JPH076979A - 電極形成法 - Google Patents
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-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/40—Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/43—Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by the materials of which they are formed
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- H01L29/737—Hetero-junction transistors
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 ＧａＡｓ表面２０上にオーミックコンタクト
を形成するための方法を得る。 【構成】 本方法はＧａＡｓ表面２０を覆ってＩｎＧａ
Ａｓの層２２を堆積させる工程と、ＩｎＧａＡｓの層２
２の上にＴｉＷの層２４を堆積させる工程とを含み、そ
れによってＧａＡｓ表面２０に対して信頼性ある安定な
電気的コンタクトが確立し、そこにおいてＴｉが一般的
にＩｎと反応しないようになっている。
を形成するための方法を得る。 【構成】 本方法はＧａＡｓ表面２０を覆ってＩｎＧａ
Ａｓの層２２を堆積させる工程と、ＩｎＧａＡｓの層２
２の上にＴｉＷの層２４を堆積させる工程とを含み、そ
れによってＧａＡｓ表面２０に対して信頼性ある安定な
電気的コンタクトが確立し、そこにおいてＴｉが一般的
にＩｎと反応しないようになっている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は一般的に化合物半導体上
の低抵抗コンタクトに関する。
の低抵抗コンタクトに関する。
【０００２】
【従来の技術】金属−ＧａＡｓの界面には０．８ｅＶの
ショットキー障壁が付随するので、ＧａＡｓに対して低
抵抗のオーミックコンタクトを形成することは困難であ
ることが知られている。また、金属−ＩｎＧａＡｓ界面
には零に近い高さのショットキー障壁が形成され、従っ
て低いコンタクト抵抗が得られることも当業者には知ら
れている。ＧａＡｓへのオーミックコンタクトは、Ｇａ
Ａｓ層と金属コンタクトとの間にＩｎx Ｇａ1-x Ａｓ層
を挿入して、ＧａＡｓとの界面でｘ＝０に選び、金属−
ＩｎＧａＡｓ界面で
ショットキー障壁が付随するので、ＧａＡｓに対して低
抵抗のオーミックコンタクトを形成することは困難であ
ることが知られている。また、金属−ＩｎＧａＡｓ界面
には零に近い高さのショットキー障壁が形成され、従っ
て低いコンタクト抵抗が得られることも当業者には知ら
れている。ＧａＡｓへのオーミックコンタクトは、Ｇａ
Ａｓ層と金属コンタクトとの間にＩｎx Ｇａ1-x Ａｓ層
を挿入して、ＧａＡｓとの界面でｘ＝０に選び、金属−
ＩｎＧａＡｓ界面で
【外１】 に選ぶことによって形成することができる。この構造の
特長は堆積後のコンタクトの合金化が不要であるという
ことである。
特長は堆積後のコンタクトの合金化が不要であるという
ことである。
【０００３】ＩＩＩ−Ｖ族化合物から半導体回路を作製
する場合、デバイスレベルで電気的コンタクトを形成す
るために最も普通に使用されている金属はＡｕとＡｕ合
金である。特に、ＡｕＧｅ／Ｎｉ／Ａｕ、Ｔｉ／Ｐｔ／
Ａｕ、およびＡｕＺｎは、ＩｎＧａＡｓに対するととも
に、ＧａＡｓに対するコンタクトを形成するために用い
られてきた電極方式のうちのいくつかである。しかし、
より優れたデバイス特性を求める傾向が続くとともに、
特にＩｎＧａＡｓに対するより低抵抗のコンタクトの必
要性が明らかになってきた。
する場合、デバイスレベルで電気的コンタクトを形成す
るために最も普通に使用されている金属はＡｕとＡｕ合
金である。特に、ＡｕＧｅ／Ｎｉ／Ａｕ、Ｔｉ／Ｐｔ／
Ａｕ、およびＡｕＺｎは、ＩｎＧａＡｓに対するととも
に、ＧａＡｓに対するコンタクトを形成するために用い
られてきた電極方式のうちのいくつかである。しかし、
より優れたデバイス特性を求める傾向が続くとともに、
特にＩｎＧａＡｓに対するより低抵抗のコンタクトの必
要性が明らかになってきた。
【０００４】
【発明の概要】上に述べたように、金属とＧａＡｓとの
間にコンタクトを形成するためにＩｎＧａＡｓ中間層を
使用することは当業者に既知である。しかし、本発明の
発明者は、ＡｕＧｅ／Ｎｉ／ＡｕのようなＡｕをベース
とする電極方式にはスパイクが発生し易いという問題が
あることを発見した。この問題を克服するために、Ｔｉ
／Ｐｔ／Ａｕのような、高融点金属をベースとする積層
構造を使用してみた。しかし、この電極は不安定なコン
タクトを形成し、また明らかにＴｉがＩｎと反応するこ
とのために一般的にコンタクト抵抗が高くなる。実際、
別の、Ｔｉをベースとする金属、すなわちＮ2 の存在下
でスパッタされたＴｉＷである窒化ＴｉＷを、Ｎ2 がＩ
ｎＧａＡｓ中のＩｎとＴｉとの反応を防止する働きをす
るという期待を持って使用してみた。しかし、これも付
着力が弱く、また高い圧縮応力という問題に悩まされる
ものであった。
間にコンタクトを形成するためにＩｎＧａＡｓ中間層を
使用することは当業者に既知である。しかし、本発明の
発明者は、ＡｕＧｅ／Ｎｉ／ＡｕのようなＡｕをベース
とする電極方式にはスパイクが発生し易いという問題が
あることを発見した。この問題を克服するために、Ｔｉ
／Ｐｔ／Ａｕのような、高融点金属をベースとする積層
構造を使用してみた。しかし、この電極は不安定なコン
タクトを形成し、また明らかにＴｉがＩｎと反応するこ
とのために一般的にコンタクト抵抗が高くなる。実際、
別の、Ｔｉをベースとする金属、すなわちＮ2 の存在下
でスパッタされたＴｉＷである窒化ＴｉＷを、Ｎ2 がＩ
ｎＧａＡｓ中のＩｎとＴｉとの反応を防止する働きをす
るという期待を持って使用してみた。しかし、これも付
着力が弱く、また高い圧縮応力という問題に悩まされる
ものであった。
【０００５】本発明者による更に別の試みとして、Ｉｎ
ＧａＡｓ上のコンタクトとしてＴｉＷが使用された。驚
いたことに、このコンタクト方式は低抵抗を示し、また
安定であることが分かった。驚くことに、ＴｉＷ膜中の
ＴｉはＷによってしっかり取り囲まれて、それがＩｎＧ
ａＡｓ層中のＩｎと反応することを妨げられているよう
に見える。
ＧａＡｓ上のコンタクトとしてＴｉＷが使用された。驚
いたことに、このコンタクト方式は低抵抗を示し、また
安定であることが分かった。驚くことに、ＴｉＷ膜中の
ＴｉはＷによってしっかり取り囲まれて、それがＩｎＧ
ａＡｓ層中のＩｎと反応することを妨げられているよう
に見える。
【０００６】本発明の１つの形態として、ＧａＡｓ表面
上へオーミックコンタクトを形成する方法であって、Ｇ
ａＡｓ表面を覆ってＩｎＧａＡｓ層を堆積させること、
およびＩｎＧａＡｓ層上にＴｉＷ層を堆積させること、
の工程を含み、それによって信頼性のある安定な電気的
コンタクトを確立する方法が開示されている。本発明の
別の１つの形態として、ＧａＡｓ表面へのオーミックコ
ンタクトであって、ＧａＡｓ表面を覆うＩｎＧａＡｓ
層、およびＩｎＧａＡｓ層上のＴｉＷを含むオーミック
コンタクトが開示されている。本発明の更に別の１つの
形態として、バイポーラートランジスターが開示されて
いる。本トランジスターはメサ構造を有し、前記メサ構
造は第１の半導体層、前記第１の半導体層の上のＩｎＧ
ａＡｓ層、および前記ＩｎＧａＡｓ層の上のＴｉＷ層を
含んでいる。
上へオーミックコンタクトを形成する方法であって、Ｇ
ａＡｓ表面を覆ってＩｎＧａＡｓ層を堆積させること、
およびＩｎＧａＡｓ層上にＴｉＷ層を堆積させること、
の工程を含み、それによって信頼性のある安定な電気的
コンタクトを確立する方法が開示されている。本発明の
別の１つの形態として、ＧａＡｓ表面へのオーミックコ
ンタクトであって、ＧａＡｓ表面を覆うＩｎＧａＡｓ
層、およびＩｎＧａＡｓ層上のＴｉＷを含むオーミック
コンタクトが開示されている。本発明の更に別の１つの
形態として、バイポーラートランジスターが開示されて
いる。本トランジスターはメサ構造を有し、前記メサ構
造は第１の半導体層、前記第１の半導体層の上のＩｎＧ
ａＡｓ層、および前記ＩｎＧａＡｓ層の上のＴｉＷ層を
含んでいる。
【０００７】コンタクト抵抗に関する特長に加えて、Ｔ
ｉＷは窒化ＴｉＷと比べて優れた付着性を示す。これは
多分、通常のエッチャントによってエッチされる時に、
窒化ＴｉＷと比べてアンダーカットの程度が小さいせい
であろう。更に、同時譲渡された米国特許第５，０５
５，９０８号に開示されているように、ＴｉＷは選択可
能な応力という特長も有している。すなわち、ＴｉＷ膜
の応力は（圧縮応力から引っ張り応力の広い範囲に亘っ
て）スパッタ堆積圧力に依存することが見い出された。
他方、窒化ＴｉＷは圧縮応力状態の膜のみが作成される
ことが分かった。金属膜中の応力を選択できる能力は、
温度サイクルのような条件のもとに置かれる異種材料間
に信頼性高いコンタクトを形成する場合に重要である。
ｉＷは窒化ＴｉＷと比べて優れた付着性を示す。これは
多分、通常のエッチャントによってエッチされる時に、
窒化ＴｉＷと比べてアンダーカットの程度が小さいせい
であろう。更に、同時譲渡された米国特許第５，０５
５，９０８号に開示されているように、ＴｉＷは選択可
能な応力という特長も有している。すなわち、ＴｉＷ膜
の応力は（圧縮応力から引っ張り応力の広い範囲に亘っ
て）スパッタ堆積圧力に依存することが見い出された。
他方、窒化ＴｉＷは圧縮応力状態の膜のみが作成される
ことが分かった。金属膜中の応力を選択できる能力は、
温度サイクルのような条件のもとに置かれる異種材料間
に信頼性高いコンタクトを形成する場合に重要である。
【０００８】それぞれの図面において同じ符号は、特に
断らない限り、対応する部品を指す。
断らない限り、対応する部品を指す。
【０００９】
【実施例】本発明の特長は、ＩｎＧａＡｓに対して直接
的に、そしてＧａＡｓに対して間接的に、安定で、信頼
性高く、低抵抗のオーミックコンタクトを形成できるこ
とであろう。当業者には良く知られたように、典型的な
金属−ＧａＡｓ界面の０．８ｅＶのショットキー障壁の
ためにＧａＡｓに対する安定なコンタクトを形成するこ
とは困難なことから、ＩｎＧａＡｓに対するコンタクト
形成は重要な関心事である。これとは対照的に、金属−
ＩｎＧａＡｓ界面はほぼ高さ零のショットキー障壁が形
成され、従ってより低いコンタクト抵抗が形成される。
コンタクト系の金属を選ぶことは、より低抵抗のコンタ
クトを実現する別の選択肢である。ＡｕＧｅ／Ｎｉ／Ａ
ｕやＴｉ／Ｐｔ／Ａｕのような通常使用される電極方式
は、高抵抗のコンタクトを作り、また信頼性にも問題が
ある。ＡｕＧｅ／Ｎｉ／ＡｕはＩｎＧａＡｓを貫通して
スパイクを発生し易く、本発明人によれば、Ｔｉ／Ｐｔ
／Ａｕを高濃度にドープされたＩｎＧａＡｓ上に使用す
ると、結果のコンタクトは短時間で腐食を起こし、コン
タクト抵抗は３倍以上に増大した。これの原因としては
ＴｉがＩｎと反応を起こし、高抵抗の金属間化合物を形
成したのであろうと考えられる。従って、Ｔｉを含まな
い（例えば、ＷＳｉのような）コンタクト系を使用した
が、これも結果は高抵抗で、アンダーカットの大きいエ
ッチ形状という付加的な欠点をも備えたコンタクトとな
った。
的に、そしてＧａＡｓに対して間接的に、安定で、信頼
性高く、低抵抗のオーミックコンタクトを形成できるこ
とであろう。当業者には良く知られたように、典型的な
金属−ＧａＡｓ界面の０．８ｅＶのショットキー障壁の
ためにＧａＡｓに対する安定なコンタクトを形成するこ
とは困難なことから、ＩｎＧａＡｓに対するコンタクト
形成は重要な関心事である。これとは対照的に、金属−
ＩｎＧａＡｓ界面はほぼ高さ零のショットキー障壁が形
成され、従ってより低いコンタクト抵抗が形成される。
コンタクト系の金属を選ぶことは、より低抵抗のコンタ
クトを実現する別の選択肢である。ＡｕＧｅ／Ｎｉ／Ａ
ｕやＴｉ／Ｐｔ／Ａｕのような通常使用される電極方式
は、高抵抗のコンタクトを作り、また信頼性にも問題が
ある。ＡｕＧｅ／Ｎｉ／ＡｕはＩｎＧａＡｓを貫通して
スパイクを発生し易く、本発明人によれば、Ｔｉ／Ｐｔ
／Ａｕを高濃度にドープされたＩｎＧａＡｓ上に使用す
ると、結果のコンタクトは短時間で腐食を起こし、コン
タクト抵抗は３倍以上に増大した。これの原因としては
ＴｉがＩｎと反応を起こし、高抵抗の金属間化合物を形
成したのであろうと考えられる。従って、Ｔｉを含まな
い（例えば、ＷＳｉのような）コンタクト系を使用した
が、これも結果は高抵抗で、アンダーカットの大きいエ
ッチ形状という付加的な欠点をも備えたコンタクトとな
った。
【００１０】更に実験を続け、ＮがＴｉに結びついてそ
れがＩｎと反応するのを阻止するであろうという期待か
ら、Ｎ2 の存在下でＴｉＷがスパッタされた。しかし、
このコンタクトは金属−ＩｎＧａＡｓ界面での深いアン
ダーカットによる付着性不良という問題に悩まされるも
のであった。しかし、別の実験において、ＴｉがＩｎと
反応しないということには望みは少ないが容易に入手で
きるという理由で、ＩｎＧａＡｓ上のＴｉＷが試みられ
た。驚いたことに、他の系では抵抗値を改善するために
アニールまたは合金化を必要とするのに対し、このコン
タクトは堆積されただけで低抵抗を示した。この低抵抗
の理由はＴｉがＷによってしっかりと取り囲まれ、Ｔｉ
がＩｎとの間で合金を形成することを阻止されたためと
考えられ、またＩｎＧａＡｓ上の金属コンタクトをアニ
ールや合金化する必要がないという事実もまた、発生す
る可能性のある望ましくない反応を回避している。
れがＩｎと反応するのを阻止するであろうという期待か
ら、Ｎ2 の存在下でＴｉＷがスパッタされた。しかし、
このコンタクトは金属−ＩｎＧａＡｓ界面での深いアン
ダーカットによる付着性不良という問題に悩まされるも
のであった。しかし、別の実験において、ＴｉがＩｎと
反応しないということには望みは少ないが容易に入手で
きるという理由で、ＩｎＧａＡｓ上のＴｉＷが試みられ
た。驚いたことに、他の系では抵抗値を改善するために
アニールまたは合金化を必要とするのに対し、このコン
タクトは堆積されただけで低抵抗を示した。この低抵抗
の理由はＴｉがＷによってしっかりと取り囲まれ、Ｔｉ
がＩｎとの間で合金を形成することを阻止されたためと
考えられ、またＩｎＧａＡｓ上の金属コンタクトをアニ
ールや合金化する必要がないという事実もまた、発生す
る可能性のある望ましくない反応を回避している。
【００１１】ＴｉＷ／ＩｎＧａＡｓコンタクトは窒化Ｔ
ｉＷよりもアンダーカットの促進程度が少ないことが見
い出された。Ｆを含むプラズマはＴｉＷ−ＩｎＧａＡｓ
界面よりも窒化ＴｉＷ−ＩｎＧａＡｓ界面のほうをより
エッチするように見える。同様なエッチング差の傾向は
湿式の化学エッチにおいても観測されたことを指摘して
おく。
ｉＷよりもアンダーカットの促進程度が少ないことが見
い出された。Ｆを含むプラズマはＴｉＷ−ＩｎＧａＡｓ
界面よりも窒化ＴｉＷ−ＩｎＧａＡｓ界面のほうをより
エッチするように見える。同様なエッチング差の傾向は
湿式の化学エッチにおいても観測されたことを指摘して
おく。
【００１２】更に、ＴｉＷは、スパッタ堆積時の圧力を
適当な値に選ぶことによって、約５×１０10ダイン／ｃ
ｍ2 の圧縮応力から、約５×１０10ダイン／ｃｍ2 の引
っ張り応力まで、その応力を制御された層を形成でき
る。完成した構造において層の持つ応力を選択できると
いう能力は、温度応力を受ける異種材料の層を含む構造
中に層間剥離や亀裂を生じさせないために重要である。
このＴｉＷの特殊な性質は同時譲渡の米国特許第５，０
５５，９０８号にも述べられている。
適当な値に選ぶことによって、約５×１０10ダイン／ｃ
ｍ2 の圧縮応力から、約５×１０10ダイン／ｃｍ2 の引
っ張り応力まで、その応力を制御された層を形成でき
る。完成した構造において層の持つ応力を選択できると
いう能力は、温度応力を受ける異種材料の層を含む構造
中に層間剥離や亀裂を生じさせないために重要である。
このＴｉＷの特殊な性質は同時譲渡の米国特許第５，０
５５，９０８号にも述べられている。
【００１３】図１に示された本発明の好適実施例におい
て、ＧａＡｓウエハ２０上に堆積されている典型的には
Ｉｎ0.5 Ｇａ0.5 ＡｓであるＩｎＧａＡｓ層２２の上
に、１７５０±７５０オングストロームのＴｉＷ合金層
２４（一般的には、５−２０重量％のＴｉと８０−９５
重量％のＷ、更に詳細には約１０重量％のＴｉと９０重
量％のＷ）がスパッタ堆積される。別の実施例では、ヘ
テロ接合バイポーラートランジスター（ＨＢＴ）に対す
る低抵抗コンタクトを確立することが望まれる。このコ
ンタクトは、エミッター、コレクター、またはベースに
対して形成されよう。ＨＢＴは一般的に、エミッターま
たはコレクターのいずれがメサ構造として周囲の基板よ
りも上方へ突出しているかによって、エミッターアップ
またはコレクターアップのいずれかに分類される。
て、ＧａＡｓウエハ２０上に堆積されている典型的には
Ｉｎ0.5 Ｇａ0.5 ＡｓであるＩｎＧａＡｓ層２２の上
に、１７５０±７５０オングストロームのＴｉＷ合金層
２４（一般的には、５−２０重量％のＴｉと８０−９５
重量％のＷ、更に詳細には約１０重量％のＴｉと９０重
量％のＷ）がスパッタ堆積される。別の実施例では、ヘ
テロ接合バイポーラートランジスター（ＨＢＴ）に対す
る低抵抗コンタクトを確立することが望まれる。このコ
ンタクトは、エミッター、コレクター、またはベースに
対して形成されよう。ＨＢＴは一般的に、エミッターま
たはコレクターのいずれがメサ構造として周囲の基板よ
りも上方へ突出しているかによって、エミッターアップ
またはコレクターアップのいずれかに分類される。
【００１４】本実施例では、エミッターアップ構造につ
いて述べるが、コレクターアップのトランジスターも同
様に作製できることは理解されよう。材料構造は図２に
示されている。本トランジスターは例えば、半絶縁性の
ＧａＡｓ基板またはウエハ２６上に作製され、典型的に
は約１．０ミクロンの厚さで例えばＳｉを約１．５×１
０18ｃｍ-3の濃度にドープされたＧａＡｓであるサブコ
レクター層２８；典型的には約０．６５ミクロンの厚さ
で例えばＳｉを約８．０×１０15ｃｍ-3の濃度にドープ
されたＧａＡｓであるコレクター層３０；典型的には約
０．０５ミクロンの厚さで例えばＣを約１．５×１０19
ｃｍ-3の濃度にドープされたＧａＡｓであるベース層３
２；約０．１ミクロンの厚さで例えばＳｉを約５×１０
17ｃｍ-3の濃度にドープされた、本実施例ではＡｌＧａ
Ａｓであるが代替えとしてＧａＩｎＰでもよいエミッタ
ー層３４；典型的には約０．１５ミクロンの厚さで例え
ばＳｉを約３×１０18ｃｍ-3の濃度にドープされたＧａ
Ａｓであるバッファー層３６；および約０．０５ミクロ
ンの厚さで例えばＳｉを約１×１０19ｃｍ-3の濃度にド
ープされたＩｎＧａＡｓキャップ層３８を含んでいる。
第１の好適実施例と同じように、図３に示されたよう
に、ＴｉＷ層４０がＩｎＧａＡｓ層３８の上にスパッタ
される。
いて述べるが、コレクターアップのトランジスターも同
様に作製できることは理解されよう。材料構造は図２に
示されている。本トランジスターは例えば、半絶縁性の
ＧａＡｓ基板またはウエハ２６上に作製され、典型的に
は約１．０ミクロンの厚さで例えばＳｉを約１．５×１
０18ｃｍ-3の濃度にドープされたＧａＡｓであるサブコ
レクター層２８；典型的には約０．６５ミクロンの厚さ
で例えばＳｉを約８．０×１０15ｃｍ-3の濃度にドープ
されたＧａＡｓであるコレクター層３０；典型的には約
０．０５ミクロンの厚さで例えばＣを約１．５×１０19
ｃｍ-3の濃度にドープされたＧａＡｓであるベース層３
２；約０．１ミクロンの厚さで例えばＳｉを約５×１０
17ｃｍ-3の濃度にドープされた、本実施例ではＡｌＧａ
Ａｓであるが代替えとしてＧａＩｎＰでもよいエミッタ
ー層３４；典型的には約０．１５ミクロンの厚さで例え
ばＳｉを約３×１０18ｃｍ-3の濃度にドープされたＧａ
Ａｓであるバッファー層３６；および約０．０５ミクロ
ンの厚さで例えばＳｉを約１×１０19ｃｍ-3の濃度にド
ープされたＩｎＧａＡｓキャップ層３８を含んでいる。
第１の好適実施例と同じように、図３に示されたよう
に、ＴｉＷ層４０がＩｎＧａＡｓ層３８の上にスパッタ
される。
【００１５】エミッター形状をリフト−オフ法によって
形成するため、エミッターパターンが反転像のレジスト
膜中に開口部として形成される。付着性を促進するプロ
モーター（図示されていない）がＴｉＷ被着ウエハを覆
ってスピン塗布される。次にフォトレジスト４２が約
１．８ミクロンの厚さにスピン塗布され、続いて約９０
℃で約９０秒間のトラック（ｔｒａｃｋ）ベーキングが
行われる。ウエハは、次に、３６５ｎｍの光に約０．７
秒間ブランケット露光され、約１２５℃で約５０秒間ト
ラックベークされ、ステッパー（露光装置）中で露光さ
れ、そしてフォトレジスト現像液と水の１：１の溶液中
で約６分間バッチ現像処理される。正確な条件はレジス
トバッチ毎に変化し、ベーキング、ブランケット露光、
パターン露光、および現像時間も最適な断面形状を得る
ように変化する。この処理によって図４に示すように、
エミッターとして望ましい位置にＴｉＷ表面が露出され
る。
形成するため、エミッターパターンが反転像のレジスト
膜中に開口部として形成される。付着性を促進するプロ
モーター（図示されていない）がＴｉＷ被着ウエハを覆
ってスピン塗布される。次にフォトレジスト４２が約
１．８ミクロンの厚さにスピン塗布され、続いて約９０
℃で約９０秒間のトラック（ｔｒａｃｋ）ベーキングが
行われる。ウエハは、次に、３６５ｎｍの光に約０．７
秒間ブランケット露光され、約１２５℃で約５０秒間ト
ラックベークされ、ステッパー（露光装置）中で露光さ
れ、そしてフォトレジスト現像液と水の１：１の溶液中
で約６分間バッチ現像処理される。正確な条件はレジス
トバッチ毎に変化し、ベーキング、ブランケット露光、
パターン露光、および現像時間も最適な断面形状を得る
ように変化する。この処理によって図４に示すように、
エミッターとして望ましい位置にＴｉＷ表面が露出され
る。
【００１６】反転像フォトレジストパターンを形成した
後、ウエハは、パターン中に残存するレジストやその他
の有機物を除去するために軽いアッシング（灰化処理）
を施され、表面酸化物を除去するために緩衝ＨＦ（例え
ばベルの＃２）中に浸され、リンスされて、乾燥され
る。図５に示すように、予め堆積されたＴｉＷ上のフォ
トレジスト中の開口部中へ堆積させることによって、Ａ
ｕをベースとするエミッター電極４４がウエハ上へ蒸着
される。フォトレジストが次に、蒸着された金属によっ
て覆われていないそのパターンの側壁領域を溶剤に浸食
させることで、”リフト−オフ”される。蒸着に先だっ
てウエハ表面は金属（ＴｉＷ）によって完全に覆われて
いるので、金属蒸着源からの放射エネルギーはウエハが
裸のＧａＡｓの場合よりもより効果的に吸収される。こ
のことはフォトレジストの過度の加熱につながり、それ
によって断面形状が変化して、エミッターパターンの側
壁上へ堆積する蒸着金属は、エミッターとベース間を短
絡させる恐れのある望ましくない”ウイング（ｗｉｎ
ｇ）”や金属タッグ（ｔａｇ）を作り出す。本発明の特
定の実施例では、エミッター金属は電子ビーム蒸着によ
って堆積される。このＡｕをベースとする金属系４４は
例えば、Ｔｉ（４５０オングストローム）／Ｐｔ（４０
０オングストローム）／Ａｕ（３８００オングストロー
ム）を含む。この蒸着の間に加熱を最小化するために、
Ｔｉの立ち上げ（ｒｉｓｅ）、ソーク（ｓｏａｋ：予備
加熱）、および予備堆積の時間はそれぞれ約５秒間に設
定される。これによって系のシャッターが開く時にはＴ
ｉはこれらのプロセスに過大な時間を消費することなし
に蒸着できる準備ができており、それによってＴｉの蒸
着時に放射熱源から与えられるレジスト断面形状への損
傷が低減されることになる。同様な理由から、Ｐｔの立
ち上げ、ソーク、および予備堆積の時間はそれぞれ約
５、５、１５秒間に設定される。
後、ウエハは、パターン中に残存するレジストやその他
の有機物を除去するために軽いアッシング（灰化処理）
を施され、表面酸化物を除去するために緩衝ＨＦ（例え
ばベルの＃２）中に浸され、リンスされて、乾燥され
る。図５に示すように、予め堆積されたＴｉＷ上のフォ
トレジスト中の開口部中へ堆積させることによって、Ａ
ｕをベースとするエミッター電極４４がウエハ上へ蒸着
される。フォトレジストが次に、蒸着された金属によっ
て覆われていないそのパターンの側壁領域を溶剤に浸食
させることで、”リフト−オフ”される。蒸着に先だっ
てウエハ表面は金属（ＴｉＷ）によって完全に覆われて
いるので、金属蒸着源からの放射エネルギーはウエハが
裸のＧａＡｓの場合よりもより効果的に吸収される。こ
のことはフォトレジストの過度の加熱につながり、それ
によって断面形状が変化して、エミッターパターンの側
壁上へ堆積する蒸着金属は、エミッターとベース間を短
絡させる恐れのある望ましくない”ウイング（ｗｉｎ
ｇ）”や金属タッグ（ｔａｇ）を作り出す。本発明の特
定の実施例では、エミッター金属は電子ビーム蒸着によ
って堆積される。このＡｕをベースとする金属系４４は
例えば、Ｔｉ（４５０オングストローム）／Ｐｔ（４０
０オングストローム）／Ａｕ（３８００オングストロー
ム）を含む。この蒸着の間に加熱を最小化するために、
Ｔｉの立ち上げ（ｒｉｓｅ）、ソーク（ｓｏａｋ：予備
加熱）、および予備堆積の時間はそれぞれ約５秒間に設
定される。これによって系のシャッターが開く時にはＴ
ｉはこれらのプロセスに過大な時間を消費することなし
に蒸着できる準備ができており、それによってＴｉの蒸
着時に放射熱源から与えられるレジスト断面形状への損
傷が低減されることになる。同様な理由から、Ｐｔの立
ち上げ、ソーク、および予備堆積の時間はそれぞれ約
５、５、１５秒間に設定される。
【００１７】蒸着に続いて、フォトレジストのリフトオ
フが溶剤中で行われ、図６に示された構造が得られる。
典型的にはアセトンが用いられて、ウエハへのスピン塗
布の間にスプレーされたり、浸して用いられたり、アセ
トン中で超音波振動を与えられて用いられたりする。リ
フトオフ工程の詳細な条件がパターニングの結果に悪い
影響を及ぼす場合には、破片のない表面を得ることので
きるほとんどあらゆる処理方法が利用できる。結果のパ
ターン化された金属４４は、ＴｉＷ中へ、更にその下の
半導体中へエミッター形状をエッチする際のマスクとし
て使用される。
フが溶剤中で行われ、図６に示された構造が得られる。
典型的にはアセトンが用いられて、ウエハへのスピン塗
布の間にスプレーされたり、浸して用いられたり、アセ
トン中で超音波振動を与えられて用いられたりする。リ
フトオフ工程の詳細な条件がパターニングの結果に悪い
影響を及ぼす場合には、破片のない表面を得ることので
きるほとんどあらゆる処理方法が利用できる。結果のパ
ターン化された金属４４は、ＴｉＷ中へ、更にその下の
半導体中へエミッター形状をエッチする際のマスクとし
て使用される。
【００１８】エミッター形状を形成する別の方法は、ウ
エハを覆ってＴｉＷ層とＡｕ層とを逐次スパッタするこ
と、フォトレジストをスピン塗布すること、パターンの
露光と現像、そしてＡｕおよびＴｉＷ層をパターンエッ
チして、エミッター構造を形成するためにＩｎＧａＡ
ｓ、ＧａＡｓ、およびその他の層を反応性イオンエッチ
ングまたは湿式の化学エッチングによってエッチするた
めのパターンマスクとして用いられるエミッター金属形
状を形成することを含む。この処理工程は次のような特
長：（ａ）リフトオフの代わりにパターンエッチングを
使用することで、きれいな端部を有するパターンが得ら
れ、またリフトオフされたレジストパターンの側壁上に
堆積する金属から発生する金属タッグの形成が軽減され
ること、および（ｂ）エミッター金属全体が単一の真空
堆積工程で被着されること、を有する。
エハを覆ってＴｉＷ層とＡｕ層とを逐次スパッタするこ
と、フォトレジストをスピン塗布すること、パターンの
露光と現像、そしてＡｕおよびＴｉＷ層をパターンエッ
チして、エミッター構造を形成するためにＩｎＧａＡ
ｓ、ＧａＡｓ、およびその他の層を反応性イオンエッチ
ングまたは湿式の化学エッチングによってエッチするた
めのパターンマスクとして用いられるエミッター金属形
状を形成することを含む。この処理工程は次のような特
長：（ａ）リフトオフの代わりにパターンエッチングを
使用することで、きれいな端部を有するパターンが得ら
れ、またリフトオフされたレジストパターンの側壁上に
堆積する金属から発生する金属タッグの形成が軽減され
ること、および（ｂ）エミッター金属全体が単一の真空
堆積工程で被着されること、を有する。
【００１９】トランジスターのエミッターメサ構造を形
成するために、ＴｉＷ４０を通してエッチングが進行し
ＩｎＧａＡｓ３８の表面で停止する選択的反応性イオン
エッチング（ＲＩＥ）処理が用いられる。結果の構造が
図７に示されている。非選択性の、時間を定めた湿式エ
ッチングによってＩｎＧａＡｓ３８が加工されて、図８
のような構造が得られている。ＧａＡｓバッファー層３
６のエッチングはＡｌＧａＡｓエミッター層３４上で停
止する反応性イオンエッチング処理によって行われ、エ
ミッターの残りの部分をエッチングするための明確な基
準を与え、エミッターの残りの部分では、制御された速
度と制御されたアンダーカット特性を持ち、時間を定め
られたＲＩＥエッチによって、５００ないし１０００オ
ングストロームの厚さのｐ＋ＧａＡｓベース領域３２中
で安全に停止する正確な制御が許容される。例えば、Ｉ
ｎＧａＡｓ層３８はＧａＡｓバッファー層３６中までエ
ッチが達するように十分な時間エッチされて、きれいに
取り去られる。ＧａＡｓはＡｌＧａＡｓをエッチしない
ような混合ガス中でＲＩＥエッチされ、従ってこのエッ
チングはＡｌＧａＡｓエミッター層３４の前で停止す
る。薄いｐ＋ベース領域３２までの距離はこの時点で正
確に知ることができる。初期のＲＩＥエッチにＡｌＧａ
Ａｓに対する選択性がなければ、ＩｎＧａＡｓ湿式エッ
チおよびＧａＡｓＲＩＥエッチの後に、エッチングがベ
ース領域３２中へ進入しているが貫通はしていないこと
を確かめるために、コストのかさむそして不正確な段差
高測定が必要となろう。ＡｌＧａＡｓ層の最上部までエ
ッチされた構造が図９に示されている。例えばＧａＩｎ
ＰのようなＡｌＧａＡｓ以外の材料を含むエミッター層
に対しても、同様な選択的エッチ方法が適用できること
は理解されよう。
成するために、ＴｉＷ４０を通してエッチングが進行し
ＩｎＧａＡｓ３８の表面で停止する選択的反応性イオン
エッチング（ＲＩＥ）処理が用いられる。結果の構造が
図７に示されている。非選択性の、時間を定めた湿式エ
ッチングによってＩｎＧａＡｓ３８が加工されて、図８
のような構造が得られている。ＧａＡｓバッファー層３
６のエッチングはＡｌＧａＡｓエミッター層３４上で停
止する反応性イオンエッチング処理によって行われ、エ
ミッターの残りの部分をエッチングするための明確な基
準を与え、エミッターの残りの部分では、制御された速
度と制御されたアンダーカット特性を持ち、時間を定め
られたＲＩＥエッチによって、５００ないし１０００オ
ングストロームの厚さのｐ＋ＧａＡｓベース領域３２中
で安全に停止する正確な制御が許容される。例えば、Ｉ
ｎＧａＡｓ層３８はＧａＡｓバッファー層３６中までエ
ッチが達するように十分な時間エッチされて、きれいに
取り去られる。ＧａＡｓはＡｌＧａＡｓをエッチしない
ような混合ガス中でＲＩＥエッチされ、従ってこのエッ
チングはＡｌＧａＡｓエミッター層３４の前で停止す
る。薄いｐ＋ベース領域３２までの距離はこの時点で正
確に知ることができる。初期のＲＩＥエッチにＡｌＧａ
Ａｓに対する選択性がなければ、ＩｎＧａＡｓ湿式エッ
チおよびＧａＡｓＲＩＥエッチの後に、エッチングがベ
ース領域３２中へ進入しているが貫通はしていないこと
を確かめるために、コストのかさむそして不正確な段差
高測定が必要となろう。ＡｌＧａＡｓ層の最上部までエ
ッチされた構造が図９に示されている。例えばＧａＩｎ
ＰのようなＡｌＧａＡｓ以外の材料を含むエミッター層
に対しても、同様な選択的エッチ方法が適用できること
は理解されよう。
【００２０】上述したエミッターエッチング工程の特定
の実施例では、ウエハは最終的なプラズマアッシング工
程によって厳密に洗浄され、金属エミッターコンタクト
パターン４４端部が一般的に清浄で、破片が残っていな
いことを保証され、そしてエッチされていないＴｉＷ４
０の表面は一般的にエッチマスクの残存物が全くないこ
とを保証される。最終的なプラズマアッシングは、高周
波プラズマ反応炉中またはマイクロ波周波数プラズマ分
離型（ｄｏｗｎ−ｓｔｒｅａｍ）応炉中で、Ｏ 2 、
Ｏ2 ：Ｈｅ、またはＯ2 ：Ｎ2 Ｏ、または同様な混合ガ
ス中で行われるが、ＴｉＷコンタクト４０のＲＩＥエッ
チングに先だつ重要な最終工程である。
の実施例では、ウエハは最終的なプラズマアッシング工
程によって厳密に洗浄され、金属エミッターコンタクト
パターン４４端部が一般的に清浄で、破片が残っていな
いことを保証され、そしてエッチされていないＴｉＷ４
０の表面は一般的にエッチマスクの残存物が全くないこ
とを保証される。最終的なプラズマアッシングは、高周
波プラズマ反応炉中またはマイクロ波周波数プラズマ分
離型（ｄｏｗｎ−ｓｔｒｅａｍ）応炉中で、Ｏ 2 、
Ｏ2 ：Ｈｅ、またはＯ2 ：Ｎ2 Ｏ、または同様な混合ガ
ス中で行われるが、ＴｉＷコンタクト４０のＲＩＥエッ
チングに先だつ重要な最終工程である。
【００２１】ウエハは直ちにＲＩＥ装置中へ装着され
る。ＴｉＷ４０は例えば、ＣＦ4 ＋８％Ｏ2 中で２５０
ワット、３０ミリＴｏｒｒ、４０℃において行われ、Ｔ
ｉＷ層４０が除去されたことを目視で確認した後、５０
％のオーバーエッチが行われる。エッチングはＩｎＧａ
Ａｓ３８前で停止し、約１５００オングストロームある
いはそれ以下のアンダーカットがＴｉＷ層に対して発生
する。ＴｉＷ４０のＲＩＥに続いて、ウエハは水のスピ
ンリンスと乾燥を経て軽く洗浄される。次にＩｎＧａＡ
ｓ層３８がＨ2 ＳＯ4 ：Ｈ2 Ｏ2 ：Ｈ2 Ｏの１：８：１
６０の溶液中で約２５秒間除去される。この溶液は新た
に混合されたものであって、使用に先立って約３０分間
放置されたものが再現性のあるエッチング特性を示す。
ウエハは純水（脱イオン水）の流水中でリンスされ、次
にスピンリンスされて、乾燥される。
る。ＴｉＷ４０は例えば、ＣＦ4 ＋８％Ｏ2 中で２５０
ワット、３０ミリＴｏｒｒ、４０℃において行われ、Ｔ
ｉＷ層４０が除去されたことを目視で確認した後、５０
％のオーバーエッチが行われる。エッチングはＩｎＧａ
Ａｓ３８前で停止し、約１５００オングストロームある
いはそれ以下のアンダーカットがＴｉＷ層に対して発生
する。ＴｉＷ４０のＲＩＥに続いて、ウエハは水のスピ
ンリンスと乾燥を経て軽く洗浄される。次にＩｎＧａＡ
ｓ層３８がＨ2 ＳＯ4 ：Ｈ2 Ｏ2 ：Ｈ2 Ｏの１：８：１
６０の溶液中で約２５秒間除去される。この溶液は新た
に混合されたものであって、使用に先立って約３０分間
放置されたものが再現性のあるエッチング特性を示す。
ウエハは純水（脱イオン水）の流水中でリンスされ、次
にスピンリンスされて、乾燥される。
【００２２】あらゆる有機物残滓が除去されることを保
証するため、ウエハは円筒（ｂａｒｒｅｌ）型のアッシ
ング装置中で約１５０ワット、９００ミリＴｏｒｒにお
いてアッシングされ、４０：１のＨ2 Ｏ：ＮＨ4 ＯＨ中
で３０秒間エッチされ、純水の流水中でリンスされ、次
にスピンリンスされ、乾燥されて、その後ＲＩＥへ送ら
れてＡｌＧａＡｓエミッター層３４のエッチングが行わ
れる。エッチングのリンスと反応炉への装着との間に約
３０分間以上の間隔は許されない。ウエハは、約４．５
％のＨ2 を含むＨｅガスが２０ｓｃｃｍ、ＣＣｌ4 が１
０ｓｃｃｍの流量の雰囲気中で約８０℃、２００ワッ
ト、９５ミリＴｏｒｒにおいてＲＩＥエッチされる。エ
ッチ速度は約３５０オングストローム／分間で、ＡｌＧ
ａＡｓエミッター層３４までエッチングが進み、約５０
％のオーバーエッチが行われるように時間を定められ
る。この時間は厳密なものではない。それはこのエッチ
ングがＡｌＧａＡｓエミッター層３４をほとんど侵すも
のでないからである。更に、このエッチされた深さが傾
いたエミッター層３４表面に対するものであるので、元
々のＨＢＴエピタキシャル構造から、約１０００オング
ストローム厚のｐ＋ベース領域３２までの残りのエッチ
深さは正確に知ることができる。プロセスのチェック
と、ベースまでのより厳密な次のエッチングに対する基
準として使用するために、ウエハ上の５点でエッチ段差
高が測定された。この段差はＡｌＧａＡｓエミッター３
４上の、ＴｉＷ４０、ＩｎＧａＡｓ３８、およびＧａＡ
ｓ３６の加算された厚さである。この処理工程の別の好
適実施例では、ＣＣｌ4 の代わりにＢＣｌ3 ＋ＳＦ6 を
使用することができる。ＳＦ6 は、もしＳＦ6 がなけれ
ばそのようになるであろうＢＣｌ3 がＡｌＧａＡｓをエ
ッチするのを阻止する。驚いたことに、ＧａＡｓのエッ
チングを行うことに関しては多数のエッチャントが存在
するが、ＡｌＧａＡｓでエッチングが停止するというも
のは少ない。ＣＣｌ4 は、ＲＩＥ状況において使用され
た場合に、ＧａＡｓをエッチするがＡｌＧａＡｓでは停
止するというクロロカーボンおよびクロロフッ化カーボ
ンを含む群のうちの１つのガスである。更に、ＢＣｌ3
もその１つであるが、非Ａｒで、Ｃｌをベースとするガ
スはＳＦ6 のようなＦの供給源とともに使用された場
合、要求されるエッチングを実現するであろう。（Ａｒ
はスパッタ速度を増大させるように見え、その場合エッ
チングがＡｌＧａＡｓで停止しなくなる。Ｈｅは緩衝ガ
スとしてＡｒよりも優れていると見られる。）非Ｃ系の
エッチはまた地球のオゾン層に対する損傷のようなクロ
ロカーボンおよびクロロフッ化カーボンに付随する問題
点を回避できる。
証するため、ウエハは円筒（ｂａｒｒｅｌ）型のアッシ
ング装置中で約１５０ワット、９００ミリＴｏｒｒにお
いてアッシングされ、４０：１のＨ2 Ｏ：ＮＨ4 ＯＨ中
で３０秒間エッチされ、純水の流水中でリンスされ、次
にスピンリンスされ、乾燥されて、その後ＲＩＥへ送ら
れてＡｌＧａＡｓエミッター層３４のエッチングが行わ
れる。エッチングのリンスと反応炉への装着との間に約
３０分間以上の間隔は許されない。ウエハは、約４．５
％のＨ2 を含むＨｅガスが２０ｓｃｃｍ、ＣＣｌ4 が１
０ｓｃｃｍの流量の雰囲気中で約８０℃、２００ワッ
ト、９５ミリＴｏｒｒにおいてＲＩＥエッチされる。エ
ッチ速度は約３５０オングストローム／分間で、ＡｌＧ
ａＡｓエミッター層３４までエッチングが進み、約５０
％のオーバーエッチが行われるように時間を定められ
る。この時間は厳密なものではない。それはこのエッチ
ングがＡｌＧａＡｓエミッター層３４をほとんど侵すも
のでないからである。更に、このエッチされた深さが傾
いたエミッター層３４表面に対するものであるので、元
々のＨＢＴエピタキシャル構造から、約１０００オング
ストローム厚のｐ＋ベース領域３２までの残りのエッチ
深さは正確に知ることができる。プロセスのチェック
と、ベースまでのより厳密な次のエッチングに対する基
準として使用するために、ウエハ上の５点でエッチ段差
高が測定された。この段差はＡｌＧａＡｓエミッター３
４上の、ＴｉＷ４０、ＩｎＧａＡｓ３８、およびＧａＡ
ｓ３６の加算された厚さである。この処理工程の別の好
適実施例では、ＣＣｌ4 の代わりにＢＣｌ3 ＋ＳＦ6 を
使用することができる。ＳＦ6 は、もしＳＦ6 がなけれ
ばそのようになるであろうＢＣｌ3 がＡｌＧａＡｓをエ
ッチするのを阻止する。驚いたことに、ＧａＡｓのエッ
チングを行うことに関しては多数のエッチャントが存在
するが、ＡｌＧａＡｓでエッチングが停止するというも
のは少ない。ＣＣｌ4 は、ＲＩＥ状況において使用され
た場合に、ＧａＡｓをエッチするがＡｌＧａＡｓでは停
止するというクロロカーボンおよびクロロフッ化カーボ
ンを含む群のうちの１つのガスである。更に、ＢＣｌ3
もその１つであるが、非Ａｒで、Ｃｌをベースとするガ
スはＳＦ6 のようなＦの供給源とともに使用された場
合、要求されるエッチングを実現するであろう。（Ａｒ
はスパッタ速度を増大させるように見え、その場合エッ
チングがＡｌＧａＡｓで停止しなくなる。Ｈｅは緩衝ガ
スとしてＡｒよりも優れていると見られる。）非Ｃ系の
エッチはまた地球のオゾン層に対する損傷のようなクロ
ロカーボンおよびクロロフッ化カーボンに付随する問題
点を回避できる。
【００２３】ここで、非選択的な、再現性あるエッチ速
度を有するＢＣｌ3 ＋Ｃｌ2 ＲＩＥエッチング法を使用
すれば、完全なエッチングが行え、しかも必要な薄さの
ｐ＋ベース領域３２中で安全に停止するエッチングが実
現できる。しかし、エッチャントからのＣｌが残存し
て、バイアス状態においてＡｕコンタクト４４を腐食さ
せる原因となる。このＣｌはＣＦ4 中で高周波プラズマ
を照射することで除去することができる。デバイスウエ
ハのエッチングに先だって、試験ウエハをエッチして反
応炉中でのエッチ速度を確認し、再校正する。本発明の
好適実施例では、ベースまでのエッチング工程は次のよ
うに行われる： ａ．ウエハは４０：１のＨ2 Ｏ：ＮＨ4 ＯＨ中で３０秒
間エッチされ、純水の流水中でリンスされ、次にスピン
リンスされて、乾燥される。このエッチ、リンスと反応
炉中への装着との間に３０分間以上は許されない。 ｂ．ウエハはＲＩＥ反応室中へロードされる。５０ミリ
Ｔｏｒｒにおいて、ガス流量（ＢＣｌ3 が２００ｓｃｃ
ｍ、４％のＨ2 を含むＨｅが３０ｓｃｃｍ、およびＣｌ
2 が８ｓｃｃｍ）が確立される。ウエハは、−４５ボル
トの直流バイアス下で、これらのガス雰囲気中で、エッ
チ速度とエッチすべき距離とから算出された時間だけ、
ベース３２までＲＩＥエッチされる。ベース３２までエ
ッチされたことの確認のために、表面ブレークダウンに
関するプローブが用いられる。
度を有するＢＣｌ3 ＋Ｃｌ2 ＲＩＥエッチング法を使用
すれば、完全なエッチングが行え、しかも必要な薄さの
ｐ＋ベース領域３２中で安全に停止するエッチングが実
現できる。しかし、エッチャントからのＣｌが残存し
て、バイアス状態においてＡｕコンタクト４４を腐食さ
せる原因となる。このＣｌはＣＦ4 中で高周波プラズマ
を照射することで除去することができる。デバイスウエ
ハのエッチングに先だって、試験ウエハをエッチして反
応炉中でのエッチ速度を確認し、再校正する。本発明の
好適実施例では、ベースまでのエッチング工程は次のよ
うに行われる： ａ．ウエハは４０：１のＨ2 Ｏ：ＮＨ4 ＯＨ中で３０秒
間エッチされ、純水の流水中でリンスされ、次にスピン
リンスされて、乾燥される。このエッチ、リンスと反応
炉中への装着との間に３０分間以上は許されない。 ｂ．ウエハはＲＩＥ反応室中へロードされる。５０ミリ
Ｔｏｒｒにおいて、ガス流量（ＢＣｌ3 が２００ｓｃｃ
ｍ、４％のＨ2 を含むＨｅが３０ｓｃｃｍ、およびＣｌ
2 が８ｓｃｃｍ）が確立される。ウエハは、−４５ボル
トの直流バイアス下で、これらのガス雰囲気中で、エッ
チ速度とエッチすべき距離とから算出された時間だけ、
ベース３２までＲＩＥエッチされる。ベース３２までエ
ッチされたことの確認のために、表面ブレークダウンに
関するプローブが用いられる。
【００２４】このエッチプロセス全体（ＴｉＷ４０を通
ってｐ＋ベース３２まで）によってエミッターコンタク
トパターンの下にアンダーカットが生じ、図１０に示す
ように、ＴｉＷ−Ｔｉ−Ｐｔ−Ａｕのエミッター形状パ
ターンの張り出し部分がエミッターメサ構造の側壁を隠
し、垂直入射の蒸着によってベースコンタクトの自己整
合形成が許容される。自己整合されないベースコンタク
トを用いる場合に、エミッターメサ構造のアンダーカッ
トは、近接配置の位置合わせ不正がエミッター−ベース
間の短絡を引き起こすことのないことを保証する。
ってｐ＋ベース３２まで）によってエミッターコンタク
トパターンの下にアンダーカットが生じ、図１０に示す
ように、ＴｉＷ−Ｔｉ−Ｐｔ−Ａｕのエミッター形状パ
ターンの張り出し部分がエミッターメサ構造の側壁を隠
し、垂直入射の蒸着によってベースコンタクトの自己整
合形成が許容される。自己整合されないベースコンタク
トを用いる場合に、エミッターメサ構造のアンダーカッ
トは、近接配置の位置合わせ不正がエミッター−ベース
間の短絡を引き起こすことのないことを保証する。
【００２５】本発明の１つの好適実施例では、エミッタ
ーと自己的または光学的に整合されたベースコンタクト
によって、リフトオフによってパターン化されたエミッ
ターコンタクト形状に関して説明したのと同様なプロセ
スで、反転像のフォトレジスト４６パターンが生成され
る。光学的または自己的に整合されたいずれのベースコ
ンタクトに関しても、フォトレジスト４６のパターンが
異なるだけで、処理は本質的に同じである。厚さ５０
０、２５０、および１５００オングストロームのＴｉ−
Ｐｔ−Ａｕ膜４８が逐次的に蒸着され、そしてリフトオ
フされる。膜厚は意図的に薄くして、エミッターに接近
して配置された場合、あるいは自己整合された場合、ベ
ースコンタクトの上部がエミッター金属よりも確実に下
になるようにされる。リフトオフ後の洗浄はエミッター
のＴｉ−Ｐｔ−Ａｕ工程の場合と本質的に同じである。
ベースコンタクトを備えた構造が図１１に示されてい
る。
ーと自己的または光学的に整合されたベースコンタクト
によって、リフトオフによってパターン化されたエミッ
ターコンタクト形状に関して説明したのと同様なプロセ
スで、反転像のフォトレジスト４６パターンが生成され
る。光学的または自己的に整合されたいずれのベースコ
ンタクトに関しても、フォトレジスト４６のパターンが
異なるだけで、処理は本質的に同じである。厚さ５０
０、２５０、および１５００オングストロームのＴｉ−
Ｐｔ−Ａｕ膜４８が逐次的に蒸着され、そしてリフトオ
フされる。膜厚は意図的に薄くして、エミッターに接近
して配置された場合、あるいは自己整合された場合、ベ
ースコンタクトの上部がエミッター金属よりも確実に下
になるようにされる。リフトオフ後の洗浄はエミッター
のＴｉ−Ｐｔ−Ａｕ工程の場合と本質的に同じである。
ベースコンタクトを備えた構造が図１１に示されてい
る。
【００２６】ポジ型のフォトレジスト５０’の形で定義
され、レジストパターンの端部がベースコンタクト４８
の端部と本質的に揃う寸法に形成されたベースメサ構造
が、ベースコレクター間の容量を最小化するように、ベ
ース３２を貫通してコレクター層３０までエッチされ
る。ベースメサ構造のエッチ工程は本質的にベースのエ
ッチングと同一であるが、エッチ時間はベース層３２の
厚さに約１０００オングストロームを加えた厚さに対応
するように設定される。図１２はベースメサ構造を定義
するフォトレジスト５０’を示している。
され、レジストパターンの端部がベースコンタクト４８
の端部と本質的に揃う寸法に形成されたベースメサ構造
が、ベースコレクター間の容量を最小化するように、ベ
ース３２を貫通してコレクター層３０までエッチされ
る。ベースメサ構造のエッチ工程は本質的にベースのエ
ッチングと同一であるが、エッチ時間はベース層３２の
厚さに約１０００オングストロームを加えた厚さに対応
するように設定される。図１２はベースメサ構造を定義
するフォトレジスト５０’を示している。
【００２７】ベースメサ構造のエッチ工程の特定の実施
例では、ウエハは４０：１のＨ2 Ｏ：ＮＨ4 ＯＨ中で３
０秒間エッチされ、純水の流水中でリンスされ、スピン
リンスされて、乾燥される。付着性を促進するプロモー
タが取り付けられ、ポジ型のフォトレジストがスピン塗
布され、ベーキングされ、位置合わせされ、露光され、
現像され、円筒型のアッシング装置中で１５０ワット、
９００ミリＴｏｒｒで３分間アッシングされ、１００℃
で３０分間ベーキングされる。ウエハは円筒型のアッシ
ング装置中で、１５０ワット、９００ミリＴｏｒｒで再
び３分間アッシングされる。この時点で、エッチ深さを
決定するための荒い基準として役立つようにレジスト厚
さを測定する。ウエハは次に緩衝ＨＦ中に１０秒間浸さ
れて自然酸化物を除去され、純水の流水中でリンスさ
れ、スピンリンスされて、乾燥される。ウエハは次にベ
ースエッチのＡｌＧａＡｓ部分の場合と同じようにエッ
チされる。時間は約２０００オングストロームを除去す
るために適した値に、エッチ速度から設定される。エッ
チ深さの適正さは段差高測定と表面ブレークダウンに関
するプローブの両方から確認される。ウエハは３６５ｎ
ｍの光によってブランケット露光され、フォトレジスト
が軟化させられる。レジストは次にアセトンのスプレー
と、４Ｔｏｒｒにおける、６ｓｌｍのＯ2 と１ｓｌｍの
Ｎ2 Ｏのガス流中で、１５０℃、４００ワットでのプラ
ズマ分離型アッシング装置中での５分間アッシングとに
よって除去される。次に高圧の水スプレー洗浄中で粒子
汚染が除去される。この時点でウエハはコレクターエッ
チ工程に送ることができる。結果の構造が図１３に示さ
れている。
例では、ウエハは４０：１のＨ2 Ｏ：ＮＨ4 ＯＨ中で３
０秒間エッチされ、純水の流水中でリンスされ、スピン
リンスされて、乾燥される。付着性を促進するプロモー
タが取り付けられ、ポジ型のフォトレジストがスピン塗
布され、ベーキングされ、位置合わせされ、露光され、
現像され、円筒型のアッシング装置中で１５０ワット、
９００ミリＴｏｒｒで３分間アッシングされ、１００℃
で３０分間ベーキングされる。ウエハは円筒型のアッシ
ング装置中で、１５０ワット、９００ミリＴｏｒｒで再
び３分間アッシングされる。この時点で、エッチ深さを
決定するための荒い基準として役立つようにレジスト厚
さを測定する。ウエハは次に緩衝ＨＦ中に１０秒間浸さ
れて自然酸化物を除去され、純水の流水中でリンスさ
れ、スピンリンスされて、乾燥される。ウエハは次にベ
ースエッチのＡｌＧａＡｓ部分の場合と同じようにエッ
チされる。時間は約２０００オングストロームを除去す
るために適した値に、エッチ速度から設定される。エッ
チ深さの適正さは段差高測定と表面ブレークダウンに関
するプローブの両方から確認される。ウエハは３６５ｎ
ｍの光によってブランケット露光され、フォトレジスト
が軟化させられる。レジストは次にアセトンのスプレー
と、４Ｔｏｒｒにおける、６ｓｌｍのＯ2 と１ｓｌｍの
Ｎ2 Ｏのガス流中で、１５０℃、４００ワットでのプラ
ズマ分離型アッシング装置中での５分間アッシングとに
よって除去される。次に高圧の水スプレー洗浄中で粒子
汚染が除去される。この時点でウエハはコレクターエッ
チ工程に送ることができる。結果の構造が図１３に示さ
れている。
【００２８】ポジ型のフォトレジストマスクと、ベース
およびベースメサ構造の両エッチングに関して述べた適
当なアンダーカットとによって、残存するコレクター層
３０を通してｎ＋サブコレクター２８までコレクターコ
ンタクト領域がエッチされる。フォトレジストはＢＣｌ
3 ：Ｃｌ2 によるＲＩＥによってわずかにアンダーカッ
トされており、コレクターコンタクト５２’の蒸着に対
するリフトオフマスクとして所定の位置に残される。ウ
エハを覆ってＡｕＧｅ／Ｎｉ／Ａｕコンタクト電極が蒸
着され、コレクターエッチングのアンダーカットによっ
て残された出っ張りの下側においてフォトレジストを浸
食する溶剤のリフトオフを用いてレジストと過剰な金属
の除去が行われる。ウエハは次にアッシングされて最終
的な有機物残滓の除去が行われる。
およびベースメサ構造の両エッチングに関して述べた適
当なアンダーカットとによって、残存するコレクター層
３０を通してｎ＋サブコレクター２８までコレクターコ
ンタクト領域がエッチされる。フォトレジストはＢＣｌ
3 ：Ｃｌ2 によるＲＩＥによってわずかにアンダーカッ
トされており、コレクターコンタクト５２’の蒸着に対
するリフトオフマスクとして所定の位置に残される。ウ
エハを覆ってＡｕＧｅ／Ｎｉ／Ａｕコンタクト電極が蒸
着され、コレクターエッチングのアンダーカットによっ
て残された出っ張りの下側においてフォトレジストを浸
食する溶剤のリフトオフを用いてレジストと過剰な金属
の除去が行われる。ウエハは次にアッシングされて最終
的な有機物残滓の除去が行われる。
【００２９】本発明の特定の実施例において、ウエハは
４０：１のＨ2 Ｏ：ＮＨ4 ＯＨ中で３０秒間エッチさ
れ、純水の流水中でリンスされ、スピンリンスされ、乾
燥される。付着性促進のためのプロモーターが適用さ
れ、ポジ型のフォトレジストがスピン塗布され、ベーキ
ングされ、位置合わせされ、露光され、現像され、円筒
型のアッシング装置中で、１５０ワット、９００ミリＴ
ｏｒｒで３分間アッシングされ、１００℃、３０分間ベ
ーキングされる。ウエハは再び、円筒型のアッシング装
置中で、１５０ワット、９００ミリＴｏｒｒで３分間ア
ッシングされる。この時点で、エッチ深さを決定するた
めの荒い基準として役立てるために、レジスト厚さが測
定される。ウエハは次に緩衝ＨＦ中に１０秒間浸されて
自然酸化物を除去され、純水の流水中でリンスされ、ス
ピンリンスされて、乾燥される。ウエハは次にエミッタ
ーエッチのＡｌＧａＡｓ部分の場合と同じようにエッチ
される。時間はエッチ速度から約７７００オングストロ
ームを除去するように設定される。エッチ深さの適正さ
は段差高測定と表面ブレークダウンに関するプローブの
両方で確認される。ウエハは次に円筒型のアッシング装
置中で、１５０ワット、９００ミリＴｏｒｒでアッシン
グされ、１：８：１６０（Ｈ2 ＳＯ4 ：Ｈ2 Ｏ2：Ｈ2
Ｏ）中で１０秒間エッチ洗浄されてエッチングの損傷を
除去され、純水の流水中でリンスされ、スピンリンスさ
れて、乾燥される。ＡｕＧｅ−Ｎｉ−Ａｕコンタクト電
極が、フォトレジストの表面を覆って、またエッチされ
たコレクターコンタクト領域中へ蒸着される。ＢＣｌ3
／Ｃｌ2 のＲＩＥの間に発生するフォトレジストのアン
ダーカットは、レジスト側壁を越えてコレクターコンタ
クトへ金属がつながることを阻止するために、必要な端
部を隠し、それによってコレクターコンタクトのレジス
トリフトオフによるパターニングが許容される。溶剤リ
フトオフによってレジストと過剰な金属が除去され、円
筒型のアッシング装置中で、１５０ワット、９００ミリ
Ｔｏｒｒで５分間アッシングされて、有機物残滓が除去
される。結果の構造が図１４に示されている。
４０：１のＨ2 Ｏ：ＮＨ4 ＯＨ中で３０秒間エッチさ
れ、純水の流水中でリンスされ、スピンリンスされ、乾
燥される。付着性促進のためのプロモーターが適用さ
れ、ポジ型のフォトレジストがスピン塗布され、ベーキ
ングされ、位置合わせされ、露光され、現像され、円筒
型のアッシング装置中で、１５０ワット、９００ミリＴ
ｏｒｒで３分間アッシングされ、１００℃、３０分間ベ
ーキングされる。ウエハは再び、円筒型のアッシング装
置中で、１５０ワット、９００ミリＴｏｒｒで３分間ア
ッシングされる。この時点で、エッチ深さを決定するた
めの荒い基準として役立てるために、レジスト厚さが測
定される。ウエハは次に緩衝ＨＦ中に１０秒間浸されて
自然酸化物を除去され、純水の流水中でリンスされ、ス
ピンリンスされて、乾燥される。ウエハは次にエミッタ
ーエッチのＡｌＧａＡｓ部分の場合と同じようにエッチ
される。時間はエッチ速度から約７７００オングストロ
ームを除去するように設定される。エッチ深さの適正さ
は段差高測定と表面ブレークダウンに関するプローブの
両方で確認される。ウエハは次に円筒型のアッシング装
置中で、１５０ワット、９００ミリＴｏｒｒでアッシン
グされ、１：８：１６０（Ｈ2 ＳＯ4 ：Ｈ2 Ｏ2：Ｈ2
Ｏ）中で１０秒間エッチ洗浄されてエッチングの損傷を
除去され、純水の流水中でリンスされ、スピンリンスさ
れて、乾燥される。ＡｕＧｅ−Ｎｉ−Ａｕコンタクト電
極が、フォトレジストの表面を覆って、またエッチされ
たコレクターコンタクト領域中へ蒸着される。ＢＣｌ3
／Ｃｌ2 のＲＩＥの間に発生するフォトレジストのアン
ダーカットは、レジスト側壁を越えてコレクターコンタ
クトへ金属がつながることを阻止するために、必要な端
部を隠し、それによってコレクターコンタクトのレジス
トリフトオフによるパターニングが許容される。溶剤リ
フトオフによってレジストと過剰な金属が除去され、円
筒型のアッシング装置中で、１５０ワット、９００ミリ
Ｔｏｒｒで５分間アッシングされて、有機物残滓が除去
される。結果の構造が図１４に示されている。
【００３０】エミッター、ベース、およびコレクター領
域に対して電気的コンタクトおよび相互接続が施され
る。相互接続は部分的に平坦化された誘電体中のビア
（ｖｉａ）を通してこれらの領域へつなぎこまれ、基板
漏れの解消を保証され、高効率で、かつ顕著な低電力消
費で動作するデバイスが得られる。
域に対して電気的コンタクトおよび相互接続が施され
る。相互接続は部分的に平坦化された誘電体中のビア
（ｖｉａ）を通してこれらの領域へつなぎこまれ、基板
漏れの解消を保証され、高効率で、かつ顕著な低電力消
費で動作するデバイスが得られる。
【００３１】本発明の特定の実施例において、部分的に
平坦化された誘電体膜は次のようにして形成される： ａ．上のアッシング工程に続いて、ウエハはフレオン１
３Ｂ１とＣＦ4 ＋８％Ｏ2 との混合ガス中で、１５ワッ
ト、５０℃、２６０ミリＴｏｒｒのプラズマで前処理さ
れて、Ｓｉ3 Ｎ4 の接着性が促進され、窒化物および酸
化物堆積時のプラズマ誘起損傷が低減化される。 ｂ．１０００オングストロームのＳｉ3 Ｎ4 とそれに続
く１００００オングストロームのＳｉＯ2 で構成される
誘電体膜が、平行平板型の反応炉中でウエハを覆ってプ
ラズマ堆積される。 窒化物堆積のおよその条件は次のようである： ガス：１０％のＮＨ3 を含むＡｒが２６０ｓｃｃｍ、５
％のＳｉＨ4 を含むＡｒが５４０ｓｃｃｍ、Ｎ2 が８５
０ｓｃｃｍ 系の圧力：１０００ミリＴｏｒｒ 堆積電力：４０ワット 上側電極温度：４０℃ 下側電極温度：２５０℃ 酸化物堆積のおよその条件は次のようである： ガス：５％のＳｉＨ4 を含むＡｒが５４０ｓｃｃｍ、Ｎ
2 が６５０ｓｃｃｍ系の圧力：６５０ミリＴｏｒｒ 堆積電力：３０ワット 上側電極温度：４０℃ 下側電極温度：２５０℃ Ｓｉ3 Ｎ4 はデバイス表面を封止し、ＧａＡｓおよびＡ
ｕ層に対して良好な付着性を提供する。ＳｉＯ2 は良好
な絶縁性を提供し、またプラズマエッチ可能な相互接続
または抵抗体のための良好なエッチ速度差を提供し、ま
たイオンミリングまたはスパッタエッチングによる平坦
化勾配のための良好なファセットを提供する。 ｃ．ウエハはほぼ垂直入射のイオンミリングによって５
０００オングストロームを除去される。本質的に垂直な
酸化物側壁はこのエッチによっておよそ４５度の勾配を
持つようになる。イオンミリングの代わりにスパッタエ
ッチングを用いれば、同じ程度の勾配は１７５０±２５
０オングストロームの除去によって達成できる。酸化物
側壁に勾配をつけるために、もしイオンミリングの代わ
りにスパッタエッチを使用するのであれば、初期の酸化
物厚さは約７０００オングストロームへ減らすべきであ
る。側壁の勾配は、持ち上げられたエミッターおよびベ
ースと引き下がったコレクターという表面形状を覆って
相互接続を行うための良好なリード線厚さを保証するた
めである。 ｄ．ウエハは付着性促進のプロモーターの高圧スプレー
中で洗浄されて、その後窒化物／酸化物堆積反応炉へ戻
され、２０００オングストロームの酸化物堆積が行われ
て、エミッター、ベース、およびコレクター上の酸化物
厚さは約７０００オングストロームになる。
平坦化された誘電体膜は次のようにして形成される： ａ．上のアッシング工程に続いて、ウエハはフレオン１
３Ｂ１とＣＦ4 ＋８％Ｏ2 との混合ガス中で、１５ワッ
ト、５０℃、２６０ミリＴｏｒｒのプラズマで前処理さ
れて、Ｓｉ3 Ｎ4 の接着性が促進され、窒化物および酸
化物堆積時のプラズマ誘起損傷が低減化される。 ｂ．１０００オングストロームのＳｉ3 Ｎ4 とそれに続
く１００００オングストロームのＳｉＯ2 で構成される
誘電体膜が、平行平板型の反応炉中でウエハを覆ってプ
ラズマ堆積される。 窒化物堆積のおよその条件は次のようである： ガス：１０％のＮＨ3 を含むＡｒが２６０ｓｃｃｍ、５
％のＳｉＨ4 を含むＡｒが５４０ｓｃｃｍ、Ｎ2 が８５
０ｓｃｃｍ 系の圧力：１０００ミリＴｏｒｒ 堆積電力：４０ワット 上側電極温度：４０℃ 下側電極温度：２５０℃ 酸化物堆積のおよその条件は次のようである： ガス：５％のＳｉＨ4 を含むＡｒが５４０ｓｃｃｍ、Ｎ
2 が６５０ｓｃｃｍ系の圧力：６５０ミリＴｏｒｒ 堆積電力：３０ワット 上側電極温度：４０℃ 下側電極温度：２５０℃ Ｓｉ3 Ｎ4 はデバイス表面を封止し、ＧａＡｓおよびＡ
ｕ層に対して良好な付着性を提供する。ＳｉＯ2 は良好
な絶縁性を提供し、またプラズマエッチ可能な相互接続
または抵抗体のための良好なエッチ速度差を提供し、ま
たイオンミリングまたはスパッタエッチングによる平坦
化勾配のための良好なファセットを提供する。 ｃ．ウエハはほぼ垂直入射のイオンミリングによって５
０００オングストロームを除去される。本質的に垂直な
酸化物側壁はこのエッチによっておよそ４５度の勾配を
持つようになる。イオンミリングの代わりにスパッタエ
ッチングを用いれば、同じ程度の勾配は１７５０±２５
０オングストロームの除去によって達成できる。酸化物
側壁に勾配をつけるために、もしイオンミリングの代わ
りにスパッタエッチを使用するのであれば、初期の酸化
物厚さは約７０００オングストロームへ減らすべきであ
る。側壁の勾配は、持ち上げられたエミッターおよびベ
ースと引き下がったコレクターという表面形状を覆って
相互接続を行うための良好なリード線厚さを保証するた
めである。 ｄ．ウエハは付着性促進のプロモーターの高圧スプレー
中で洗浄されて、その後窒化物／酸化物堆積反応炉へ戻
され、２０００オングストロームの酸化物堆積が行われ
て、エミッター、ベース、およびコレクター上の酸化物
厚さは約７０００オングストロームになる。
【００３２】本発明はそれの特定好適実施例に関して説
明してきたが、当業者には数多くの変形および修正が直
ちに思いつかれるであろう。従って、特許請求の範囲に
述べられている本発明はそれらの変形や修正をすべて包
含するように、従来技術の観点からできる限り幅広く解
釈されるべきである。
明してきたが、当業者には数多くの変形および修正が直
ちに思いつかれるであろう。従って、特許請求の範囲に
述べられている本発明はそれらの変形や修正をすべて包
含するように、従来技術の観点からできる限り幅広く解
釈されるべきである。
【００３３】例えば、本発明の１つの実施例についてこ
れまでに説明した。この実施例はエミッターアップ型の
ＨＢＴであった。すなわち、コンタクトが周囲の基板か
ら突出したエミッターメサ構造に対して設けられてい
る。理解されるように、ここに述べられた本発明はコレ
クターアップ型のＨＢＴにも適用できるものであり、そ
のような１つの例を図１５に示した。このトランジスタ
ーは、半導体基板４９上に選択的にエッチできる半導体
層の積層構造を含む点でエミッターアップ型と似てい
る。基板４９上には、例えばｎ＋ＧａＡｓのエミッター
コンタクト層５０；例えばｎ形にドープされたＡｌＧａ
ＡｓまたはＧａＩｎＰのエミッター層５２；ｐ＋ＧａＡ
ｓのベース層５４；例えばＧａＡｓまたはＡｌＧａＡｓ
のバッファー層５６；例えばＧａＡｓのコレクター層５
８；および既に述べた実施例のように、ＩｎＧａＡｓ層
６０、ＴｉＷ層６２、および（望ましくはＡｕをベース
とする）金属を含む層６４が配置される。
れまでに説明した。この実施例はエミッターアップ型の
ＨＢＴであった。すなわち、コンタクトが周囲の基板か
ら突出したエミッターメサ構造に対して設けられてい
る。理解されるように、ここに述べられた本発明はコレ
クターアップ型のＨＢＴにも適用できるものであり、そ
のような１つの例を図１５に示した。このトランジスタ
ーは、半導体基板４９上に選択的にエッチできる半導体
層の積層構造を含む点でエミッターアップ型と似てい
る。基板４９上には、例えばｎ＋ＧａＡｓのエミッター
コンタクト層５０；例えばｎ形にドープされたＡｌＧａ
ＡｓまたはＧａＩｎＰのエミッター層５２；ｐ＋ＧａＡ
ｓのベース層５４；例えばＧａＡｓまたはＡｌＧａＡｓ
のバッファー層５６；例えばＧａＡｓのコレクター層５
８；および既に述べた実施例のように、ＩｎＧａＡｓ層
６０、ＴｉＷ層６２、および（望ましくはＡｕをベース
とする）金属を含む層６４が配置される。
【００３４】しかし、上で述べたエミッターアップのト
ランジスターと違って、この実施例に述べるコレクター
アップ型のトランジスターは、図１５の破線で示すよう
に、バッファー層５６およびベース層５４を通ってエミ
ッター層５２中へドーパントを拡散またはイオン打ち込
みした真性ベースを有している。金属コンタクト６６に
よってこのイオン打ち込みまたは拡散の領域に対してコ
ンタクトが形成される。イオン打ち込みはＢｅを用いて
行うことができる。Ｚｎは拡散に適したドーパントであ
る。コンタクト６６にはＡｕＺｎを使用することができ
る。コンタクトは、高濃度にドープされたエミッターコ
ンタクト層５０上へ、例えばＡｕＧｅＮｉＡｕの金属コ
ンタクト７０を形成することによってエミッター層５２
に対して設けられる。
ランジスターと違って、この実施例に述べるコレクター
アップ型のトランジスターは、図１５の破線で示すよう
に、バッファー層５６およびベース層５４を通ってエミ
ッター層５２中へドーパントを拡散またはイオン打ち込
みした真性ベースを有している。金属コンタクト６６に
よってこのイオン打ち込みまたは拡散の領域に対してコ
ンタクトが形成される。イオン打ち込みはＢｅを用いて
行うことができる。Ｚｎは拡散に適したドーパントであ
る。コンタクト６６にはＡｕＺｎを使用することができ
る。コンタクトは、高濃度にドープされたエミッターコ
ンタクト層５０上へ、例えばＡｕＧｅＮｉＡｕの金属コ
ンタクト７０を形成することによってエミッター層５２
に対して設けられる。
【００３５】コレクターアップ（あるいはエミッターア
ップ）型のトランジスターは論理回路、アナログ線形回
路、およびマイクロ波回路に応用できる。これらのデバ
イスの特長はコレクター−ベース界面に付随する寄生容
量がエミッターアップ型のトランジスターのそれと比べ
て大幅に低減されることである。
ップ）型のトランジスターは論理回路、アナログ線形回
路、およびマイクロ波回路に応用できる。これらのデバ
イスの特長はコレクター−ベース界面に付随する寄生容
量がエミッターアップ型のトランジスターのそれと比べ
て大幅に低減されることである。
【００３６】以上の説明に関して更に以下の項を開示す
る。 （１）半導体表面上にオーミックコンタクトを形成する
方法であって、次の工程：前記半導体表面を覆ってＩｎ
ＧａＡｓの層を形成すること、および前記ＩｎＧａＡｓ
の層の上にＴｉＷの層を形成して、それによって信頼性
のある安定な電気的コンタクトを確立すること、を含む
方法。
る。 （１）半導体表面上にオーミックコンタクトを形成する
方法であって、次の工程：前記半導体表面を覆ってＩｎ
ＧａＡｓの層を形成すること、および前記ＩｎＧａＡｓ
の層の上にＴｉＷの層を形成して、それによって信頼性
のある安定な電気的コンタクトを確立すること、を含む
方法。
【００３７】（２）第１項記載の方法であって、前記Ｔ
ｉＷの層がスパッタ工程によって形成される方法。
ｉＷの層がスパッタ工程によって形成される方法。
【００３８】（３）第２項記載の方法であって、前記Ｔ
ｉＷの層の応力が、前記スパッタ工程を特定の圧力で実
施することによって選択できるようになった方法。
ｉＷの層の応力が、前記スパッタ工程を特定の圧力で実
施することによって選択できるようになった方法。
【００３９】（４）第１項記載の方法であって、更に前
記ＴｉＷの層の上に金属を含む層を形成する工程を含
み、前記金属を含む層がＡｕを含んでいる方法。
記ＴｉＷの層の上に金属を含む層を形成する工程を含
み、前記金属を含む層がＡｕを含んでいる方法。
【００４０】（５）第４項記載の方法であって、前記金
属を含む層がＴｉ、Ｐｔ、およびＡｕを含んでいる方
法。
属を含む層がＴｉ、Ｐｔ、およびＡｕを含んでいる方
法。
【００４１】（６）第１項記載の方法であって、前記Ｉ
ｎＧａＡｓの層がＩｎ0.5 Ｇａ0.5 Ａｓである方法。
ｎＧａＡｓの層がＩｎ0.5 Ｇａ0.5 Ａｓである方法。
【００４２】（７）第１項記載の方法であって、更に前
記ＩｎＧａＡｓの層をＳｉで以て約１×１０19ｃｍ-3の
濃度にドープする工程を含む方法。
記ＩｎＧａＡｓの層をＳｉで以て約１×１０19ｃｍ-3の
濃度にドープする工程を含む方法。
【００４３】（８）半導体表面に対するオーミックコン
タクトであって：前記半導体表面を覆うＩｎＧａＡｓの
層、および前記ＩｎＧａＡｓの層の上のＴｉＷの層、を
含むオーミックコンタクト。
タクトであって：前記半導体表面を覆うＩｎＧａＡｓの
層、および前記ＩｎＧａＡｓの層の上のＴｉＷの層、を
含むオーミックコンタクト。
【００４４】（９）第８項記載のオーミックコンタクト
であって、更に前記ＴｉＷの層の上に金属を含む層を含
み、前記金属を含む層がＡｕを含んでいるオーミックコ
ンタクト。
であって、更に前記ＴｉＷの層の上に金属を含む層を含
み、前記金属を含む層がＡｕを含んでいるオーミックコ
ンタクト。
【００４５】（１０）第９項記載のオーミックコンタク
トであって、前記金属を含む層がＴｉ、Ｐｔ、およびＡ
ｕを含んでいるオーミックコンタクト。
トであって、前記金属を含む層がＴｉ、Ｐｔ、およびＡ
ｕを含んでいるオーミックコンタクト。
【００４６】（１１）第８項記載のオーミックコンタク
トであって、前記ＩｎＧａＡｓの層がＩｎ0.5 Ｇａ0.5
Ａｓであるオーミックコンタクト。
トであって、前記ＩｎＧａＡｓの層がＩｎ0.5 Ｇａ0.5
Ａｓであるオーミックコンタクト。
【００４７】（１２）第８項記載のオーミックコンタク
トであって、前記ＩｎＧａＡｓの層がＳｉで以て約１×
１０19ｃｍ-3の濃度にドープされているオーミックコン
タクト。
トであって、前記ＩｎＧａＡｓの層がＳｉで以て約１×
１０19ｃｍ-3の濃度にドープされているオーミックコン
タクト。
【００４８】（１３）バイポーラートランジスターであ
って：メサ構造であって、第１の半導体層、前記第１の
半導体層の上のＩｎＧａＡｓの層、および前記ＩｎＧａ
Ａｓの層の上のＴｉＷの層、を含むメサ構造、を含むバ
イポーラートランジスター。
って：メサ構造であって、第１の半導体層、前記第１の
半導体層の上のＩｎＧａＡｓの層、および前記ＩｎＧａ
Ａｓの層の上のＴｉＷの層、を含むメサ構造、を含むバ
イポーラートランジスター。
【００４９】（１４）第１３項記載のバイポーラートラ
ンジスターであって、前記メサ構造がエミッターメサ構
造であり、前記第１の半導体層が広禁止帯幅のエミッタ
ー層であるバイポーラートランジスター。
ンジスターであって、前記メサ構造がエミッターメサ構
造であり、前記第１の半導体層が広禁止帯幅のエミッタ
ー層であるバイポーラートランジスター。
【００５０】（１５）第１４項記載のバイポーラートラ
ンジスターであって、前記エミッターメサ構造が更に前
記エミッター層と前記ＩｎＧａＡｓの層との間にＧａＡ
ｓの層を含んでいるバイポーラートランジスター。
ンジスターであって、前記エミッターメサ構造が更に前
記エミッター層と前記ＩｎＧａＡｓの層との間にＧａＡ
ｓの層を含んでいるバイポーラートランジスター。
【００５１】（１６）第１３項記載のバイポーラートラ
ンジスターであって、前記メサ構造がコレクターメサ構
造であり、前記第１の半導体層がコレクター層であるバ
イポーラートランジスター。
ンジスターであって、前記メサ構造がコレクターメサ構
造であり、前記第１の半導体層がコレクター層であるバ
イポーラートランジスター。
【００５２】（１７）第１４項記載のトランジスターで
あって、前記エミッター層がＡｌＧａＡｓであるトラン
ジスター。
あって、前記エミッター層がＡｌＧａＡｓであるトラン
ジスター。
【００５３】（１８）第１４項記載のトランジスターで
あって、前記エミッター層がＧａＩｎＰであるトランジ
スター。
あって、前記エミッター層がＧａＩｎＰであるトランジ
スター。
【００５４】（１９）第１３項記載のトランジスターで
あって、更に前記ＴｉＷの層の上に金属を含む層を含
み、前記金属を含む層がＡｕを含んでいるトランジスタ
ー。
あって、更に前記ＴｉＷの層の上に金属を含む層を含
み、前記金属を含む層がＡｕを含んでいるトランジスタ
ー。
【００５５】（２０）第１３項記載のトランジスターで
あって、前記ＩｎＧａＡｓの層がＩｎ 0.5 Ｇａ0.5 Ａｓ
であるトランジスター。
あって、前記ＩｎＧａＡｓの層がＩｎ 0.5 Ｇａ0.5 Ａｓ
であるトランジスター。
【００５６】（２１）一般的に、そして本発明の１つの
形態として、ＧａＡｓ表面２０上にオーミックコンタク
トを形成するための方法が述べられている。本方法はＧ
ａＡｓ表面２０を覆ってＩｎＧａＡｓの層２２を堆積さ
せる工程と、ＩｎＧａＡｓの層２２の上にＴｉＷの層２
４を堆積させる工程とを含み、それによってＧａＡｓ表
面２０に対して信頼性ある安定な電気的コンタクトが確
立し、そこにおいてＴｉが一般的にＩｎと反応しないよ
うになっている。
形態として、ＧａＡｓ表面２０上にオーミックコンタク
トを形成するための方法が述べられている。本方法はＧ
ａＡｓ表面２０を覆ってＩｎＧａＡｓの層２２を堆積さ
せる工程と、ＩｎＧａＡｓの層２２の上にＴｉＷの層２
４を堆積させる工程とを含み、それによってＧａＡｓ表
面２０に対して信頼性ある安定な電気的コンタクトが確
立し、そこにおいてＴｉが一般的にＩｎと反応しないよ
うになっている。
【図１】本発明の第１の好適実施例の断面図。
【図２】第２の好適実施例の各種の製造段階における断
面図であって、スタートの材料構造を示す図。
面図であって、スタートの材料構造を示す図。
【図３】第２の好適実施例の各種の製造段階における断
面図であって、ＩｎＧａＡｓキャップ層の上にＴｉＷ層
がスパッタされた段階を示す図。
面図であって、ＩｎＧａＡｓキャップ層の上にＴｉＷ層
がスパッタされた段階を示す図。
【図４】第２の好適実施例の各種の製造段階における断
面図であって、エミッターのためのＴｉＷ表面を露出さ
せたレジストパターン形成後の段階を示す図。
面図であって、エミッターのためのＴｉＷ表面を露出さ
せたレジストパターン形成後の段階を示す図。
【図５】第２の好適実施例の各種の製造段階における断
面図であって、図４の構造上へＡｕをベースとするエミ
ッター電極を蒸着した段階を示す図。
面図であって、図４の構造上へＡｕをベースとするエミ
ッター電極を蒸着した段階を示す図。
【図６】第２の好適実施例の各種の製造段階における断
面図であって、図５の構造に対してリフトオフを施して
エミッター電極を作製した段階を示す図。
面図であって、図５の構造に対してリフトオフを施して
エミッター電極を作製した段階を示す図。
【図７】第２の好適実施例の各種の製造段階における断
面図であって、図６の構造に対して選択的反応性イオン
エッチング処理を施してＴｉＷ層を掘り込んだ段階を示
す図。
面図であって、図６の構造に対して選択的反応性イオン
エッチング処理を施してＴｉＷ層を掘り込んだ段階を示
す図。
【図８】第２の好適実施例の各種の製造段階における断
面図であって、ＩｎＧａＡｓを非選的な時間を定めた湿
式エッチングによって加工した段階を示す図。
面図であって、ＩｎＧａＡｓを非選的な時間を定めた湿
式エッチングによって加工した段階を示す図。
【図９】第２の好適実施例の各種の製造段階における断
面図であって、ＡｌＧａＡｓ層の最上部までＲＩＥによ
ってエッチングを行った構造を示す図。
面図であって、ＡｌＧａＡｓ層の最上部までＲＩＥによ
ってエッチングを行った構造を示す図。
【図１０】第２の好適実施例の各種の製造段階における
断面図であって、非選択的エッチングによってベース層
までのエッチングを行った段階を示す図。
断面図であって、非選択的エッチングによってベース層
までのエッチングを行った段階を示す図。
【図１１】第２の好適実施例の各種の製造段階における
断面図であって、図１０の構造に対してベースコンタク
トを形成するために、レジスト塗布およびパターニング
とコンタクト金属多層膜の堆積を行った段階を示す図。
断面図であって、図１０の構造に対してベースコンタク
トを形成するために、レジスト塗布およびパターニング
とコンタクト金属多層膜の堆積を行った段階を示す図。
【図１２】第２の好適実施例の各種の製造段階における
断面図であって、ベースメサ構造を定義するフォトレジ
ストを形成して、不要な多層膜およびレジストをリフト
オフした段階を示す図。
断面図であって、ベースメサ構造を定義するフォトレジ
ストを形成して、不要な多層膜およびレジストをリフト
オフした段階を示す図。
【図１３】第２の好適実施例の各種の製造段階における
断面図であって、図１２の構造からレジストを除去し、
洗浄を行った段階を示す図。
断面図であって、図１２の構造からレジストを除去し、
洗浄を行った段階を示す図。
【図１４】第２の好適実施例の各種の製造段階における
断面図であって、図１３の構造に対してコレクターコン
タクト形成のために、エッチングによって形成されたコ
レクターコンタクト領域中へコンタクト金属の蒸着を行
った段階を示す図。
断面図であって、図１３の構造に対してコレクターコン
タクト形成のために、エッチングによって形成されたコ
レクターコンタクト領域中へコンタクト金属の蒸着を行
った段階を示す図。
【図１５】本発明の第３の好適実施例の断面図。
２０ ＧａＡｓウエハ ２２ ＩｎＧａＡｓ層 ２４ ＴｉＷ層 ２６ 半絶縁性ＧａＡｓ基板 ２８ サブコレクター層 ３０ コレクター層 ３２ ベース層 ３４ エミッター層 ３６ バッファー層 ３８ ＩｎＧａＡｓ層 ４０ ＴｉＷ層 ４２ フォトレジスト層 ４４ エミッター電極 ４６ フォトレジスト層 ４８ Ｔｉ−Ｐｔ−Ａｕベースコンタクト膜 ４９ 半導体基板 ５０’ ポジ型フォトレジスト ５２’ コレクターコンタクト ５８’ フォトレジスト層 ５０ エミッターコンタクト層 ５２ エミッター層 ５４ ベース層 ５６ バッファー層 ５８ コレクター層 ６０ ＩｎＧａＡｓ層 ６２ ＴｉＷ層 ６４ 金属を含む層 ６６ 金属コンタクト ７０ 金属コンタクト
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｌ 29/73 (72)発明者 トーマス イー．ナグル アメリカ合衆国テキサス州ダラス，ブラフ デイル ドライブ 9717
Claims (2)
- 【請求項１】 半導体表面上にオーミックコンタクトを
形成する方法であって、次の工程：前記半導体表面を覆
ってＩｎＧａＡｓの層を形成すること、および前記Ｉｎ
ＧａＡｓの層の上にＴｉＷの層を形成して、それによっ
て信頼性のある安定な電気的コンタクトを確立するこ
と、 を含む方法。 - 【請求項２】 半導体表面に対するオーミックコンタク
トであって：前記半導体表面を覆うＩｎＧａＡｓの層、
および前記ＩｎＧａＡｓの層の上のＴｉＷの層、 を含むオーミックコンタクト。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US1492093A | 1993-02-08 | 1993-02-08 | |
| US014920 | 1993-02-08 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH076979A true JPH076979A (ja) | 1995-01-10 |
| JP3502651B2 JP3502651B2 (ja) | 2004-03-02 |
Family
ID=21768552
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP01432294A Expired - Lifetime JP3502651B2 (ja) | 1993-02-08 | 1994-02-08 | 電極形成法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US5804877A (ja) |
| JP (1) | JP3502651B2 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| US5804487A (en) * | 1996-07-10 | 1998-09-08 | Trw Inc. | Method of fabricating high βHBT devices |
| EP0907203A3 (de) * | 1997-09-03 | 2000-07-12 | Siemens Aktiengesellschaft | Strukturierungsverfahren |
| JP2001053023A (ja) * | 1999-08-11 | 2001-02-23 | Tokyo Electron Ltd | 半導体装置の製造方法及び製造装置 |
| US6368929B1 (en) | 2000-08-17 | 2002-04-09 | Motorola, Inc. | Method of manufacturing a semiconductor component and semiconductor component thereof |
| US6605519B2 (en) | 2001-05-02 | 2003-08-12 | Unaxis Usa, Inc. | Method for thin film lift-off processes using lateral extended etching masks and device |
| US6706583B1 (en) * | 2001-10-19 | 2004-03-16 | Lsi Logic Corporation | High speed low noise transistor |
| US6846747B2 (en) | 2002-04-09 | 2005-01-25 | Unaxis Usa Inc. | Method for etching vias |
| ATE498404T1 (de) * | 2003-12-09 | 2011-03-15 | Novo Nordisk As | Regulierung der nahrungspräferenz mit glp-1- agonisten |
| JP2005259835A (ja) * | 2004-03-10 | 2005-09-22 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 半導体素子及びその製造方法 |
| US8421121B2 (en) * | 2007-04-18 | 2013-04-16 | Northrop Grumman Systems Corporation | Antimonide-based compound semiconductor with titanium tungsten stack |
| JP5352248B2 (ja) * | 2009-01-09 | 2013-11-27 | Ｄｏｗａエレクトロニクス株式会社 | 窒化物半導体発光素子およびその製造方法 |
| US20100244105A1 (en) * | 2009-03-31 | 2010-09-30 | Kiuchul Hwang | Transistors having temperature stable schottky contact metals |
| JP6070548B2 (ja) * | 2011-05-18 | 2017-02-01 | 住友電気工業株式会社 | 化合物半導体基板 |
| WO2013126828A1 (en) | 2012-02-23 | 2013-08-29 | Sensor Electronic Technology, Inc. | Ohmic contact to semiconductor |
| US8988161B2 (en) | 2013-06-20 | 2015-03-24 | Triquint Semiconductor, Inc. | Transformer for monolithic microwave integrated circuits |
Family Cites Families (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4179533A (en) * | 1978-04-25 | 1979-12-18 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Multi-refractory films for gallium arsenide devices |
| US4186410A (en) * | 1978-06-27 | 1980-01-29 | Bell Telephone Laboratories, Incorporated | Nonalloyed ohmic contacts to n-type Group III(a)-V(a) semiconductors |
| US4330343A (en) * | 1979-01-04 | 1982-05-18 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Refractory passivated ion-implanted GaAs ohmic contacts |
| JPS61117868A (ja) * | 1984-11-14 | 1986-06-05 | Toshiba Corp | 半導体装置及びその製造方法 |
| US4849802A (en) * | 1986-01-21 | 1989-07-18 | Ibm Corporation | Thermally stable low resistance contact |
| KR920006875B1 (ko) * | 1987-03-18 | 1992-08-21 | 후지쓰 가부시끼가이샤 | 비합금 오옴 콘택트들을 가지고 있는 화합물 반도체 장치 |
| JPS63276267A (ja) * | 1987-05-08 | 1988-11-14 | Fujitsu Ltd | 半導体装置の製造方法 |
| US5055908A (en) * | 1987-07-27 | 1991-10-08 | Texas Instruments Incorporated | Semiconductor circuit having metallization with TiW |
| US5124270A (en) * | 1987-09-18 | 1992-06-23 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Bipolar transistor having external base region |
| JPH01194468A (ja) * | 1988-01-29 | 1989-08-04 | Fujitsu Ltd | オーミック電極構造 |
| US5077231A (en) * | 1991-03-15 | 1991-12-31 | Texas Instruments Incorporated | Method to integrate HBTs and FETs |
| US5243207A (en) * | 1991-03-15 | 1993-09-07 | Texas Instruments Incorporated | Method to integrate HBTs and FETs |
| US5275971A (en) * | 1992-04-20 | 1994-01-04 | Motorola, Inc. | Method of forming an ohmic contact to III-V semiconductor materials |
| JPH0669227A (ja) * | 1992-05-29 | 1994-03-11 | Texas Instr Inc <Ti> | 化合物半導体のヘテロ接合バイポーラトランジスタ及びその製造方法 |
| JP3502651B2 (ja) | 1993-02-08 | 2004-03-02 | トリクイント セミコンダクター テキサス、エルピー | 電極形成法 |
| US5550089A (en) * | 1994-03-23 | 1996-08-27 | Lucent Technologies Inc. | Gallium oxide coatings for optoelectronic devices using electron beam evaporation of a high purity single crystal Gd3 Ga5 O12 source. |
| US5485025A (en) * | 1994-12-02 | 1996-01-16 | Texas Instruments Incorporated | Depleted extrinsic emitter of collector-up heterojunction bipolar transistor |
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-
1994
- 1994-02-08 JP JP01432294A patent/JP3502651B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1996
- 1996-06-20 US US08/667,318 patent/US5804877A/en not_active Expired - Lifetime
-
1997
- 1997-04-23 US US08/839,120 patent/US6191021B1/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
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