에 따른 N+형의 InGaAs 에미터 접촉층을 황산계열의 식각용액을 사용하여 약 60초 동안 식각한 후의 상태를 나타낸 SEM 사진으로, H2SO4: H2O2: H2O = 1: 8 : 160 인 황산계열의 식각용액을 사용하여 N+형의 InGaAs 에미터 접촉층을 식각할 경우, 제6도에 나타낸 바와같이, [011] 결정방향의 단면은 약 0.2㎛ 정도의 언더-컷이 발생되며, 제7도에 나타낸 바와 같이,

Figure kpo00006
방향의 단면은 약 0.1㎛ 정도의 언더-컷이 발생된다.6 and 7 are SEM images of the N + type InGaAs emitter contact layer according to the present invention after etching for about 60 seconds using an sulfuric acid-based etching solution. H 2 SO 4 : H 2 When etching the N + type InGaAs emitter contact layer using a sulfuric acid etching solution of O 2 : H 2 O = 1: 8: 160, as shown in FIG. Undercut of about 0.2 μm occurs, and as shown in FIG.
Figure kpo00006
The cross section in the direction produces an under-cut of about 0.1 mu m.

따라서, N+형의 InGaAs 에미터 접촉층(16)을 본 발명에 따른 황산계열의 식각용액을 사용하여 식각하게 되면, 그 결정방향에 상관없이 N+형의 InGaAs 에미터 접촉층(16) 및 N형의 에미터층에서 소정 길이의 언더-컷을 얻을 수 있으며, 이에 따라, 고성능의 HBT를 제조할 수 있다.Therefore, when the InGaAs emitter contact layer 16 of the N + type to the etching using an etching solution of sulfuric acid sequence according to the present invention, regardless of the crystal orientation N + type InGaAs emitter contact layer 16 and Under-cuts of a predetermined length can be obtained in the N-type emitter layer, whereby a high performance HBT can be produced.

이상에서 전술된 바와 같이, 본 발명은 황산계열의 식각용액을 사용하여, N+형의 InGaAs 에미터 접촉층을 식각한 후, 인산계열의 식각용액으로 N형의 InP 에미터층을 식각함으로써, N형의 InP 에미터층 및 N+형의 InGaAs 에미터 접촉층의 결정방향에 상관없이 언더-컷을 0.2㎛ 이내로 유지함으로써, 고성능의 이종접합 바이폴라 트랜지스터를 제조할 수 있다. 또한, 산도가 낮은 습식 식각용액을 사용하여 에미터 금속이 받게되는 스트레스를 최소화함으로써 에미터 금속의 필-업(fill-up)현상을 억제하여 공정 수율 및 소자의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.As described above, the present invention, by etching the N + type InGaAs emitter contact layer using a sulfuric acid-based etching solution, by etching the N-type InP emitter layer with a phosphoric acid-based etching solution, N A high performance heterojunction bipolar transistor can be manufactured by keeping the under-cut within 0.2 µm regardless of the crystal directions of the InP emitter layer of the type and the InGaAs emitter contact layer of the N + type. In addition, by using a low acid wet etching solution to minimize the stress to the emitter metal to reduce the fill-up phenomenon of the emitter metal can improve the process yield and device reliability.

한편, 여기에서는 본 발명의 특정 실시예에 대하여 설명하고 도시하였지만, 당업자에 의하여 이에 대한 수정과 변형을 할 수 있다. 따라서, 이하, 특허청구의 범위는 본 발명의 진정한 사상과 범위에 속하는 한 모든 수정과 변형을 포함하는 것으로 이해할 수 있다.Meanwhile, although specific embodiments of the present invention have been described and illustrated, modifications and variations can be made by those skilled in the art. Accordingly, the following claims are to be understood as including all modifications and variations as long as they fall within the true spirit and scope of the present invention.

Claims (9)

반도체 화합물 InP 기판 상에 N+형의 InGaAs 서브 컬렉터층, N형의 InGaAs 컬렉터층, P+형의 InGaAs 베이스층, N형의 InP 에미터층 및 N+형의 InGaAs 에미터 접촉층을 순차적으로 성장시키는 공정과, 상기 N+형의 InGaAs 에미터 접촉층 상에 에미터 금속을 형성하는 공정과, 상기 N형의 InP 에미터층이 노출되도록 황산계열의 식각용액을 사용하여 상기 N+형의 InGaAs 에미터 접촉층을 식각하는 공정, 및 상기 P+형의 InGaAs 베이스층이 노출되도록 인산계열의 식각용액을 사용하여 상기 노출된 N형의 InP 에미터층을 식각하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 이종접합 바이폴라 트랜지스터 제조 방법.An N + type InGaAs sub-collector layer, an N type InGaAs collector layer, a P + type InGaAs base layer, an N type InP emitter layer, and an N + type InGaAs emitter contact layer are sequentially grown on a semiconductor compound InP substrate. step of the N + type InGaAs emitter contact layer onto the emitter by using the etching solution of sulfuric acid series such that exposure step, InP emitter layer of the N type to form a metal wherein the N + type InGaAs emitter of And etching the exposed N-type InP emitter layer using a phosphate-based etching solution to expose the P + -type InGaAs base layer. Method for manufacturing bipolar transistors. 제1항에 있어서, 상기 N형의 InP 에미터층 및 N+형의 InGaAs 에미터 접촉층은 각각 1,000 내지 1,500Å 두께로 성장시키는 것을 특징으로 하는 이종접합 바이폴라 트랜지스터의 제조방법.The method of claim 1, wherein the N-type InP emitter layer and the N + -type InGaAs emitter contact layer are grown to a thickness of 1,000 to 1,500 Å, respectively. 제1항에 있어서, 상기 에미터 금속은 2,000 내지 4,000Å 두께로 형성하는 것을 특징으로 하는 이종접합 바이폴라 트랜지스터의 제조방법.The method of claim 1, wherein the emitter metal is formed to have a thickness of 2,000 to 4,000 kV. 제1항에 있어서, 상기 N+형의 InGaAs 에미터 접촉층을 식각하기 위한 황산계열의 식각용액은 H2SO4: H2O2: H2O = 1 : 8 : 160 인 것을 특징으로 하는 이종접합 바이폴라 트랜지스터의 제조방법.According to claim 1, wherein the etching solution of the sulfuric acid series for etching the N + type InGaAs emitter contact layer is characterized in that H 2 SO 4 : H 2 O 2 : H 2 O = 1: 8: 160. Method of manufacturing a heterojunction bipolar transistor. 제1항 또는 제4항에 있어서, 상기 N+형의 InGaAs 에미터 접촉층의 식각시간은 InGaAs 두께 식각시간의 1.3 내지 1.5배 정도로 실시하는 것을 특징으로 하는 이종접합 바이폴라 트랜지스터의 제조방법.5. The method of claim 1, wherein the etching time of the N + type InGaAs emitter contact layer is about 1.3 to 1.5 times the InGaAs thickness etching time. 6. 제1항에 있어서, 상기 N형의 InP 에미터층을 식각하기 위한 인산계열의 식각용액은 HCl : H3OP4= 1 : 4인 것을 특징으로 하는 이종접합 바이폴라 트랜지스터의 제조방법.The method of claim 1, wherein the phosphate-based etching solution for etching the N-type InP emitter layer is HCl: H 3 OP 4 = 1: 4. 제1항 또는 제6항에 있어서, 상기 N형의 InP 에미터층의 식각시간은 InP 두께 식각시간의 1.1 내지 1.3배 정도로 실시하는 것을 특징으로 하는 이종접합 바이폴라 트랜지스터의 제조방법.The method of manufacturing a heterojunction bipolar transistor according to claim 1 or 6, wherein the etching time of the N-type InP emitter layer is about 1.1 to 1.3 times the etching time of the InP thickness. 제1항에 있어서, 상기 에미터 금속 상부 및 노출된 P+형의 InGaAs 베이스층 상에 자기정렬 공정으로 베이스 금속을 형성한느 공정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이종접합 바이플라 트랜지스터의 제조방법.The method of claim 1, further comprising forming a base metal on the emitter metal and the exposed P + type InGaAs base layer by a self-aligning process. . 제8항에 있어서, 상기 베이스 금속은 1,500 내지 2,000Å 두께로 형성하는 것을 특징으로 하는 이종접합 바이폴라 트랜지스터의 제조방법.9. The method of claim 8, wherein the base metal is formed to a thickness of 1,500 to 2,000 microns.
KR1019970007632A 1997-03-07 1997-03-07 Manufacturing method of heterojunction bipolar transistor KR100257161B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1019970007632A KR100257161B1 (en) 1997-03-07 1997-03-07 Manufacturing method of heterojunction bipolar transistor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1019970007632A KR100257161B1 (en) 1997-03-07 1997-03-07 Manufacturing method of heterojunction bipolar transistor

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR19980072700A KR19980072700A (en) 1998-11-05
KR100257161B1 true KR100257161B1 (en) 2000-05-15

Family

ID=19499017

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1019970007632A KR100257161B1 (en) 1997-03-07 1997-03-07 Manufacturing method of heterojunction bipolar transistor

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100257161B1 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
KR19980072700A (en) 1998-11-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4679305A (en) Method of manufacturing a heterojunction bipolar transistor having self-aligned emitter and base and selective isolation regions
US5166081A (en) Method of producing a bipolar transistor
EP0184016B1 (en) Heterojunction bipolar transistor
KR950011018B1 (en) Making method of hetero-junction type bipolar transistor
KR101518063B1 (en) Method for making a heterojunction bipolar transistor
JPH08139101A (en) Heterojunction bipolar transistor and fabrication thereof
JPH04234130A (en) Manufacture of self-aligned heterojunction bipolar transistor
US4967254A (en) Semiconductor device
US6503808B1 (en) Lateral bipolar transistor and method for producing the same
JPH1070134A (en) Manufacture of double hetero structure bipolar transistor device
JP2003163218A (en) Hetero-junction bipolar transistor and its manufacturing method
JPH04132230A (en) Manufacture of hetero bipolar transistor
JP2851044B2 (en) Method for manufacturing semiconductor device
KR100257161B1 (en) Manufacturing method of heterojunction bipolar transistor
JP2990875B2 (en) Heterojunction bipolar transistor and method of manufacturing the same
JPH0845958A (en) Parasitic capacitance reduction of base collector junction of hetero junction bipolar transistor
JP2576165B2 (en) Manufacturing method of bipolar transistor
KR20040038511A (en) A self-aligned heterojunction bipolar transistor and Method of manufacturing the same
JP4164775B2 (en) Heterojunction bipolar transistor and manufacturing method thereof
JP2005159112A (en) Semiconductor device and manufacturing method thereof
KR100400078B1 (en) Method for manufacturing of hetero junction bipolar transistor
JP2841380B2 (en) Heterojunction bipolar transistor
JP2001326229A (en) Heterojunction bipolar transistor and its manufacturing method
JPH055170B2 (en)
JP2924007B2 (en) Compound semiconductor device and method of manufacturing the same

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20050124

Year of fee payment: 6

LAPS Lapse due to unpaid annual fee