(57)【要約】【課題】ベース電極とエミッタ電極間の順メサ部の短絡と、逆メサ部Ｂの部のオーバエッチングを改善し、ベースコレクタ間容量を低減して、高速化を図ったＨＢＴの製造方法を提供する。【解決手段】化合物半導体基板の｛１００｝面に形成されるバイポーラトランジスタの製造方法において、バイポーラトランジスタの一辺を基板の［１１０］方位に対して所定の角度傾けて形成した。【選択図】　　　図１
2004095578.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
化合物半導体基板の｛１００｝面に形成されるバイポーラトランジスタの製造方法において、前記バイポーラトランジスタの一辺を前記基板の［１１０］方位に対して所定の角度傾けて形成したことを特徴とするバイポーラトランジスタの製造方法。
【請求項２】
前記所定の角度は約４５度であることを特徴とする請求項１記載のバイポーラトランジスタの製造方法。
【請求項３】
バイポーラトランジスタの一辺を前記基板の［１１０］方位に対して傾ける方法として、レチクルに形成するバイポーラトランジスタのパターンを傾けて描画することを特徴とする請求項１又は２記載のバイポーラトランジスタの製造方法。
【請求項４】
バイポーラトランジスタの一辺を前記基板の［１１０］方位に対して傾ける方法として、インゴットに形成するオリエンテーションフラットを［１１０］方位に対して傾けて形成したウエハーを用いることを特徴とする請求項１又は２記載のバイポーラトランジスタの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばヘテロ接合バイポーラトランジスタ（以下、ＨＢＴと記す）の製造方法に係り、特に、速度性能の向上および設計の自由度の向上を図ったＨＢＴの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＨＢＴは、エミッタにベースよりもバンドギャップの大きな半導体材料を用いることにより、ベースの不純物濃度を高くしてもエミッタ注入効率を低下させることなく、大きな電流増幅率が得られること、このためベース抵抗が低く抑えられること等、トランジスタの高性能化に有利な利点を多く有している。
【０００３】
化合物半導体を用いたＨＢＴは、一般に、｛１００｝面を主表面とする半絶縁性半導体基板上に目的とする半導体層をエピタキシャル成長させ、エッチングによりメサ型構造を形成し、エミッタ層、ベース層、コレクタ層にそれぞれオーミックコンタクト電極を形成して製造される。
【０００４】
このようなＨＢＴの寄生抵抗、寄生容量を減らし高速化を図るため、また、高集積化、低消費電力化を図るためには、トランジスタ寸法の微細化が必要であり、素子構造上セルフアラインＨＢＴが有利である。
【０００５】
このセルフアラインＨＢＴの製造プロセスの中でも、エミッタ電極に対し、エミッタを構成する半導体層にサイドエッチングすることによりアンダーカット領域を形成し、エミッタ電極を含んだ領域に、上からベース電極形成用金属を例えば電子ビーム蒸着することにより、エミッタとベース電極とを同時にかつ分離して形成するプロセスがある。
この方法は、微細寸法のエミッタメサ領域とベース電極との距離を極力近づけ、寄生ベース抵抗を大幅に低減させることができるため、盛んに用いられている。
【０００６】
エミッタ電極に対し、エミッタを構成する半導体層にサイドエッチングを導入する最も簡便な方法は、エミッタ電極をエッチングマスクとして、エミッタコンタクト層とエミッタ層に選択ウェットエッチングによりサイドエッチングする方法である。
【０００７】
一般的に、ＧａＡｓやＩｎＰを中心とする化合物半導体をウェットエッチング法でエッチングする場合、その結晶面方位によりエッチング速度およびエッチング断面形状は大いに異なり、エッチング断面形状は台形状の順メサ形状と逆台形（上底の方が下底より長い）を含む逆メサ形状に大別される。
【０００８】
前記エミッタ電極をマスクとしてエミッタコンタクト層およびエミッタ層のサイドエッチングを行い、アンダーカット領域を形成し、その上からベース電極形成用金属を電子ビーム蒸着するセルフアライン工程では逆メサ断面形状の方が必要最低限の僅かなサイドエッチング量でエミッタ／ベース電極が分離されるため、エッチング時間が短くて済み、再現性、ウェハ面内均一性に優れる。
また、サイドエッチング量が少ないため、エッチングマスクであるエミッタ電極材料とエミッタコンタクト半導体層との密着面積も向上し、高歩留まりが実現できる。
【０００９】
一方、順メサ断面形状ではサイドエッチング量が充分でないと、電子ビーム蒸着されたベース電極金属がエミッタ層と一部接触してしまい、エミッタ／ベース間短絡を招く危険性がある。充分深いサイドエッチングを行うには、エッチング時間を長くしなければならず、横方向へのエッチング深さの再現性、ウェハ面内均一性が低下する。また、深いサイドエッチングを行うと、エミッタ電極材料とエミッタコンタクト層との密着面積を低下させ、歩留まりが低下する危険性がある。
【００１０】
したがって、高信頼性のセルフアラインＩｎＰ／ＩｎＧａＡｓＨＢＴを製作するためには、順メサ面を含むエミッタメサ構造によりアンダーカット領域を形成しなければならず、このため、エッチングマスクであるエミッタ電極に対して充分深いサイドエッチングが必要不可欠となる。特に、ＩｎＰにおける順メサ面は、｛１１１｝Ｂ面であり、メサ断面形状は４５度に近い角度となるため、少なくともエミッタ層厚を大幅に上回る深いサイドエッチング量（０．２μｍ以上）が求められる。
【００１１】
図４（ａ，ｂ）は一般的な化合物半導体のインゴットの結晶方位とウエハー切り出しの関係を示す図で、ウエハー１はＡで示す表面を｛００１｝とされ、Ｂで示す｛１１０｝面に平行に面取りされた部分をオリエンテーションフラット（以下ＯＦという）として作製される。
【００１２】
図５（ａ）は図３に示すウエハー１を用いＯＦに平行な長方形のパタンーンを形成したＨＢＴ２の平面図。（ｂ〜ｄ）図は（ａ）図の一部を拡大して示す平面図およびａ−ａ，ｂ−ｂ断面図である。なお、ＨＢＴとして必要な製造工程は従来通りなのでここでの説明は省略する。
【００１３】
これらの図において、３はベース、３ａはベースメタル、４はエミッタ層、４ａはエミッタメタル、５ａ，５ｂはセルフアラインで蒸着されたエミッタ電極およびベース電極である。
【００１４】
図６は図５のＨＢＴにウエットエッチングを施した状態を示す図である。図に示すようにａ−ａ断面では順メサ状態となりｂ−ｂ断面では逆メサ状態にエッチングされる。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
従って、先に述べたように、逆メサ部では僅かなサイドエッチング量でエミッタ／ベース電極が分離されるため、エッチング時間が短くて済み、順メサ断面形状ではサイドエッチング量が充分でないと、電子ビーム蒸着されたベース電極金属がエミッタ層と一部接触してしまい、エミッタ／ベース間短絡を招くという問題がある。即ち、順メサ部Ａの部分が短絡しないようにすると、逆メサ部Ｂの部分がオーバエッチングされることになり、エミッタ電極５ａの幅Ｗに対するＬの幅が短縮できず高速化に限界があるという問題があった。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
このような問題点を解決するために、請求項１においては、
化合物半導体基板の｛１００｝面に形成されるバイポーラトランジスタの製造方法において、前記バイポーラトランジスタの一辺を前記基板の［１１０］方位に対して所定の角度傾けて形成したことを特徴とする。
【００１７】
請求項２においては、請求項１記載のバイポーラトランジスタの製造方法において、
前記所定の角度は約４５度であることを特徴とする。
【００１８】
請求項３においては、請求項１又は２記載のバイポーラトランジスタの製造方法において、
バイポーラトランジスタの一辺を前記基板の［１１０］方位に対して傾ける方法として、レチクルに形成するバイポーラトランジスタのパターンを傾けて描画することを特徴とする。
【００１９】
請求項４においては、請求項１又は２記載のバイポーラトランジスタの製造方法において、
バイポーラトランジスタの一辺を前記基板の［１１０］方位に対して傾ける方法として、インゴットに形成するオリエンテーションフラットを［１１０］方位に対して傾けて形成したウエハーを用いることを特徴とする。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を用いて本発明を詳細に説明する。
図１（ａ，ｂ）は本発明の実施形態の一例を示す断面図である。図１（ａ）はウエハー１のＯＦ｛１１０｝面に対してレチクル（図示省略）に形成するＨＢＴのパターンを４５度傾けて描画した例を示し、図ｂはインゴットに形成するＯＦを［１１０］方位に対して４５度傾けて面取りしたウエハーを用いる例を示している。このようにウエハーそのものに対する面取りを４５度傾けたものを用いれば結果的にレチクルのパターンを４５度傾けたものと同じ結果が得られる。
【００２１】
図２は図１に示す方法によりウエットエッチングを行った結果を示す図である。
尚、図５と同一要素には同一符号を付している。図のＣ，Ｃ’部に示すように順メサ，逆メサが改善されいずれも基板に対して垂直方向にエッチングされている。
これにより、順メサ部分の短絡が改善され、逆メサ部Ｂの部分のオーバエッチングも改善されることになり、エミッタ電極５ａの幅Ｗに対するＬａの幅を短縮することができ高速化に寄与することができる。
【００２２】
ところで、ＨＢＴにおいてベースコレクタ間容量を低減させて高速化を図る手法として、ベース電極下のコレクタ半導体層をエッチングして除去する方法がある。コレクタにＩｎＰを基材とする層を含みその上部にＡｓを基材とする層を有する構造の場合、一般的な選択エッチングが可能な塩酸を基材とするエッチング液では、サイドエッチングが全く入らずベースコレクタ間容量を低減することはできない。
【００２３】
しかしながら、本発明では、ＨＢＴの一辺を基板の［１１０］方位に対して所定の角度（４５度）傾けて形成しているので、図３に示すＤ部のコレクタ層を選択的にサイドエッチングが可能となる。一般的にベース層はＡｓを基材とする層で構成されているため真性ベース領域の直前までのサイドエッチングが可能となり、ベースコレクタ間容量が極限まで低減できる。この結果、ベースコレクタ間容量が低減でき、トランジスタの高速化を図ることができる。
【００２４】
本発明の以上の説明は、説明および例示を目的として特定の好適な実施例を示したに過ぎない。したがって本発明はその本質から逸脱せずに多くの変更、変形をなし得ることは当業者に明らかである。
【００２５】
例えば本発明ではＨＢＴの一辺を傾ける角度を４５度としたが、エッチングによる順メサ，逆メサの程度により適宜変更可能である。また、実施例ではＨＢＴについて説明したが本発明の対象はＨＢＴに限るものではない。
特許請求の範囲の欄の記載により定義される本発明の範囲は、その範囲内の変更、変形を包含するものとする。
【００２６】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、ＨＢＴの一辺を基板の［１１０］方位に対して所定の角度（４５度）傾けて形成しているので、順メサ部分の短絡が改善され、逆メサ部Ｂの部分のオーバエッチングも改善されることとなる。また、コレクタ層の選択的なサイドエッチングが可能となるので、ベースコレクタ間容量が低減でき、ＨＢＴの高速化を図ることができる。
なお、ＨＢＴの配列方向として従来はＯＦに平行な２方向のみの利用であったが、本発明では４５度傾けた方向で利用するので、設計の自由度を広げることができる。
【００２７】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のＨＢＴの製造方法の実施形態の一例を示す説明図である。
【図２】本発明の製造方法により作製したＨＢＴの一例を示す説明図である。
【図３】本発明の製造方法により作製したＨＢＴの一例を示す説明図である。
【図４】インゴットの結晶方向とウエハーの結晶面の関係を示す説明図である。
【図５】ＨＢＴのセルフアライン電極の形成工程を示す説明図である。
【図６】従来の製造方法によるエッチング結果を示す説明図である。
【符号の説明】
１　　ウエハー
２　　ＨＢＴ
３　　ベース
４　　エミッタ
５ａ　エミッタ電極
５ｂ　ベース電極
【図１】
2004095578.tif 000003
【図２】
2004095578.tif 000004
【図３】
2004095578.tif 000005
【図４】
2004095578.tif 000006
【図５】
2004095578.tif 000007
【図６】
2004095578.tif 000008