JPH0794523A - 集積半導体装置の製造方法 - Google Patents
集積半導体装置の製造方法Info
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- JPH0794523A JPH0794523A JP3039053A JP3905391A JPH0794523A JP H0794523 A JPH0794523 A JP H0794523A JP 3039053 A JP3039053 A JP 3039053A JP 3905391 A JP3905391 A JP 3905391A JP H0794523 A JPH0794523 A JP H0794523A
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- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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- H10P76/202—Manufacture or treatment of masks on semiconductor bodies, e.g. by lithography or photolithography of masks comprising organic materials for lift-off processes
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- H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
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- H10D62/80—Semiconductor bodies, or regions thereof, of devices having potential barriers characterised by the materials
- H10D62/85—Semiconductor bodies, or regions thereof, of devices having potential barriers characterised by the materials being Group III-V materials, e.g. GaAs
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- Electrodes Of Semiconductors (AREA)
Abstract
(57)【要約】 (修正有)
【目的】 スペーサを設けた第1のカプセル封止電極接
点の製造工程を実現し、この第1接点に1個又は数個の
他の接点を自己整合し、非プレーナ装置の製造に適用し
得る自己整合方法を提供する。 【構成】 a0) 第1、第2電極接点を夫々受けるための
第1、第2半導体層を形成し;b0) 第1半導体層に堆積
されたフォトレジスト層8に、開口B0を像反転法で形成
し;c0) 開口内に第1電極接点Eを形成する第1金属層
を堆積し、接点Eには開口のオーバーハング側部F1から
僅かの距離の個所に横方向に位置する上側縁部を有し、
フォトレジスト層のオーバーハング側部F1よりも高さの
低いオーバーハング側部F2を設け、第1接点の基部を中
心とするアパーチュアを残存させ;d0) 僅かな距離の値
よりも厚い厚さの第1誘電体層を堆積して第1電極接点
をカプセル封止し;e0) 第1電極接点Eの囲りの誘電体
層及び金属層をリフトオフし;f0) 第1カプセル封止電
極接点Eを中心とするスペーサを形成する。
点の製造工程を実現し、この第1接点に1個又は数個の
他の接点を自己整合し、非プレーナ装置の製造に適用し
得る自己整合方法を提供する。 【構成】 a0) 第1、第2電極接点を夫々受けるための
第1、第2半導体層を形成し;b0) 第1半導体層に堆積
されたフォトレジスト層8に、開口B0を像反転法で形成
し;c0) 開口内に第1電極接点Eを形成する第1金属層
を堆積し、接点Eには開口のオーバーハング側部F1から
僅かの距離の個所に横方向に位置する上側縁部を有し、
フォトレジスト層のオーバーハング側部F1よりも高さの
低いオーバーハング側部F2を設け、第1接点の基部を中
心とするアパーチュアを残存させ;d0) 僅かな距離の値
よりも厚い厚さの第1誘電体層を堆積して第1電極接点
をカプセル封止し;e0) 第1電極接点Eの囲りの誘電体
層及び金属層をリフトオフし;f0) 第1カプセル封止電
極接点Eを中心とするスペーサを形成する。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、スペーサを設けた第1
カプセル封止電極接点E及びこの第1接点に設けられた
第2自己整合電極接点Bを各半導体層に設けるようにし
た集積半導体装置を自己整合により製造する方法に関す
るものである。又、本発明は非プレーナバイポーラヘテ
ロ接合トランジスタを具える集積半導体装置を自己整合
により製造する方法に関するものである。
カプセル封止電極接点E及びこの第1接点に設けられた
第2自己整合電極接点Bを各半導体層に設けるようにし
た集積半導体装置を自己整合により製造する方法に関す
るものである。又、本発明は非プレーナバイポーラヘテ
ロ接合トランジスタを具える集積半導体装置を自己整合
により製造する方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】バイポーラプレーナヘテロ接合トランジ
スタを製造する自己整合法はヨーロッパ特許出願EP0
322960号から既知である。このヨーロッパ特許出
願の自己整合法では先ず第1に、半導体装置の上側表面
にトランジスタの2つのベース接点を形成するようにし
ている。これらベース接点はカプセル封止し、スペーサ
を設けるようにしている。これらスペーサの外側縁部間
の距離によってベース接点間のスペーサにより形成され
る開口内に設けるエミッタ接点の寸法を規定する。又、
これらスペーサの横方向寸法によってベース接点の各々
をエミッタ接点から分離する距離をも規定する。
スタを製造する自己整合法はヨーロッパ特許出願EP0
322960号から既知である。このヨーロッパ特許出
願の自己整合法では先ず第1に、半導体装置の上側表面
にトランジスタの2つのベース接点を形成するようにし
ている。これらベース接点はカプセル封止し、スペーサ
を設けるようにしている。これらスペーサの外側縁部間
の距離によってベース接点間のスペーサにより形成され
る開口内に設けるエミッタ接点の寸法を規定する。又、
これらスペーサの横方向寸法によってベース接点の各々
をエミッタ接点から分離する距離をも規定する。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、この既知の自
己整合法によれば、ベース層、コレクタ層及びエミッタ
層は重畳半導体層構造を構成するが、電極接点の全部は
半導体装置の上側表面に設けるようにしている。従って
この自己整合法は電極接点を各電極層に接続するに好適
な種類の局部イオン注入による製造工程を具える。更に
局部イオン注入は現在高価である。その理由はこれら局
部イオン注入を精度良く実施するのが困難であるからで
ある。即ち、これら技術は集積回路を多数製造するため
に用いるのが好適でないからである。これらの状況のも
とでは、関連する層に最も簡単可能な方法で接点を直接
設ける点に問題があり、これと同時に、集積回路に最小
可能な表面積を占める満足な装置を得るためには電極を
できるだけ互いに近接するように設ける必要がある。実
際上エミッタ接点及びベース接点を互いに離間して配置
する場合には寄生素子が現れ、作動中これにより既知の
ようにトランジスタの性能を損なうようになる。
己整合法によれば、ベース層、コレクタ層及びエミッタ
層は重畳半導体層構造を構成するが、電極接点の全部は
半導体装置の上側表面に設けるようにしている。従って
この自己整合法は電極接点を各電極層に接続するに好適
な種類の局部イオン注入による製造工程を具える。更に
局部イオン注入は現在高価である。その理由はこれら局
部イオン注入を精度良く実施するのが困難であるからで
ある。即ち、これら技術は集積回路を多数製造するため
に用いるのが好適でないからである。これらの状況のも
とでは、関連する層に最も簡単可能な方法で接点を直接
設ける点に問題があり、これと同時に、集積回路に最小
可能な表面積を占める満足な装置を得るためには電極を
できるだけ互いに近接するように設ける必要がある。実
際上エミッタ接点及びベース接点を互いに離間して配置
する場合には寄生素子が現れ、作動中これにより既知の
ようにトランジスタの性能を損なうようになる。
【0004】本発明の目的は、スペーサを設けた第1の
カプセル封止電極接点の製造工程を実現し、この第1接
点に1個又は数個の他の接点を自己整合し、非プレーナ
装置の製造に適用し得る自己整合方法を提供せんとする
にある。本発明の他の目的は、製造が一層簡潔且つ簡単
で、産業上一層興味あり、一層有望な高性能な装置を得
るために、かかる自己整合法によりバイポーラヘテロ接
合トランジスタを製造する方法を提供せんとするにあ
る。
カプセル封止電極接点の製造工程を実現し、この第1接
点に1個又は数個の他の接点を自己整合し、非プレーナ
装置の製造に適用し得る自己整合方法を提供せんとする
にある。本発明の他の目的は、製造が一層簡潔且つ簡単
で、産業上一層興味あり、一層有望な高性能な装置を得
るために、かかる自己整合法によりバイポーラヘテロ接
合トランジスタを製造する方法を提供せんとするにあ
る。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明集積半導体装置の
製造方法は、スペーサを設けた第1カプセル封止電極接
点E及びこの第1接点に設けられた第2自己整合電極接
点Bを各半導体層に設けるようにした集積半導体装置を
自己整合により製造するに当たり、 a0) 前記第1及び第2電極接点を夫々受けるための第1
及び第2半導体層を形成し; b0) 前記第1半導体層に堆積されたフォトレジスト層
に、オーバーハング側部を有する開口B0をいわゆる像反
転法により形成し; c0) この開口内に第1電極接点Eを形成する第1金属層
を堆積し、この接点Eには前記開口のオーバーハング側
部F1から僅かの距離の個所に横方向に位置する上側縁部
を有し、前記フォトレジスト層のオーバーハング側部F1
よりも高さの低いオーバーハング側部F2を設け、これに
より前記第1接点の基部を中心とするアパーチュアを残
存させ; d0) 前記僅かな距離の値よりも厚い厚さの第1誘電体層
を堆積し、これにより前記アパーチュアを充填すること
なく前記第1電極接点をカプセル封止し; e0) 前記カプセル封止されたままの前記第1電極接点E
の囲りの前記誘電体層及び金属層をリフトオフし; f0) 前記第1カプセル封止電極接点Eを中心とするスペ
ーサを形成することを特徴とする。
製造方法は、スペーサを設けた第1カプセル封止電極接
点E及びこの第1接点に設けられた第2自己整合電極接
点Bを各半導体層に設けるようにした集積半導体装置を
自己整合により製造するに当たり、 a0) 前記第1及び第2電極接点を夫々受けるための第1
及び第2半導体層を形成し; b0) 前記第1半導体層に堆積されたフォトレジスト層
に、オーバーハング側部を有する開口B0をいわゆる像反
転法により形成し; c0) この開口内に第1電極接点Eを形成する第1金属層
を堆積し、この接点Eには前記開口のオーバーハング側
部F1から僅かの距離の個所に横方向に位置する上側縁部
を有し、前記フォトレジスト層のオーバーハング側部F1
よりも高さの低いオーバーハング側部F2を設け、これに
より前記第1接点の基部を中心とするアパーチュアを残
存させ; d0) 前記僅かな距離の値よりも厚い厚さの第1誘電体層
を堆積し、これにより前記アパーチュアを充填すること
なく前記第1電極接点をカプセル封止し; e0) 前記カプセル封止されたままの前記第1電極接点E
の囲りの前記誘電体層及び金属層をリフトオフし; f0) 前記第1カプセル封止電極接点Eを中心とするスペ
ーサを形成することを特徴とする。
【0006】かかる処理により得られる利点は次の通り
である。 ・ 像反転法を用いることより、極めて僅かな横方向寸
法を有する第1電極接点を半導体装置に得ることができ
る。 ・ この接点のカプセル封止形成中カプセル封止剤の囲
りにビード、即ち不規則性が現れず、このカプセル封止
は実行処理ステップ中接点を保護するに有利である。そ
の理由は接点の基部を囲みアパーチュアを形成し、この
アパーチュアのため、第2誘電体層が僅かな距離の個所
で容易に破断して誘電体層及び金属層のリフトオフ中開
口の側部から接点の縁部を分離し、実際に完全な形状の
カプセル封止を残存し、従ってスペーサを良好な精度で
形成することができる。 ・ 上記の結果は、迅速に、信頼性を持って、有効に且
つ再現しうるように得ることができる。その理由は像の
反転処理が容易に制御可能となり、他のステップが当業
者にとって簡単であるからである。 ・ 特に、上記の適用により高性能な非プレーナトラン
ジスタを形成することができる。その理由は寸法が最も
臨界的な電極接点を先ず設け、この電極接点上に、第1
接点からの距離も実際に臨界的な第2電極接点を自己整
合により形成する。この処理によってこれら臨界寸法即
ち距離の接点形成時における全ての困難性を排除するこ
とができる。
である。 ・ 像反転法を用いることより、極めて僅かな横方向寸
法を有する第1電極接点を半導体装置に得ることができ
る。 ・ この接点のカプセル封止形成中カプセル封止剤の囲
りにビード、即ち不規則性が現れず、このカプセル封止
は実行処理ステップ中接点を保護するに有利である。そ
の理由は接点の基部を囲みアパーチュアを形成し、この
アパーチュアのため、第2誘電体層が僅かな距離の個所
で容易に破断して誘電体層及び金属層のリフトオフ中開
口の側部から接点の縁部を分離し、実際に完全な形状の
カプセル封止を残存し、従ってスペーサを良好な精度で
形成することができる。 ・ 上記の結果は、迅速に、信頼性を持って、有効に且
つ再現しうるように得ることができる。その理由は像の
反転処理が容易に制御可能となり、他のステップが当業
者にとって簡単であるからである。 ・ 特に、上記の適用により高性能な非プレーナトラン
ジスタを形成することができる。その理由は寸法が最も
臨界的な電極接点を先ず設け、この電極接点上に、第1
接点からの距離も実際に臨界的な第2電極接点を自己整
合により形成する。この処理によってこれら臨界寸法即
ち距離の接点形成時における全ての困難性を排除するこ
とができる。
【0007】上述した処理ステップにおいて、及び以下
に述べる実行処理ステップにおいて、集積装置の形成
中、電極接点又は電極層の側部のような蝕刻に敏感な素
子を常時保護することができる他の利点がある。又、製
造処理の終端時には電極が極めて精密な相互離間間隔で
分離されてその性能を増大させるだけでなく、これら電
極は、短絡回路を防止するが寄生素子を生成する従来既
知の装置に存在するような誘電体材料の任意の分離層と
も無関係となる。
に述べる実行処理ステップにおいて、集積装置の形成
中、電極接点又は電極層の側部のような蝕刻に敏感な素
子を常時保護することができる他の利点がある。又、製
造処理の終端時には電極が極めて精密な相互離間間隔で
分離されてその性能を増大させるだけでなく、これら電
極は、短絡回路を防止するが寄生素子を生成する従来既
知の装置に存在するような誘電体材料の任意の分離層と
も無関係となる。
【0008】
【実施例】図面を参照して本発明の実施例を説明する。
本発明によれば、半導体層に2個の電極接点を少なくと
も具える集積半導体装置を製造する方法を提供する。局
部イオン注入を防止するために、半導体装置は、電極接
点を直接設ける重畳層の構体とするのが好適である。
又、本発明は、バイポーラヘテロ接合トランジスタの製
造に特に興味深く適用し得るが、例えばプレーナトラン
ジスタに適用することができる。以下最も複雑な例の1
つにつき、即ちバイポーラ非プレーナヘテロ接合トラン
ジスタの製造例につき本発明を説明する。
本発明によれば、半導体層に2個の電極接点を少なくと
も具える集積半導体装置を製造する方法を提供する。局
部イオン注入を防止するために、半導体装置は、電極接
点を直接設ける重畳層の構体とするのが好適である。
又、本発明は、バイポーラヘテロ接合トランジスタの製
造に特に興味深く適用し得るが、例えばプレーナトラン
ジスタに適用することができる。以下最も複雑な例の1
つにつき、即ちバイポーラ非プレーナヘテロ接合トラン
ジスタの製造例につき本発明を説明する。
【0009】図1a示すように、本例では本発明により
製造されバイポーラヘテロ接合トランジスタは、平滑
な、例えば半絶縁性基板上に設けた第1導電型の層2、
即ちコレクタ層と、第2導電型の層3、即ちベース層
と、第1導電型の層5a, 即ちエミッタ層とを具える。特
に好適な例ではトランジスタを例えば砒化ガリウム(GaA
s)のIII-V 族の材料に形成する。この場合には、基板を
半絶縁性とすると共に砒化ガリウムGaAsで造り、コレク
タ層2を2つのサブ層2a及び2bで造り、このサブ層
2aをN+ 導電型とし、サブ層2bをN導電型とする。
ベース層3はP+ 導電型の砒化ガリウムとし、エミッタ
層は前記ベース層と相俟ってヘテロ接合を形成するN導
電型の砒化ガリウムアルミニウム(GaAlAs)で造る。接点
化を行うためにはエミッタ層5aの表面にN+ 導電型の
砒化ガリウムのエピタキシャル層5bを設けるのが好適
である。
製造されバイポーラヘテロ接合トランジスタは、平滑
な、例えば半絶縁性基板上に設けた第1導電型の層2、
即ちコレクタ層と、第2導電型の層3、即ちベース層
と、第1導電型の層5a, 即ちエミッタ層とを具える。特
に好適な例ではトランジスタを例えば砒化ガリウム(GaA
s)のIII-V 族の材料に形成する。この場合には、基板を
半絶縁性とすると共に砒化ガリウムGaAsで造り、コレク
タ層2を2つのサブ層2a及び2bで造り、このサブ層
2aをN+ 導電型とし、サブ層2bをN導電型とする。
ベース層3はP+ 導電型の砒化ガリウムとし、エミッタ
層は前記ベース層と相俟ってヘテロ接合を形成するN導
電型の砒化ガリウムアルミニウム(GaAlAs)で造る。接点
化を行うためにはエミッタ層5aの表面にN+ 導電型の
砒化ガリウムのエピタキシャル層5bを設けるのが好適
である。
【0010】トランジスタを砒化ガリウムとするこの例
では金属エミッタ接点を層5bの表面に直接形成し、エ
ッチングステップを金属エミッタ接点E9の囲りに施し
てベース層3を分離しベース接点B16 を形成し得るよう
にする。最終的には、エッチングをベース接点の囲りに
コレクタ層2aまで施してその上にコレクタ接点C19 を堆
積する。この例ではベース接点をAu-Mn 又はAu-Be のよ
うな金属で造る。又、エミッタ接点及びコレクタ接点は
例えばAuGe/Ni/Ti/Au のような金属から造る。種々の電
極する接点を互いに自己接合して形成する方法を以下に
説明する。特にこの方法によればベース接点Bを、エミ
ッタ接点Eと短絡することなくエミッタパッドEに極め
て近接させることがてきる。又、エミッタ接点の横方向
寸法を極めて小さくすることもできる。
では金属エミッタ接点を層5bの表面に直接形成し、エ
ッチングステップを金属エミッタ接点E9の囲りに施し
てベース層3を分離しベース接点B16 を形成し得るよう
にする。最終的には、エッチングをベース接点の囲りに
コレクタ層2aまで施してその上にコレクタ接点C19 を堆
積する。この例ではベース接点をAu-Mn 又はAu-Be のよ
うな金属で造る。又、エミッタ接点及びコレクタ接点は
例えばAuGe/Ni/Ti/Au のような金属から造る。種々の電
極する接点を互いに自己接合して形成する方法を以下に
説明する。特にこの方法によればベース接点Bを、エミ
ッタ接点Eと短絡することなくエミッタパッドEに極め
て近接させることがてきる。又、エミッタ接点の横方向
寸法を極めて小さくすることもできる。
【0011】図1bはかかるバイポーラヘテロ接合トラ
ンジスタを上方からみた平面図であり、従って上記図1
aは図1bのI−I線上の断面図である。図1bの平面
図に示すように、この例ではトランジスタは2個のベー
スフィンガB及び1個のエミッタフィンガEの相互ロッ
ク構体とし、更に2個のコレクタ接点パッドCをも設け
る。以下に示す方法ではベースフィンガをエミッタフィ
ンガに自己整合させて形成する。次いでコレクタパッド
はベースフィンガに整合させる。この方法よれば、極め
て小さく、精密で再現し得る横方向寸法、従って、寸法
が極めて小さく、良好な性能のトランジスタを得ること
ができる。これは集積化密度を増大し、回路性能をも改
善し得ることを意味する。
ンジスタを上方からみた平面図であり、従って上記図1
aは図1bのI−I線上の断面図である。図1bの平面
図に示すように、この例ではトランジスタは2個のベー
スフィンガB及び1個のエミッタフィンガEの相互ロッ
ク構体とし、更に2個のコレクタ接点パッドCをも設け
る。以下に示す方法ではベースフィンガをエミッタフィ
ンガに自己整合させて形成する。次いでコレクタパッド
はベースフィンガに整合させる。この方法よれば、極め
て小さく、精密で再現し得る横方向寸法、従って、寸法
が極めて小さく、良好な性能のトランジスタを得ること
ができる。これは集積化密度を増大し、回路性能をも改
善し得ることを意味する。
【0012】カプセル封止され、スペーサを設けた第1
電極接点E9と、この第1接点に自己整合された第2電極
接点B16 とを処理ステップの次の順序に従って各半導体
層5,3 に形成する本発明方法においては、 a0) 前記第1及び第2電極接点9及び16を夫々被着する
ための第1及び第2半導体層3及び5を形成し; b0) 前記半導体層5又は上側半導体層(図3参照)上に
堆積されたフォトレジスト層8にオーバーハング側部F1
を有する開口B0をいわゆる像反転法により形成し、前記
半導体層を2つのサブ層5a及び5bで形成し; c0) この開口B0内に第1電極接点Eを形成する第1金属
層を堆積し、この接点Eにはフォトレジスト層8の側部
F1よりも高さが低い側部F2を設け、前記開口のオーバー
ハング側部F1から僅かの距離dの個所まで横方向に前記
側部F2の上側縁部を延在させ、これにより金属層9より
成る前記第1接点Eの基部を中心とするアパーチュアA
を残存させ(図6参照); d0) 前記僅かな距離dの値よりも厚さの厚い第1誘電体
層10を堆積し、この誘電体層10によって前記アパーチュ
アA(図4参照)を充填することなく前記第1接点Eを
カプセル封止すると共にパッド11を形成し; e0) 前記誘電体材料10によりカプセル封止されたままの
前記第1接点Eの周りの前記誘電体層及び金属層8,
9,10をリフトオフ法により除去し(図5参照); f0) 前記カプセル封止された第1接点Eを中心とするス
ペーサ12を形成する(図6参照)処理ステップを具え
る。
電極接点E9と、この第1接点に自己整合された第2電極
接点B16 とを処理ステップの次の順序に従って各半導体
層5,3 に形成する本発明方法においては、 a0) 前記第1及び第2電極接点9及び16を夫々被着する
ための第1及び第2半導体層3及び5を形成し; b0) 前記半導体層5又は上側半導体層(図3参照)上に
堆積されたフォトレジスト層8にオーバーハング側部F1
を有する開口B0をいわゆる像反転法により形成し、前記
半導体層を2つのサブ層5a及び5bで形成し; c0) この開口B0内に第1電極接点Eを形成する第1金属
層を堆積し、この接点Eにはフォトレジスト層8の側部
F1よりも高さが低い側部F2を設け、前記開口のオーバー
ハング側部F1から僅かの距離dの個所まで横方向に前記
側部F2の上側縁部を延在させ、これにより金属層9より
成る前記第1接点Eの基部を中心とするアパーチュアA
を残存させ(図6参照); d0) 前記僅かな距離dの値よりも厚さの厚い第1誘電体
層10を堆積し、この誘電体層10によって前記アパーチュ
アA(図4参照)を充填することなく前記第1接点Eを
カプセル封止すると共にパッド11を形成し; e0) 前記誘電体材料10によりカプセル封止されたままの
前記第1接点Eの周りの前記誘電体層及び金属層8,
9,10をリフトオフ法により除去し(図5参照); f0) 前記カプセル封止された第1接点Eを中心とするス
ペーサ12を形成する(図6参照)処理ステップを具え
る。
【0013】ステップb0では像反転法により開口B0に向
かって平坦に、又は凸状に彎曲する開口B0のオーバーハ
ング側部F1を形成することができる(図3参照)。この
場合には第1金属接点Eの側部F2の上側縁部を前記オー
バーハング側部が凸状となる部分で、前記開口B0のオー
バーハング側部F1から横方向に僅かの距離dまで延在さ
せるようにする。好適には、開口B0のオーバーハング側
部F1は、ほぼ垂直な上側部分F1′と、開口B0に向かって
凸状に彎曲した下側部分F1″とで形成する。この結果を
得るための方法を以下に説明する。
かって平坦に、又は凸状に彎曲する開口B0のオーバーハ
ング側部F1を形成することができる(図3参照)。この
場合には第1金属接点Eの側部F2の上側縁部を前記オー
バーハング側部が凸状となる部分で、前記開口B0のオー
バーハング側部F1から横方向に僅かの距離dまで延在さ
せるようにする。好適には、開口B0のオーバーハング側
部F1は、ほぼ垂直な上側部分F1′と、開口B0に向かって
凸状に彎曲した下側部分F1″とで形成する。この結果を
得るための方法を以下に説明する。
【0014】この後者の場合には、ほぼ垂直の上側部分
F1′及び凸状下側部分F1″間の傾度変化が見られる領域
において前記側部F2の上側縁部が開口B0のオーバーハン
グ側部F1から僅かな距離dまで延在するようになる(図
4参照)。非プレーナ装置、特に後述するようにHBT ト
ランジスタを製造する場合には、第1層5(5a, 5b)を第
2層3の表面に形成する。これら層は互いに反対の導電
型とする。第1電極E上に第2電極Bを自己整合するた
めには、金属9の接点E及びカプセル封止10より成り、
スペーサ12を設けたパッド11が形成される工程から継続
される本発明方法は次のステップ、
F1′及び凸状下側部分F1″間の傾度変化が見られる領域
において前記側部F2の上側縁部が開口B0のオーバーハン
グ側部F1から僅かな距離dまで延在するようになる(図
4参照)。非プレーナ装置、特に後述するようにHBT ト
ランジスタを製造する場合には、第1層5(5a, 5b)を第
2層3の表面に形成する。これら層は互いに反対の導電
型とする。第1電極E上に第2電極Bを自己整合するた
めには、金属9の接点E及びカプセル封止10より成り、
スペーサ12を設けたパッド11が形成される工程から継続
される本発明方法は次のステップ、
【0015】g0) スペーサ12を設けた第1カプセル封止
電極接点Eの周囲の第1即ち上側半導体層5(5a, 5b)を
エッチング除去し、この接点Eは隣接する第2半導体層
3に到達するまで前記スペーサ12の下側をアンダーエッ
チングするマスクとして用い(図7参照)、h0) 前記ス
ペーサ12を設けた第1カプセル封止接点11と、マスクの
開口の縁部とにより画成された第2電極接点Bを形成す
るための第2金属層16を堆積し、i0) 前記カプセル封止
10、スペーサ12及びマスク並びに前のステップ中カプセ
ル封止10、スペーサ12及びマスク上に堆積された金属層
16の部分を除去するステップ(図2参照)を更に具え
る。
電極接点Eの周囲の第1即ち上側半導体層5(5a, 5b)を
エッチング除去し、この接点Eは隣接する第2半導体層
3に到達するまで前記スペーサ12の下側をアンダーエッ
チングするマスクとして用い(図7参照)、h0) 前記ス
ペーサ12を設けた第1カプセル封止接点11と、マスクの
開口の縁部とにより画成された第2電極接点Bを形成す
るための第2金属層16を堆積し、i0) 前記カプセル封止
10、スペーサ12及びマスク並びに前のステップ中カプセ
ル封止10、スペーサ12及びマスク上に堆積された金属層
16の部分を除去するステップ(図2参照)を更に具え
る。
【0016】ステップg0で不所望な素子を除去する場合
には、半導体層を形成する材料及び金属接点をも除去す
る危険がある。これがため本発明によれば、ステップi0
を次のステップの順序に従って、即ちi1) ほぼ平坦な上
側面を有するカプセル封止及びスペーサの材料とは異な
る材料の第3誘電体層17を堆積し、この際スペーサ12を
設けた第1カプセル封止電極接点11を覆う第2金属層16
の部分を露出したままとし(図10参照)、i2) 前記第1
カプセル封止電極接点11を覆う第2金属層16の部分を除
去し、この際この第1接点Eは前記層10,12により保護
し、第2電極接点Bは前記第3誘電体層17によって保護
し(図11参照)、i3) 前記第1電極接点のスペーサ12及
びカプセル封止10を除去し(図11参照)、i4) 前記第3
誘電体層17を除去すると共に前記第2接点Bを制限する
マスク及びこれを覆う金属層16の部分をリフトオフする
(図1a参照)ステップで実行する。
には、半導体層を形成する材料及び金属接点をも除去す
る危険がある。これがため本発明によれば、ステップi0
を次のステップの順序に従って、即ちi1) ほぼ平坦な上
側面を有するカプセル封止及びスペーサの材料とは異な
る材料の第3誘電体層17を堆積し、この際スペーサ12を
設けた第1カプセル封止電極接点11を覆う第2金属層16
の部分を露出したままとし(図10参照)、i2) 前記第1
カプセル封止電極接点11を覆う第2金属層16の部分を除
去し、この際この第1接点Eは前記層10,12により保護
し、第2電極接点Bは前記第3誘電体層17によって保護
し(図11参照)、i3) 前記第1電極接点のスペーサ12及
びカプセル封止10を除去し(図11参照)、i4) 前記第3
誘電体層17を除去すると共に前記第2接点Bを制限する
マスク及びこれを覆う金属層16の部分をリフトオフする
(図1a参照)ステップで実行する。
【0017】又、層10によりカプセル封止された接点E
によって形成され、スペーサ12を設けたパッド11を用い
て接点Eに自己整合された第2電極Bを形成することが
でき、この際2つの接点は上側レベルが単一面の隣接層
に形成することは当業者にとって容易である。この場合
の原理的な利点は、像反転法を用いて良好に規定された
第1接点を簡単に得ることにある。他の利点は、第1カ
プセル封止接点により形成されたパッド11が損傷のない
形状であると言う事実から、これによりスペーサを高精
度で形成し得ることである。これらの本質的なステップ
を特にHBT トランジスタの製造に適用する手段を以下に
示す。かかるHBT トランジスタの製造処理は少なくとも
次のステップを具える。
によって形成され、スペーサ12を設けたパッド11を用い
て接点Eに自己整合された第2電極Bを形成することが
でき、この際2つの接点は上側レベルが単一面の隣接層
に形成することは当業者にとって容易である。この場合
の原理的な利点は、像反転法を用いて良好に規定された
第1接点を簡単に得ることにある。他の利点は、第1カ
プセル封止接点により形成されたパッド11が損傷のない
形状であると言う事実から、これによりスペーサを高精
度で形成し得ることである。これらの本質的なステップ
を特にHBT トランジスタの製造に適用する手段を以下に
示す。かかるHBT トランジスタの製造処理は少なくとも
次のステップを具える。
【0018】a) 上側面が例えば結晶方向〔100〕に
配向された例えばIII-V 族の単結晶半導体材料の基板10
0 を形成する。この基板は好適には半絶縁性に選定して
最も共通の集積回路の製造処理に共働して処理を実行す
ることができる。基板は上述したように砒化ガリウム(G
aAs)で造るのが好適である。この基板は例えば鉄イオン
(Fe)でドープすることにより半絶縁性とする。又、この
基板はインジウム(In)でドープされ且つベークされた砒
化ガリウムで造り、これにより転位がなく、III-V 族の
エピタキシャル層の次の成長と両立し得る材料を得るこ
とができる。
配向された例えばIII-V 族の単結晶半導体材料の基板10
0 を形成する。この基板は好適には半絶縁性に選定して
最も共通の集積回路の製造処理に共働して処理を実行す
ることができる。基板は上述したように砒化ガリウム(G
aAs)で造るのが好適である。この基板は例えば鉄イオン
(Fe)でドープすることにより半絶縁性とする。又、この
基板はインジウム(In)でドープされ且つベークされた砒
化ガリウムで造り、これにより転位がなく、III-V 族の
エピタキシャル層の次の成長と両立し得る材料を得るこ
とができる。
【0019】b) コレクタを形成する砒化ガリウムの2
つのプレーナエピタキシャル層、好適には N+ 導電型の
層2a及びN導電型の層2bを形成する。これら層のエピタ
キシャル成長は気相又は液相で行うことができる。好適
にはこれをMOCVD と称されるオルガノメタリック法によ
って、又はMBE によって達成する。層2aの厚さは0.2 乃
至1μm 、好適には0.5 μm とする。 N+ 導電型のこの
層2aは例えばシリコンイオン(Si)をほぼ3〜5×1018イ
オン/cm3 の濃度でドープすることにより得ることがで
きる。層2bの厚さは0.3 μm 程度とし、N導電型は、例
えばシリコンイオン(Si)を5×1016イオン/cm3 の濃度
でドープすることにより得ることができる。
つのプレーナエピタキシャル層、好適には N+ 導電型の
層2a及びN導電型の層2bを形成する。これら層のエピタ
キシャル成長は気相又は液相で行うことができる。好適
にはこれをMOCVD と称されるオルガノメタリック法によ
って、又はMBE によって達成する。層2aの厚さは0.2 乃
至1μm 、好適には0.5 μm とする。 N+ 導電型のこの
層2aは例えばシリコンイオン(Si)をほぼ3〜5×1018イ
オン/cm3 の濃度でドープすることにより得ることがで
きる。層2bの厚さは0.3 μm 程度とし、N導電型は、例
えばシリコンイオン(Si)を5×1016イオン/cm3 の濃度
でドープすることにより得ることができる。
【0020】c) III-V 族の3元又は2元の材料、例え
ばベース層を形成する P+ 導電型の砒化ガリウム(GaAs)
のプレーナエピタキシャル層3を2つの前記層の表面に
形成する。このエピタキシャル層の成長は前記コレクタ
層2a及び2bの成長に対し選定した所と同一の処理によっ
て行う。ベース層3はその厚さを0.1 μm 程度とすると
ともに例えばZn又はMgイオンを1019イオン/cm3 よりも
高いか又はこれに等しい濃度でドープする。
ばベース層を形成する P+ 導電型の砒化ガリウム(GaAs)
のプレーナエピタキシャル層3を2つの前記層の表面に
形成する。このエピタキシャル層の成長は前記コレクタ
層2a及び2bの成長に対し選定した所と同一の処理によっ
て行う。ベース層3はその厚さを0.1 μm 程度とすると
ともに例えばZn又はMgイオンを1019イオン/cm3 よりも
高いか又はこれに等しい濃度でドープする。
【0021】d) 2つのプレーナ重畳エピタキシャル
層、即ちIII-V 族の3元材料、例えばエミッタ層を形成
するN導電型の砒化ゲルマニウム−アルミニウム(GaAlA
s)の第1層5aと、III-V 族の2元又は3元材料、例えば
N+ 導電型のGaAs又はGaInAsでエミッタ接点Eを形成し
得る第2層5bとを設ける。これら層のエピタキシャル成
長は前記層の成長に選定した所と同一の処理によって行
う(図1a参照)。エミッタ層5aはその厚さを0.15μm 程
度とし、接点層5bはその厚さを0.15μm程度とする。こ
のエミッタ層5aは例えばSiイオンを5×1017イオン/cm
3 程度の濃度でドープし、接点層5bは例えばSiイオンを
2×1018イオン/cm3 程度の濃度でドープする。砒化ガ
リウム−アルミニウム(GaAlAs)のエミッタ層5aはそのア
ルミニウム(Al)濃度を0.25とする。
層、即ちIII-V 族の3元材料、例えばエミッタ層を形成
するN導電型の砒化ゲルマニウム−アルミニウム(GaAlA
s)の第1層5aと、III-V 族の2元又は3元材料、例えば
N+ 導電型のGaAs又はGaInAsでエミッタ接点Eを形成し
得る第2層5bとを設ける。これら層のエピタキシャル成
長は前記層の成長に選定した所と同一の処理によって行
う(図1a参照)。エミッタ層5aはその厚さを0.15μm 程
度とし、接点層5bはその厚さを0.15μm程度とする。こ
のエミッタ層5aは例えばSiイオンを5×1017イオン/cm
3 程度の濃度でドープし、接点層5bは例えばSiイオンを
2×1018イオン/cm3 程度の濃度でドープする。砒化ガ
リウム−アルミニウム(GaAlAs)のエミッタ層5aはそのア
ルミニウム(Al)濃度を0.25とする。
【0022】e) 図2aの断面は処理のこの段階での半導
体装置を示す。このステップとトランジスタの能動領域
を限定するホウ素イオン(B+ ) のイオン注入を具える。
これらイオンはエピタキシャル層を周辺領域7で絶縁せ
しめるに充分なエネルギー及びドーズ量で注入する。こ
れは、材料の深さ全体に亘り一定のホウ素濃度値を得る
ために、490 KeV の最大値でエネルギーを増大する4回
のイオン注入の一連のものによって好適に達成する。イ
オン注入中能動領域は、例えば厚さが2μmの二酸化シ
リコン(SiO2)で形成されたマスクMK1 によって保護す
る。このマスクは処理の終了時に除去する。
体装置を示す。このステップとトランジスタの能動領域
を限定するホウ素イオン(B+ ) のイオン注入を具える。
これらイオンはエピタキシャル層を周辺領域7で絶縁せ
しめるに充分なエネルギー及びドーズ量で注入する。こ
れは、材料の深さ全体に亘り一定のホウ素濃度値を得る
ために、490 KeV の最大値でエネルギーを増大する4回
のイオン注入の一連のものによって好適に達成する。イ
オン注入中能動領域は、例えば厚さが2μmの二酸化シ
リコン(SiO2)で形成されたマスクMK1 によって保護す
る。このマスクは処理の終了時に除去する。
【0023】図1bの斜線部分はかかるマスクMK1 により
限定されたトランジスタの能動領域を平面図で示す。従
ってこの斜線部分の外側の領域は絶縁される(領域
7)。 f) フォトレジスト層8に写真食刻により開口B0を形成
する。この開口B0は像反転法により形成する。この方法
によれば、後続の二重リフトオフ処理に特に好適に適用
されるオーバーハング側部を有する開口を得ることがで
きる。この開口B0は、その形状を、エミッタ接点E及び
例えば図1aのI−I線に沿う断面における横方向寸法D
のパターンとする。
限定されたトランジスタの能動領域を平面図で示す。従
ってこの斜線部分の外側の領域は絶縁される(領域
7)。 f) フォトレジスト層8に写真食刻により開口B0を形成
する。この開口B0は像反転法により形成する。この方法
によれば、後続の二重リフトオフ処理に特に好適に適用
されるオーバーハング側部を有する開口を得ることがで
きる。この開口B0は、その形状を、エミッタ接点E及び
例えば図1aのI−I線に沿う断面における横方向寸法D
のパターンとする。
【0024】いわゆる像反転法は、カリフォルニア州
サンタクララで1987年3月2日乃至3日に開催された
“アドバンシス イン レジスト テクノロジー アン
ド プロセッシングIV" の "プロシーディングス オブ
SPIE" 第771 巻に発表された2つの論文から特に既知
である。第1の論文はビック マロー及びセザール エ
ム ガルサ等による“イメージ リバーサル:アプラク
ティカル アプローチツウ サブミクロン リソグラフ
ィ”であり、この論文は SPIE 第771 巻の第221 頁に記
載されている。又、第2の論文はスーザン ケイ ジョ
ンズ及びリチャード シー チャップマンによる“イメ
ージリバーサル:ア プラクティカルアプローチ ツウ
リフトオフ”であり、この論文は SPIE 第771 巻の第
231 頁る記載されている。像反転法は次の事実に基づく
ものである。現時点ではサブミクロン ディテールは写
真蝕刻法を用いて行われるが、0.5 〜0.8 μm の幾何学
的形状に対する要望が近い将来期待され、0.4 μm の幾
何学的形状も夢ではない。例えば、電子ビーム、X線及
び多層フォトレジスト法のような多数の技術が産業界で
すでに用いられている。しかし、産業上の観点からする
と、単層写真蝕刻法が最も興味を魅くものである。この
技術は、レンズの個数を大きくし、又、短い波長の光源
を用いることにより発展してきた。従って365 nm の波
長の光源が従来のフォトレジストで用いられているが、
これらの波長の吸収によりコントラスト及び解像度が制
限されるようになる。
サンタクララで1987年3月2日乃至3日に開催された
“アドバンシス イン レジスト テクノロジー アン
ド プロセッシングIV" の "プロシーディングス オブ
SPIE" 第771 巻に発表された2つの論文から特に既知
である。第1の論文はビック マロー及びセザール エ
ム ガルサ等による“イメージ リバーサル:アプラク
ティカル アプローチツウ サブミクロン リソグラフ
ィ”であり、この論文は SPIE 第771 巻の第221 頁に記
載されている。又、第2の論文はスーザン ケイ ジョ
ンズ及びリチャード シー チャップマンによる“イメ
ージリバーサル:ア プラクティカルアプローチ ツウ
リフトオフ”であり、この論文は SPIE 第771 巻の第
231 頁る記載されている。像反転法は次の事実に基づく
ものである。現時点ではサブミクロン ディテールは写
真蝕刻法を用いて行われるが、0.5 〜0.8 μm の幾何学
的形状に対する要望が近い将来期待され、0.4 μm の幾
何学的形状も夢ではない。例えば、電子ビーム、X線及
び多層フォトレジスト法のような多数の技術が産業界で
すでに用いられている。しかし、産業上の観点からする
と、単層写真蝕刻法が最も興味を魅くものである。この
技術は、レンズの個数を大きくし、又、短い波長の光源
を用いることにより発展してきた。従って365 nm の波
長の光源が従来のフォトレジストで用いられているが、
これらの波長の吸収によりコントラスト及び解像度が制
限されるようになる。
【0025】いわゆる像反転法によって良好なコントラ
ストが得られ、これにより焦点深度を良好にし、解像度
を良好に制御し得ることは示唆されている。この像反転
法は1960年以来すでに文献に発表されてる。従ってそれ
以後多数の研究が発表されている。一般に像反転法は、
フォトレジストが塗布される前にこれに含まれるアミン
又はフォトレジストを半導体層に堆積し、光源に露出し
た後ガス相に含まれるアミンを用いるものである。この
アミンは、光源に露出されて形成されるインデンカルボ
ン酸と相俟ってアミン塩を形成する。アルカリ水溶液に
溶解されないインデンは高温で形成される。これがた
め、露光されない表面はアルカリ現像液で溶解され、従
って現像中に像が反転する。かかる方法を用いることに
より、前記第1の文献によれば極めて小さい寸法、特に
サブミクロンの寸法の開口を得ることができる。又、第
2の文献はその図5に示すように、種々の異なる作動条
件のもとで、開口の側部を垂直側部(ポジティブ)又は
オーバーハング側部(ネガティブ)とし得ることを示し
ている。
ストが得られ、これにより焦点深度を良好にし、解像度
を良好に制御し得ることは示唆されている。この像反転
法は1960年以来すでに文献に発表されてる。従ってそれ
以後多数の研究が発表されている。一般に像反転法は、
フォトレジストが塗布される前にこれに含まれるアミン
又はフォトレジストを半導体層に堆積し、光源に露出し
た後ガス相に含まれるアミンを用いるものである。この
アミンは、光源に露出されて形成されるインデンカルボ
ン酸と相俟ってアミン塩を形成する。アルカリ水溶液に
溶解されないインデンは高温で形成される。これがた
め、露光されない表面はアルカリ現像液で溶解され、従
って現像中に像が反転する。かかる方法を用いることに
より、前記第1の文献によれば極めて小さい寸法、特に
サブミクロンの寸法の開口を得ることができる。又、第
2の文献はその図5に示すように、種々の異なる作動条
件のもとで、開口の側部を垂直側部(ポジティブ)又は
オーバーハング側部(ネガティブ)とし得ることを示し
ている。
【0026】本発明では上記文献に記載された方法を用
いて、上側半導体層5bに堆積れたフォトレジスト層8に
オーバーハング側部F1を有する開口B0を得るようにす
る。本発明によれば、オーバーハング側部を得る上記第
2の文献の方法を直接用いるが、好適には、彎曲部が開
口B0に向かう凹状のオーバーハング側部F1を得ることの
できる特定の方法を用いると共に、側部F1の上側部分
F1′がほぼ垂直となり、下側部分F1″が開口B0に向かう
彎曲部を有する凸状となる開口B0を得ることのできる方
法を好適に用いる(図13c 参照)。
いて、上側半導体層5bに堆積れたフォトレジスト層8に
オーバーハング側部F1を有する開口B0を得るようにす
る。本発明によれば、オーバーハング側部を得る上記第
2の文献の方法を直接用いるが、好適には、彎曲部が開
口B0に向かう凹状のオーバーハング側部F1を得ることの
できる特定の方法を用いると共に、側部F1の上側部分
F1′がほぼ垂直となり、下側部分F1″が開口B0に向かう
彎曲部を有する凸状となる開口B0を得ることのできる方
法を好適に用いる(図13c 参照)。
【0027】かかるプロフィールを得るに好適な処理ス
テップを図13a 〜13c に順次に示す。所望のプロフィー
ルを得るために次に示す処理ステップを実施する。 ・半導体表面5bを先ず手最初加熱アルコールで清浄にす
る。 ・装置を135 ℃でほぼ10分間に亘りベークする。 ・半導体表面5bを AZ 5214E の層で被覆する。この層は
最初ポジティブ樹脂であり、処理により、即ち7000 rpm
で40秒間に亘り遠心力処理して反転する。 ・次いで90℃で30分間に亘り加熱処理を施す。 ・310nm の波長且つ80mj/cm2のパワーを有する紫外光に
より開口B0の外側の部分を照射し、この際開口は横方向
寸法DのマスクMK2 によってマスクする(図13a 参
照)。この処理により、開口B0の側部のほぼ垂直な部分
F1′に充分必要な高さに相当する深さe1まで、マスクMK
2 により被覆された開口B0の外側の樹脂を照射する。次
いでマスクMK2 を除去する。 ・120 ℃で15分間に亘り反転加熱処理を施す。 ・波長λ2 が365nm(λ2 ≧λ1)で150mJ のパワーの紫外
光により照射を施し、これにより領域B0の樹脂の厚さ全
体e2を照射し得るが、外側領域は前の処理中に硬化され
ている(図13b 参照)。 ・200ml のMF312 及び250ml のH2O2の混合溶液で2分間
に亘り現像を行う。この処理により領域B0の樹脂を除去
する(図13c 参照)。前の処理で硬化された樹脂8の厚
さe1の上側部分は実際に垂直な側部F1′を形成する。照
射された樹脂8の下側部分はアンダーエッチングにより
凸状側部F2″を形成し、その彎曲部は開口B0に向かう。
これがため、開口B0はその横方向寸法Dがその上側部分
となる。樹脂 AZ 5214E は、ニュージャージー州 08776
サマービレ ルート202-206 ノース ピーオーボック
ス 2500 のヘシェ(HOECHEST)セラニーズ コーポレイシ
ョンから市販されている。或いは又、マサーチューセッ
ツ州 ニュートンのシプレイ カンパニー インコーポ
レイテッドからMF312 を取寄せることができる。 ・5%NH4OH によって1分間に亘り脱酸処理を施し、次
いで水18MQにより第1リンシング及び第2リンシングを
施す。
テップを図13a 〜13c に順次に示す。所望のプロフィー
ルを得るために次に示す処理ステップを実施する。 ・半導体表面5bを先ず手最初加熱アルコールで清浄にす
る。 ・装置を135 ℃でほぼ10分間に亘りベークする。 ・半導体表面5bを AZ 5214E の層で被覆する。この層は
最初ポジティブ樹脂であり、処理により、即ち7000 rpm
で40秒間に亘り遠心力処理して反転する。 ・次いで90℃で30分間に亘り加熱処理を施す。 ・310nm の波長且つ80mj/cm2のパワーを有する紫外光に
より開口B0の外側の部分を照射し、この際開口は横方向
寸法DのマスクMK2 によってマスクする(図13a 参
照)。この処理により、開口B0の側部のほぼ垂直な部分
F1′に充分必要な高さに相当する深さe1まで、マスクMK
2 により被覆された開口B0の外側の樹脂を照射する。次
いでマスクMK2 を除去する。 ・120 ℃で15分間に亘り反転加熱処理を施す。 ・波長λ2 が365nm(λ2 ≧λ1)で150mJ のパワーの紫外
光により照射を施し、これにより領域B0の樹脂の厚さ全
体e2を照射し得るが、外側領域は前の処理中に硬化され
ている(図13b 参照)。 ・200ml のMF312 及び250ml のH2O2の混合溶液で2分間
に亘り現像を行う。この処理により領域B0の樹脂を除去
する(図13c 参照)。前の処理で硬化された樹脂8の厚
さe1の上側部分は実際に垂直な側部F1′を形成する。照
射された樹脂8の下側部分はアンダーエッチングにより
凸状側部F2″を形成し、その彎曲部は開口B0に向かう。
これがため、開口B0はその横方向寸法Dがその上側部分
となる。樹脂 AZ 5214E は、ニュージャージー州 08776
サマービレ ルート202-206 ノース ピーオーボック
ス 2500 のヘシェ(HOECHEST)セラニーズ コーポレイシ
ョンから市販されている。或いは又、マサーチューセッ
ツ州 ニュートンのシプレイ カンパニー インコーポ
レイテッドからMF312 を取寄せることができる。 ・5%NH4OH によって1分間に亘り脱酸処理を施し、次
いで水18MQにより第1リンシング及び第2リンシングを
施す。
【0028】g) オーム接点Eを形成するための金属層
9をエミッタ層上に堆積し、この金属層は、AuGe 85nm/
Ni 10nm/Ti 100nm/Au 200nm で形成し、全体でほぼ395n
mの厚さとするのが好適である(図13d 参照)。金属層
9の堆積中、堆積のベースは横方向寸法Dに正しく一致
させる。しかし、金属層9が成長するにつれて開口B0を
幅狭とする傾向にあるため、この層が所望の厚さ、e3=e
2-e1に到達すると、開口B0の上側部分はその初期値Dよ
りも小さくなる。これがため、開口B0内に堆積された金
属9のパッドEの側部F2は僅かに傾斜し、パッドEの上
側部分はその基部よりも小寸法となり、パッドEの上側
縁部は開口B0の側部F1から僅かの距離dだけ分離される
ようになる(図13d 参照)。この僅かな距離dは処理の
継続、即ち2重リフトオフに対し重要である。僅かな距
離dを得る手段を、本例では特定の材料及び図示の処理
ステップで説明したが、他の材料を用い、これらのステ
ップを簡単に実行することもできる。同様に、上述した
ようにこの処理はHBT トランジスタに限定されるもので
はない。かかる方法では、このステップに対し、ラッカ
8のプロフィールF1及び堆積金属9の厚さを適宜選択し
てラッカ層8のオーバーハング側部F1及び堆積金属9の
上側縁部間の距離dを極めて小さくし、且つこのステッ
プの終わりに側部F1及びF2の各形状によってラッカ層8
のオーバーハング側部F1及びエミッタEの金属パッド9
の側部F2間にアパーチュアAが存在し得るようにするの
が重要である。
9をエミッタ層上に堆積し、この金属層は、AuGe 85nm/
Ni 10nm/Ti 100nm/Au 200nm で形成し、全体でほぼ395n
mの厚さとするのが好適である(図13d 参照)。金属層
9の堆積中、堆積のベースは横方向寸法Dに正しく一致
させる。しかし、金属層9が成長するにつれて開口B0を
幅狭とする傾向にあるため、この層が所望の厚さ、e3=e
2-e1に到達すると、開口B0の上側部分はその初期値Dよ
りも小さくなる。これがため、開口B0内に堆積された金
属9のパッドEの側部F2は僅かに傾斜し、パッドEの上
側部分はその基部よりも小寸法となり、パッドEの上側
縁部は開口B0の側部F1から僅かの距離dだけ分離される
ようになる(図13d 参照)。この僅かな距離dは処理の
継続、即ち2重リフトオフに対し重要である。僅かな距
離dを得る手段を、本例では特定の材料及び図示の処理
ステップで説明したが、他の材料を用い、これらのステ
ップを簡単に実行することもできる。同様に、上述した
ようにこの処理はHBT トランジスタに限定されるもので
はない。かかる方法では、このステップに対し、ラッカ
8のプロフィールF1及び堆積金属9の厚さを適宜選択し
てラッカ層8のオーバーハング側部F1及び堆積金属9の
上側縁部間の距離dを極めて小さくし、且つこのステッ
プの終わりに側部F1及びF2の各形状によってラッカ層8
のオーバーハング側部F1及びエミッタEの金属パッド9
の側部F2間にアパーチュアAが存在し得るようにするの
が重要である。
【0029】h) 厚さが 350nmの二酸化シリコン層(SiO
2)10をプラズマエンハンス化学蒸着技術(PECVD) により
80℃で堆積する。ラッカ層8のオーバーハング側部F1と
開口B0の堆積金属9の上側淵部との間の距離dは極めて
小さいため、この相互離間間隔は二酸化シリコン10の堆
積中に迅速に停止させ、これはアパーチュアA内に存在
する二酸化シリコンの量が図4に示すように著しく制限
されることを意味する。
2)10をプラズマエンハンス化学蒸着技術(PECVD) により
80℃で堆積する。ラッカ層8のオーバーハング側部F1と
開口B0の堆積金属9の上側淵部との間の距離dは極めて
小さいため、この相互離間間隔は二酸化シリコン10の堆
積中に迅速に停止させ、これはアパーチュアA内に存在
する二酸化シリコンの量が図4に示すように著しく制限
されることを意味する。
【0030】i) 樹脂8をアセトンで溶解して金属層9
及びエミッタ接点Eの外側に位置する領域の二酸化シリ
コン10を除去し、これをいわゆるリフトオフ技術と称す
る。この処理の終わりに二酸化シリコン層10によってカ
プセル封止された金属9のエミッタ接点Eを保持し、こ
れによりカプセル封止エミッタ接点パッド11を形成す
る。このリフトオフ処理は二酸化シリコン層10の堆積中
この層10が充填されないアパーチュアAが存在すること
によって有効となり、特にパターン11の囲りに縁部が立
上るのを防止することができる。これがため、カプセル
封止エミッタのパターンは殆ど完全な形状となる。
及びエミッタ接点Eの外側に位置する領域の二酸化シリ
コン10を除去し、これをいわゆるリフトオフ技術と称す
る。この処理の終わりに二酸化シリコン層10によってカ
プセル封止された金属9のエミッタ接点Eを保持し、こ
れによりカプセル封止エミッタ接点パッド11を形成す
る。このリフトオフ処理は二酸化シリコン層10の堆積中
この層10が充填されないアパーチュアAが存在すること
によって有効となり、特にパターン11の囲りに縁部が立
上るのを防止することができる。これがため、カプセル
封止エミッタのパターンは殆ど完全な形状となる。
【0031】最後に、エミッタ接点の側部を囲む僅かな
厚さの二酸化シリコン層10′はガスCHF3−SF6 と共にRI
E 法によりドライ状態で僅かなエッチングを行なうこと
により除去できる。処理のこのステップでの装置を図5
に示す。二酸化シリコン層10′を保持したい場合にはそ
の厚さを20〜30nm、従ってスペーサの形成に用いられる
誘電体材料の層の厚さの10分の1の厚さとする必要があ
る。これがため、次のステップ中、スペーサ12を所望の
寸法とするためには、これを形成するエッチングを極め
て僅かとするだけで充分である。
厚さの二酸化シリコン層10′はガスCHF3−SF6 と共にRI
E 法によりドライ状態で僅かなエッチングを行なうこと
により除去できる。処理のこのステップでの装置を図5
に示す。二酸化シリコン層10′を保持したい場合にはそ
の厚さを20〜30nm、従ってスペーサの形成に用いられる
誘電体材料の層の厚さの10分の1の厚さとする必要があ
る。これがため、次のステップ中、スペーサ12を所望の
寸法とするためには、これを形成するエッチングを極め
て僅かとするだけで充分である。
【0032】j) 例えば金属化層9及びカプセル封止層1
0を具えるエミッタ接点11を囲む二酸化シリコンSiO2の
スペーサ12を形成する。このステップを図6に示す。こ
れらスペーサを形成する技術は例えばヨーロッパ特許出
願第0322960A1号に記載されている。この文献
はIEEEトランザクションズ オン エレクトロンデ
バイス第ED38巻、第11号、1981年11月、第
1364〜1368頁にシンジオカザキが発表した論文" エッチ
−デファインド パターニング オブ ハイパーファイ
ン リフラクトリィ メタル シリサイド MOS ス
トラクチュア”に記載された技術である。このヨーロッ
パ特許出願では、スペーサ12を窒化シリコンから形成し
ている。本発明では二酸化シリコン(SiO2)を好適に選定
し、即ち前のステップで設けたパッド11を形成するエミ
ッタ接点Eのカプセル封止層10の場合と同一誘電体材料
を選定するのが好適である。スペーサの製造技術を図12
a 及び12b につき説明する。
0を具えるエミッタ接点11を囲む二酸化シリコンSiO2の
スペーサ12を形成する。このステップを図6に示す。こ
れらスペーサを形成する技術は例えばヨーロッパ特許出
願第0322960A1号に記載されている。この文献
はIEEEトランザクションズ オン エレクトロンデ
バイス第ED38巻、第11号、1981年11月、第
1364〜1368頁にシンジオカザキが発表した論文" エッチ
−デファインド パターニング オブ ハイパーファイ
ン リフラクトリィ メタル シリサイド MOS ス
トラクチュア”に記載された技術である。このヨーロッ
パ特許出願では、スペーサ12を窒化シリコンから形成し
ている。本発明では二酸化シリコン(SiO2)を好適に選定
し、即ち前のステップで設けたパッド11を形成するエミ
ッタ接点Eのカプセル封止層10の場合と同一誘電体材料
を選定するのが好適である。スペーサの製造技術を図12
a 及び12b につき説明する。
【0033】図12a に示すように誘電体材料SiO2の層12
を半導体装置上に特定の精度の厚さh1で均一に堆積し、
この厚さh1は最終的に形成すべきベース電極Bをエミッ
タ接点Eから分離する寸法に対し選定する。かように層
12を均一に堆積することによって前のステップで行った
ように半導体装置のディティル及びレリーフを極めて精
密に追従させることができる。層9,10, 12の全体の厚
さをh2とする。半導体装置には例えば反応性イオンエッ
チングRIE によって均一なエッチングを行なうことがて
きるため、材料12をすべての個所で均等な厚さ除去する
ことができる。材料12の厚さを図12a に示すようにパッ
ド11の側部に沿ってh2に等しくなるため、このエッチン
グ後これら側部に沿って設けられた誘電体層12の1部分
がこれら側部に沿って残存し、これら残存部分は特定の
寸法h1であるこれら側部F2に直角な横方向寸法を有する
ようになる。このエッチング処理の終りでは装置は図12
b に示すようになる。パッド11の側部に沿って残存する
層12の部分をスペーサと称する。
を半導体装置上に特定の精度の厚さh1で均一に堆積し、
この厚さh1は最終的に形成すべきベース電極Bをエミッ
タ接点Eから分離する寸法に対し選定する。かように層
12を均一に堆積することによって前のステップで行った
ように半導体装置のディティル及びレリーフを極めて精
密に追従させることができる。層9,10, 12の全体の厚
さをh2とする。半導体装置には例えば反応性イオンエッ
チングRIE によって均一なエッチングを行なうことがて
きるため、材料12をすべての個所で均等な厚さ除去する
ことができる。材料12の厚さを図12a に示すようにパッ
ド11の側部に沿ってh2に等しくなるため、このエッチン
グ後これら側部に沿って設けられた誘電体層12の1部分
がこれら側部に沿って残存し、これら残存部分は特定の
寸法h1であるこれら側部F2に直角な横方向寸法を有する
ようになる。このエッチング処理の終りでは装置は図12
b に示すようになる。パッド11の側部に沿って残存する
層12の部分をスペーサと称する。
【0034】このスペーサは以下に示すように数個の機
能を満足するものである。 ・ エミッタフィンガEのエッチングに用いられる反応
性物質がエミッタ接点の金属層9と接触するのを防止す
ると共にエミッタ層5a及び5bのエッチング反応が妨害さ
れるのを防止することができる。 ・ パッド11自体が層5a, 5bのエッチング側部をオーバ
ーハングするのを防止すると共に次のステップ中エミッ
タ接点自体がアンダーエッチングするのを防止する。 ・ エミッタ接点をベース接点から分離して短絡の危険
性を回避する。 ・ エミッタ接点Eと、次に形成するベース接点Bとの
間の距離を精密に規定する。スペーサの寸法h1は使用す
るエミッタ層5a及び5bに対し、エッチング処理の関数と
して選択する。上述した例ではエッチングをウエット状
態で行ない、これらの状態のもとでは横方向エッチング
はエッチング深さに極めて近くなり、これはスペーサの
厚さを0.5 μm とする必要のあることを意味する。この
厚さは、例えばRIE により異方性でドライエッチングを
選択する場合に0.1 μm 程度に減少させることがてき
る。
能を満足するものである。 ・ エミッタフィンガEのエッチングに用いられる反応
性物質がエミッタ接点の金属層9と接触するのを防止す
ると共にエミッタ層5a及び5bのエッチング反応が妨害さ
れるのを防止することができる。 ・ パッド11自体が層5a, 5bのエッチング側部をオーバ
ーハングするのを防止すると共に次のステップ中エミッ
タ接点自体がアンダーエッチングするのを防止する。 ・ エミッタ接点をベース接点から分離して短絡の危険
性を回避する。 ・ エミッタ接点Eと、次に形成するベース接点Bとの
間の距離を精密に規定する。スペーサの寸法h1は使用す
るエミッタ層5a及び5bに対し、エッチング処理の関数と
して選択する。上述した例ではエッチングをウエット状
態で行ない、これらの状態のもとでは横方向エッチング
はエッチング深さに極めて近くなり、これはスペーサの
厚さを0.5 μm とする必要のあることを意味する。この
厚さは、例えばRIE により異方性でドライエッチングを
選択する場合に0.1 μm 程度に減少させることがてき
る。
【0035】スペーサ自体を形成するステップ中、層12
のエッチングはガスCHF3及びSF6 を用いRIE でドライ状
態で行なうのが好適である。 k) エミッタ層5a及び5bのエッチングはベース層3が現
れるまで行い、この際スペーサ12を有するパッド11はマ
スクとして用いる。このエッチングは本例では2段階で
行ったが、このエッチングを他の態様で行うこともでき
る。表面層5bはNaOH溶液(20ml, 0.5N)/H2O2(200ml)によ
って層5aに対して選択的にエッチングし、ベース層3は
NH4OH 溶液(30ml)/H2O2(1ml)/H2O(500ml) により周囲温
度でエッチングする。このステップを図7に示す。 l) 既知の写真蝕刻処理により感光性樹脂の層にベース
金属化パターンB又はベース接点Bを画成する。このス
テップを図8に示す。この場合以下に示すように3重層
システムを用いるのが好適である。 ・ 樹脂層13(PMMA 9% 496K)( ポリメチル メタクリ
レート、濃度9%、分子量496) ・ 窒化物層14(Si3N4) ・ 前記樹脂AZ5214E と同一製造業者の樹脂層AZ407015
のエッチングはガスCHF3及びSF6 を用いRIE でドライ状
態で行なうのが好適である。 k) エミッタ層5a及び5bのエッチングはベース層3が現
れるまで行い、この際スペーサ12を有するパッド11はマ
スクとして用いる。このエッチングは本例では2段階で
行ったが、このエッチングを他の態様で行うこともでき
る。表面層5bはNaOH溶液(20ml, 0.5N)/H2O2(200ml)によ
って層5aに対して選択的にエッチングし、ベース層3は
NH4OH 溶液(30ml)/H2O2(1ml)/H2O(500ml) により周囲温
度でエッチングする。このステップを図7に示す。 l) 既知の写真蝕刻処理により感光性樹脂の層にベース
金属化パターンB又はベース接点Bを画成する。このス
テップを図8に示す。この場合以下に示すように3重層
システムを用いるのが好適である。 ・ 樹脂層13(PMMA 9% 496K)( ポリメチル メタクリ
レート、濃度9%、分子量496) ・ 窒化物層14(Si3N4) ・ 前記樹脂AZ5214E と同一製造業者の樹脂層AZ407015
【0036】・ パターンを写真蝕刻により層15に最初
に画成する。次いで層14をRIE によりエッチングし、層
15をマスクとして用いる。樹脂層13を現像した開口を経
て照射する。この技術によって図8に示すように、特に
エミッタフィンガと金属−シリカパッドとにより構成さ
れる頂部の変位レベルで金属フィルタの良好なカッティ
ングを得るに不可避のオーバーハングプロフィールを画
成することがてきる。ここに云うエミッタフィンダとは
エミッタを形成する層5a及び5bを意味し、金属層9はエ
ミッタ接点Eとする。 m) ベース接点Bを形成するに好適な金属層16を堆積す
る。この金属層16は、金−マンガン(Au-Mn) 、金−ベリ
リウム(Au-Be) 、金−亜鉛(Au-Zn) で造るのが好適であ
る。Au-Mn は4%の割合とするのが好適であり、これに
より低固有抵抗の接点を得ることができる。金属化ベー
スBのパターンは上述した3重層13, 14, 15の開口と、
二酸化シリコンカプセル封止10により被覆され、スペー
サ12を設けたエミッタフィンガとによって画成する。こ
のパターンの外側の金属は図9に示すように既知のリフ
トオフ技術によって除去する。
に画成する。次いで層14をRIE によりエッチングし、層
15をマスクとして用いる。樹脂層13を現像した開口を経
て照射する。この技術によって図8に示すように、特に
エミッタフィンガと金属−シリカパッドとにより構成さ
れる頂部の変位レベルで金属フィルタの良好なカッティ
ングを得るに不可避のオーバーハングプロフィールを画
成することがてきる。ここに云うエミッタフィンダとは
エミッタを形成する層5a及び5bを意味し、金属層9はエ
ミッタ接点Eとする。 m) ベース接点Bを形成するに好適な金属層16を堆積す
る。この金属層16は、金−マンガン(Au-Mn) 、金−ベリ
リウム(Au-Be) 、金−亜鉛(Au-Zn) で造るのが好適であ
る。Au-Mn は4%の割合とするのが好適であり、これに
より低固有抵抗の接点を得ることができる。金属化ベー
スBのパターンは上述した3重層13, 14, 15の開口と、
二酸化シリコンカプセル封止10により被覆され、スペー
サ12を設けたエミッタフィンガとによって画成する。こ
のパターンの外側の金属は図9に示すように既知のリフ
トオフ技術によって除去する。
【0037】n) 例えばAZ4110による厚さ1 μm のポシ
ティブ樹脂層17を堆積し、次いで波長が310nm の紫外線
に露出し、且つ樹脂を流動性とする150 〜180 ℃の高温
加熱処理により上記層を平坦化する。RIE による光エッ
チングによってパッド11の表面に残存する封止層を除去
し、且つ図11に示すように金属層16の表面を露出する。 o) 金属層16の被覆されていない領域をKI-I2 溶液でエ
ッチングすると共に、カプセル封止10及びスペーサ12を
形成する二酸化シリコン(SiO2)層をフッ化水素酸の緩衝
溶液によりエッチングする。次いで樹脂17をアセトンで
溶解して除去する。このステップを図11に示す。エミッ
タ接点E及びベース接点Bの金属化層9,16はこの処理
により、エミッタを形成する層5a及び5bの場合と同様に
処理中常時保護される。
ティブ樹脂層17を堆積し、次いで波長が310nm の紫外線
に露出し、且つ樹脂を流動性とする150 〜180 ℃の高温
加熱処理により上記層を平坦化する。RIE による光エッ
チングによってパッド11の表面に残存する封止層を除去
し、且つ図11に示すように金属層16の表面を露出する。 o) 金属層16の被覆されていない領域をKI-I2 溶液でエ
ッチングすると共に、カプセル封止10及びスペーサ12を
形成する二酸化シリコン(SiO2)層をフッ化水素酸の緩衝
溶液によりエッチングする。次いで樹脂17をアセトンで
溶解して除去する。このステップを図11に示す。エミッ
タ接点E及びベース接点Bの金属化層9,16はこの処理
により、エミッタを形成する層5a及び5bの場合と同様に
処理中常時保護される。
【0038】p) 厚さがほぼ2μm の例えばAZ4210より
成るポシティブ樹脂層にコレクタ接点パターンCを写真
蝕刻により画成する。ベース層3及びコレクタ接点層2a
を形成するコレクタ層2bのエッチングを、かくして得た
マスクの開口を経て行う。このステップは図示しない。
この場合のエッチングは、例えば1kg/l比の希釈クエン
酸/過酸化水素(H2O2)の混合溶液でウエット状態で行
う。 q) コレクタ接点を形成するに好適な金属層19を堆積す
る。コレクタパターンの外側に堆積した金属は図1aに示
すように樹脂層をアセトンで溶解してリフトオフにより
除去する。接点Cの層19を形成する金属はエミッタ接点
Eの形成にすでに用いられた多重層、即ちAu-Ge(85nm)/
Ni(10nm)/Ti(100nm)/Au(200nm)とするのが好適である。
電極の接点E, B, C の全部は処理の終了と同時に370 ℃
の温度でほぼ30秒に亘りベークする。
成るポシティブ樹脂層にコレクタ接点パターンCを写真
蝕刻により画成する。ベース層3及びコレクタ接点層2a
を形成するコレクタ層2bのエッチングを、かくして得た
マスクの開口を経て行う。このステップは図示しない。
この場合のエッチングは、例えば1kg/l比の希釈クエン
酸/過酸化水素(H2O2)の混合溶液でウエット状態で行
う。 q) コレクタ接点を形成するに好適な金属層19を堆積す
る。コレクタパターンの外側に堆積した金属は図1aに示
すように樹脂層をアセトンで溶解してリフトオフにより
除去する。接点Cの層19を形成する金属はエミッタ接点
Eの形成にすでに用いられた多重層、即ちAu-Ge(85nm)/
Ni(10nm)/Ti(100nm)/Au(200nm)とするのが好適である。
電極の接点E, B, C の全部は処理の終了と同時に370 ℃
の温度でほぼ30秒に亘りベークする。
【0039】前述したように図1bは本発明方法を用いた
HBT トランジスタの1例の平面図である。破線はステッ
プe中に能動領域を被覆したマスクMK1 の縁部を示し、
従って能動領域を画成する。トランジスタを他の構造、
特に電極を他の構造のものとすることができる。又、ト
ランジスタを他の材料で造ることができる。この場合に
は構体に1個又は数個のヘテロ接合を設けることがで
き、又、設けなくても良い。スペーサによって囲まれた
上述したカプセル封止エミッタ接点パッドはプレーナ装
置、例えば前述したヨーロッパ特許出願EP03229
60A1号から既知の構体のプレーナHBT トランジスタ
の製造に用いた。本発明によるバイポーラヘテロ接合ト
ランジスタは種々の利点を呈する。実際上、エミッタ接
点Eに対するベース接点Bの自己接合によってベース接
点の抵抗値を減少し、この型のトラジスタの作動周波数
を改善することができる。本発明による方法は特に有利
である。その理由は処理中エミッタ接点を保護すると同
時にこのエミッタ金属化がエッチングプロフィールを妨
害するエッチング溶液に電気化学効果を誘起することを
防止するからである。このプロフィールを完全に制御す
ることはベース接点の自己整合に必要である。本発明に
よればエミッタ又はベースの金属化によるも短絡の危険
なくエミッタ及びベース電極を互いに極めて近接して形
成することができる。又、エミッタ金属化によってエッ
チング側部をオーバーハングし、これによりオーム接点
のベーク中このエッチング側部に沿って金属を流動又は
拡散することも防止することができる。かかるエッチン
グ側部のオーバーハングによって漏洩電流を発生し、エ
ミッタ−ベース ブレークダウン電圧を低減するように
なる。
HBT トランジスタの1例の平面図である。破線はステッ
プe中に能動領域を被覆したマスクMK1 の縁部を示し、
従って能動領域を画成する。トランジスタを他の構造、
特に電極を他の構造のものとすることができる。又、ト
ランジスタを他の材料で造ることができる。この場合に
は構体に1個又は数個のヘテロ接合を設けることがで
き、又、設けなくても良い。スペーサによって囲まれた
上述したカプセル封止エミッタ接点パッドはプレーナ装
置、例えば前述したヨーロッパ特許出願EP03229
60A1号から既知の構体のプレーナHBT トランジスタ
の製造に用いた。本発明によるバイポーラヘテロ接合ト
ランジスタは種々の利点を呈する。実際上、エミッタ接
点Eに対するベース接点Bの自己接合によってベース接
点の抵抗値を減少し、この型のトラジスタの作動周波数
を改善することができる。本発明による方法は特に有利
である。その理由は処理中エミッタ接点を保護すると同
時にこのエミッタ金属化がエッチングプロフィールを妨
害するエッチング溶液に電気化学効果を誘起することを
防止するからである。このプロフィールを完全に制御す
ることはベース接点の自己整合に必要である。本発明に
よればエミッタ又はベースの金属化によるも短絡の危険
なくエミッタ及びベース電極を互いに極めて近接して形
成することができる。又、エミッタ金属化によってエッ
チング側部をオーバーハングし、これによりオーム接点
のベーク中このエッチング側部に沿って金属を流動又は
拡散することも防止することができる。かかるエッチン
グ側部のオーバーハングによって漏洩電流を発生し、エ
ミッタ−ベース ブレークダウン電圧を低減するように
なる。
【図1】aは本発明による処理によって形成したバイポ
ーラヘテロ接合トランジスタの構成を示す断面図であ
る。
ーラヘテロ接合トランジスタの構成を示す断面図であ
る。
【図2】bは同じくその平面図である。
【図3】本発明方法によりトランジスタを製造する処理
ステップを示す断面図である。
ステップを示す断面図である。
【図4】本発明方法によりトランジスタを製造する処理
ステップを示す断面図である。
ステップを示す断面図である。
【図5】本発明方法によりトランジスタを製造する処理
ステップを示す断面図である。
ステップを示す断面図である。
【図6】本発明方法によりトランジスタを製造する処理
ステップを示す断面図である。
ステップを示す断面図である。
【図7】本発明方法によりトランジスタを製造する処理
ステップを示す断面図である。
ステップを示す断面図である。
【図8】本発明方法によりトランジスタを製造する処理
ステップを示す断面図である。
ステップを示す断面図である。
【図9】本発明方法によりトランジスタを製造する処理
ステップを示す断面図である。
ステップを示す断面図である。
【図10】本発明方法によりトランジスタを製造する処
理ステップを示す断面図である。
理ステップを示す断面図である。
【図11】本発明方法によりトランジスタを製造する処
理ステップを示す断面図である。
理ステップを示す断面図である。
【図12】a及びbはカプセル封止接点を囲むスペーサ
を製造する処理ステップを示す断面図である。
を製造する処理ステップを示す断面図である。
【図13】a〜cは本発明による像反転法によってフォ
トレジスト層にオーバーハング側部を有する開口を形成
する手段を示す断面図である。dは本発明による第一接
点を得るための微小距離d及びアパーチュアAを形成す
る手段を示す断面図である。
トレジスト層にオーバーハング側部を有する開口を形成
する手段を示す断面図である。dは本発明による第一接
点を得るための微小距離d及びアパーチュアAを形成す
る手段を示す断面図である。
1 コレクタ層 3 半導体層(ベース層) 5 半導体層 5a エミッタ層 8 フォトレジスト層 9 金属層 10 カプセル封止誘電体層 11 第1カプセル封止接点 12 スペーサ 16 第2金属層 17 第3誘電体層
───────────────────────────────────────────────────── 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 29/205
Claims (13)
- 【請求項1】 スペーサを設けた第1カプセル封止電極
接点E及びこの第1接点に設けられた第2自己整合電極
接点Bを各半導体層に設けるようにした集積半導体装置
を自己整合により製造するに当たり、 a0) 前記第1及び第2電極接点を夫々受けるための第1
及び第2半導体層を形成し; b0) 前記第1半導体層に堆積されたフォトレジスト層
に、オーバーハング側部を有する開口B0をいわゆる像反
転法により形成し; c0) この開口内に第1電極接点Eを形成する第1金属層
を堆積し、この接点Eには前記開口のオーバーハング側
部F1から僅かの距離の個所に横方向に位置する上側縁部
を有し、前記フォトレジスト層のオーバーハング側部F1
よりも高さの低いオーバーハング側部F2を設け、これに
より前記第1接点の基部を中心とするアパーチュアを残
存させ; d0) 前記僅かな距離の値よりも厚い厚さの第1誘電体層
を堆積し、これにより前記アパーチュアを充填すること
なく前記第1電極接点をカプセル封止し; e0) 前記カプセル封止されたままの前記第1電極接点E
の囲りの前記誘電体層及び金属層をリフトオフし; f0) 前記第1カプセル封止電極接点Eを中心とするスペ
ーサを形成することを特徴とする集積半導体装置の製造
方法。 - 【請求項2】 前記ステップb0中、前記フォトレジスト
層の開口B0のオーバーハング側部にはほぼ垂直な上側部
分F1′と、彎曲部が前記開口B0に向かう凸状の下側部分
F1 ″とを設けるようにしたことを特徴とする請求項1
に記載の集積半導体装置の製造方法。 - 【請求項3】 前記開口B0のオーバーハング側部に、ほ
ぼ垂直な上側部分F1′及び前記開口B0に向かう凸状の下
側部分F1″を設けるために、前記像反転処理には、少な
くとも次のステップ、 ・ オーバーハング側部を有する開口B0を設けるべき処
理により反転し得るポジ型のフォトレジストによって前
記第1半導体層の上側表面を被覆し、このフォトレジス
トに第一の熱処理を施す、 ・ 開口B0を形成するように最終的に位置決めされたフ
ォトレジスト領域の表面を保護するマスクを設ける、 ・ フォトレジストを第1の紫外線λ1 によって、前記
開口B0の垂直側部の部分F1′に必要な高さにほぼ等し
く、その全体の厚さよりも薄い厚さe1に亘って照射す
る、 ・ 前記マスクを除去し、前記フォトレジストをベイク
してこれを前記照射領域に硬化させる、 ・ 前記フォトレジストをその厚さ全体に亘り完全に照
射し、開口B0となるべき領域の外側の領域を前の処理に
より現在の処理のマスクとし、この際の照射を第2の紫
外線λ2 ≧λ1 とする、 ・ 後期にベークされなかった照射領域、即ち、開口B0
の領域を溶解し得る溶剤で前記フォトレジストを現像
し、これにより照射後にベークされ、且つ僅かな厚さに
亘って照射された部分に設けられたほぼ垂直な側部F1′
と、照射後に最終的にベークされることなく厚さ全体に
亘り照射された部分に設けられたアンダーエッチング側
部F1″とを有する開口を形成するステップを具えること
を特徴とする請求項2に記載の集積半導体装置の製造方
法。 - 【請求項4】 前記ステップC0中、前記第1金属電極E
の側部Eの上側縁を、前記オーバーハング側部F1が前記
上側部分F1′及び下側部分F1″間で、その曲率が変化す
部分において前記開口B0のオーバーハング側部F1から僅
かに横方向距離まで延在するようにしたことを特徴とす
る請求項2及び3の何れかの項に記載の集積半導体装置
の製造方法。 - 【請求項5】 前記ステップf0中、前記スペーサは厚さ
h1が特に均一な第2の誘電体層を堆積して形成し、その
後この第2誘電体層を前記特定の値h1に等しい高さまで
エッチング除去し、この第2誘電体層の材料を前記第1
誘電体層の材料と同一とすることを特徴とする請求項1
乃至4の何れかの項に記載の集積半導体装置の製造方
法。 - 【請求項6】 前記ステップa0中、前記第1の層を前記
第2の層の表面に形成し、この第1の層を1導電型と
し、第2の層を反対導電型とすることを特徴とする請求
項5に記載の集積半導体装置の製造方法。 - 【請求項7】 集積半導体装置の製造方法において、次
のステップ、 g0) スペーサを設けた第1カプセル封止電極接点Eの周
囲の第1、即ち、上側半導体層をエッチング除去し、こ
の接点は、隣接する第2半導体層に到達すまるで前記ス
ペーサの下側をアンダーエッチングするマスクとして用
いるようにし; h0) 前記スペーサを有する第1カプセル封止接点Eと、
マスクの開口の縁部とによって画成される第2電極接点
Bを形成するための第2金属層を堆積し; i0) 前記カプセル封止、スペーサ、マスク並びに前のス
テップでカプセル封止、スペーサ及びマスク上に堆積さ
れた金属層の部分を除去するステップを更に具えること
を特徴とする請求項6に記載の集積半導体装置の製造方
法。 - 【請求項8】 前記ステップi0中、不所望な素子の除去
は次のステップ、 i1) ほぼ平坦な上側面を有するカプセル封止及びスペー
サの材料とは異なる材料の第3誘電体層を堆積し;この
際第1カプセル封止電極接点を覆う第2金属層の部分は
露出したままとし; i2) 前記第1カプセル封止電極接点Eを覆う第2金属層
の部分を除去し、この際この第1接点はそのカプセル封
止で保護し、第2電極接点Bは第3誘電体層で保護
し、; i3) 前記第1電極接点Eのスペーサ及びカプセル封止を
除去し; i4) 前記第3誘電体層を除去し、前記マスク及びこれを
覆う金属層の部分をリフトオフするようにしたことを特
徴とする請求項7に記載の集積半導体装置の製造方法。 - 【請求項9】 前記ステップi1中、前記第3誘電体層
は、フォトレジスト又はポリイミドにおける如き平均化
法により形成することを特徴とする請求項8に記載の集
積半導体装置の製造方法。 - 【請求項10】 前記ステップi2中、前記金属層の部分
の除去は化学的手段により行なうことを特徴とする請求
項8及び9の何れかの項に記載の集積半導体装置の製造
方法。 - 【請求項11】 前記ステップf0中、前記特定の値h1は
前記第1及び第2電極接点間の所望の距離に等しくなる
ようにしたことを特徴とする請求項5乃至10のいずれ
かの項に記載の集積半導体装置の製造方法。 - 【請求項12】 非プレーナバイポーラヘテロ接合トラ
ンジスタを具える集積半導体装置を自己整合により製造
するに当り、交互に導電型の異なる3つの重畳半導体
層、即ち下側層から上側層に向かって夫々コレクタ層、
ベース層及びエミッタ層を少なくとも形成し、少なくと
もそベース層及びエミッタ層間に少なくとも1つのヘテ
ロ接合を形成して前記トランジスタを製造する方法にお
いて、前記エミッタ接点及びベース接点、即ち第1接点
E及び第2接点Bは、請求項5乃至11何れかの項に記
載の方法により前記エミッタ層及びベース層上に形成す
ることを特徴とする集積半導体装置の製造方法。 - 【請求項13】 前記バイポーラヘテロ接合トランジス
タのコレクタ接点C、即ち第3電極接点を形成するため
に、次のステップ、 j0) 前記コレクタ接点Cに予定された領域に一致する開
口を有するマスクを形成し; k0) これら開口内の半導体層をコレクタ層までエッチン
グ除去し; l0) コレクタ接点を形成する第3金属層を堆積し; m0) 前記マスク及びこれを覆う第3金属層の不所望な部
分をリフトオフするステップを更に具えることを特徴と
する請求項12に記載の集積半導体装置の製造方法。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR9001531A FR2658362A1 (fr) | 1990-02-09 | 1990-02-09 | Procede de realisation par autoalignement, d'un dispositif semiconducteur integre, comprenant au moins la formation d'un premier contact d'electrode encapsule et muni d'espaceurs et d'un second contact d'electrode autoaligne sur celui-ci. |
| FR9001531 | 1990-02-09 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0794523A true JPH0794523A (ja) | 1995-04-07 |
| JP2558016B2 JP2558016B2 (ja) | 1996-11-27 |
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Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
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|---|---|
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| EP (1) | EP0441450B1 (ja) |
| JP (1) | JP2558016B2 (ja) |
| DE (1) | DE69120981T2 (ja) |
| FR (1) | FR2658362A1 (ja) |
Cited By (1)
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| JP2011124296A (ja) * | 2009-12-09 | 2011-06-23 | Showa Denko Kk | 半導体発光素子の製造方法 |
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-
1991
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- 1991-02-06 DE DE69120981T patent/DE69120981T2/de not_active Expired - Fee Related
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