一種磷化銦基異質(zhì)結(jié)晶體管亞微米發(fā)射極的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明是一種磷化銦基異質(zhì)結(jié)晶體管亞微米發(fā)射極的制作方法；蒸發(fā)發(fā)射極金屬鈦/鉑/金；淀積二氧化硅薄膜；蒸發(fā)耐刻蝕金屬掩膜層作為發(fā)射極金屬的刻蝕掩膜；涂膠并完成亞微米發(fā)射極圖形光刻；利用感應(yīng)離子耦合刻蝕機(jī)刻蝕金屬掩膜；去除光刻膠；利用ICP刻蝕SiO2層以及發(fā)射極金屬；用氫氟酸腐蝕液腐蝕SiO2層并剝離金屬掩膜層；優(yōu)點(diǎn)：采用金屬掩膜層作為刻蝕掩膜，然后以該金屬作為掩膜刻蝕發(fā)射極金屬；在金屬掩膜層與發(fā)射極金屬之間插入了一層SiO2層，可在ICP刻蝕完發(fā)射極金屬后，利用HF腐蝕液腐蝕掉SiO2層從而剝離掉金屬掩膜層。避免了傳統(tǒng)蒸發(fā)剝離工藝制作亞微米發(fā)射極時(shí)遇到的金屬脫落以及金屬邊緣不整齊的問題。
【專利說明】一種磷化銦基異質(zhì)結(jié)晶體管亞微米發(fā)射極的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及的是一種磷化銦基異質(zhì)結(jié)晶體管亞微米發(fā)射極的制作方法，屬于半導(dǎo)體晶體管【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]磷化銦異質(zhì)結(jié)雙極型晶體管(InP HBT)具有十分優(yōu)異的高頻特性，在超高速數(shù)?；旌想娐贰喓撩撞娐芬约肮怆娂呻娐分芯哂袕V泛的用途。InP HBT按照集電區(qū)材料的不同分為磷化銦單異質(zhì)結(jié)雙極型晶體管(InP SHBT)和磷化銦雙異質(zhì)結(jié)雙極型晶體管(InPDHBT)。InP SHBT的集電區(qū)為銦鎵砷(InGaAs)，而InP DHBT的集電區(qū)為磷化銦(InP)。InPDHBT相對(duì)InP SHBT而言，具有更高的擊穿電壓和更好的散熱特性，因此應(yīng)用范圍更為廣闊，是目前國(guó)內(nèi)外研究及應(yīng)用的熱點(diǎn)。對(duì)于InP HBT而言，高頻參數(shù)主要有兩個(gè)，一是電流增益截止頻率(ft);二是最高振蕩頻率(fmax)。為使器件高頻參數(shù)增加至Y倍，發(fā)射極線寬需縮短至原來的Y _1/2倍，因此為獲得HBT器件更好的高頻特性，必須進(jìn)一步減小發(fā)射極線寬。
[0003]目前常用的發(fā)射極金屬制備工藝是采用金屬剝離工藝實(shí)現(xiàn)的:通過光刻工藝，顯影暴露出需要做發(fā)射極金屬的位置，在其它區(qū)域均覆蓋上光刻膠，蒸發(fā)發(fā)射極金屬Ti/Pt/Au，通過丙酮去除光刻膠同時(shí)剝離掉光刻膠上面的金屬，最終留下發(fā)射極位置上的金屬，完成發(fā)射極金屬制作。
[0004]上述傳統(tǒng)的發(fā)射極金屬制作工藝在制作亞微米線寬發(fā)射極的時(shí)候，會(huì)產(chǎn)生許多問題。由于線條寬度過細(xì)，在剝離時(shí)容易脫落，且剝離后金屬邊緣形貌不齊整。因此，傳統(tǒng)的用于制作發(fā)射極金屬的方法在用于制作InP HBT亞微米發(fā)射極金屬時(shí)，存在一定的缺點(diǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明提出的是一種磷化銦基異質(zhì)結(jié)晶體管亞微米發(fā)射極的制作方法，其目的旨在克服傳統(tǒng)蒸發(fā)剝離工藝制作亞微米發(fā)射極時(shí)遇到的金屬脫落以及金屬邊緣不整齊的問題，采用金屬掩膜層作為刻蝕掩膜，然后以該金屬作為掩膜刻蝕發(fā)射極金屬，具有效果好、工藝流程簡(jiǎn)單。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)解決方案:磷化銦基異質(zhì)結(jié)晶體管亞微米發(fā)射極的制作方 法，包括以下步驟:
1)在磷化銦基異質(zhì)結(jié)晶體管外延材料上依次蒸發(fā)發(fā)射極金屬T1、Pt、Au，每層材料厚度范圍為10納米到I微米；
2)在發(fā)射極金屬上淀積SiO2薄膜，厚度范圍為10納米到I微米，在完成發(fā)射極金屬刻蝕后，利用HF腐蝕液腐蝕SiO2的同時(shí)，即可直接剝離掉SiO2上面的刻蝕掩膜層；
3)在SiO2薄膜上蒸發(fā)耐刻蝕金屬層作為發(fā)射極的刻蝕掩膜，厚度范圍為10納米到I微米；
4)旋膠并完成亞微米發(fā)射極圖形光刻工藝； 5)以光刻膠為刻蝕掩膜，利用ICP刻蝕金屬掩膜層后并去膠；
6)以金屬掩膜層作為刻蝕掩膜，利用ICP刻蝕SiO2層以及發(fā)射極金屬T1、Pt、Au；
7)用HF腐蝕液腐蝕SiO2層并剝離金屬掩膜層，完成發(fā)射極金屬制作。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn):本發(fā)明最大的特點(diǎn)在于采用金屬掩膜層作為刻蝕掩膜，然后以該金屬作為掩膜刻蝕發(fā)射極金屬。另外本發(fā)明在金屬掩膜層與發(fā)射極金屬之間插入了一層SiO2層，可在ICP刻蝕完發(fā)射極金屬后，利用HF腐蝕液腐蝕掉SiO2層從而剝離掉金屬掩膜層。該工藝避免了傳統(tǒng)蒸發(fā)剝離工藝制作亞微米發(fā)射極時(shí)遇到的金屬脫落以及金屬邊緣不整齊的問題。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0007]圖1是蒸發(fā)發(fā)射極金屬T1、Pt、Au，并淀積SiO2層和蒸發(fā)金屬掩膜層之后的器件剖面圖。
[0008]圖2是完成發(fā)射極圖形光刻之后的器件剖面圖。
[0009]圖3是利用光刻膠作掩膜刻蝕金屬掩膜層之后的器件剖面圖。
[0010]圖4是利用金屬掩膜層刻蝕發(fā)射極金屬之后的器件剖面圖。
[0011]圖5是利用HF腐蝕液腐蝕SiO2層并剝離金屬掩膜層之后的器件剖面圖。
【具體實(shí)施方式】
[0012]下面結(jié)合附圖進(jìn)一步描述本發(fā)明的技述方案；
具體方法如下:
I)蒸發(fā)發(fā)射極金屬，在磷化銦基異質(zhì)結(jié)晶體管外延材料上依次蒸發(fā)發(fā)射極金屬T1、Pt、Au，采用電子束蒸發(fā)設(shè)備，每層材料厚度范圍為10納米到I微米。
[0013]2)在發(fā)射極金屬上通過化學(xué)氣相淀積SiO2薄膜，厚度范圍為10納米到I微米，采用PECVD或ICPCVD設(shè)備，該SiO2層的目的是為了在完成發(fā)射極金屬刻蝕后，利用HF腐蝕液腐蝕掉SiO2從而直接剝離該層上面的刻蝕掩膜層。
[0014]3)在SiO2薄膜上蒸發(fā)耐刻蝕金屬層Ni作為發(fā)射極的刻蝕掩膜，采用電子束蒸發(fā)設(shè)備，厚度范圍為10納米到I微米，如圖1所示。
[0015]4)涂膠并完成亞微米發(fā)射極圖形光刻工藝，光刻膠采用AZ7908，膠厚范圍為100納米到5微米，光刻板采用陽(yáng)板，光刻顯影后發(fā)射極上方有光刻膠保護(hù)，如圖2所示。
[0016]5)以光刻膠為刻蝕掩膜，利用ICP刻蝕金屬掩膜層Ni后并去膠。ICP刻蝕臺(tái)采用氯氣，完成刻蝕后，利用丙酮和乙醇去除金屬掩膜層上方的光刻膠，如圖3所示。
[0017]6)以金屬掩膜層Ni作為刻蝕掩膜，利用ICP刻蝕SiO2層以及發(fā)射極金屬T1、Pt、Au，如圖4所示。SiO2的刻蝕采用的氣體為六氟化硫，該刻蝕氣體在刻蝕發(fā)射極金屬的同時(shí)幾乎不刻蝕金屬掩膜層。
[0018]7)利用HF腐蝕液腐蝕SiO2層，HF腐蝕液濃度范圍為5%到80%，腐蝕時(shí)間范圍為10秒到10分鐘，腐蝕掉SiO2之后，SiO2上方的金屬掩膜層被同時(shí)剝離，在DI水中清洗晶圓，在氮?dú)獯祾咧兴Ω删A，完成發(fā)射極金屬制作，如圖5所示。
【權(quán)利要求】
1.一種磷化銦基異質(zhì)結(jié)晶體管亞微米發(fā)射極的制作方法，其特征是該方法包括以下步驟: 1)在磷化銦基異質(zhì)結(jié)晶體管外延材料上依次蒸發(fā)發(fā)射極金屬T1、Pt、Au，每層材料厚度范圍為10納米到I微米； 2)在發(fā)射極金屬上淀積SiO2薄膜，厚度范圍為10納米到I微米；在完成發(fā)射極金屬刻蝕后，利用HF腐蝕液腐蝕SiO2的同時(shí)，即可直接剝離掉SiO2上面的刻蝕掩膜層； 3)在SiO2薄膜上蒸發(fā)耐刻蝕金屬層作為發(fā)射極的刻蝕掩膜，厚度范圍為10納米到I微米； 4)涂膠并完成亞微米發(fā)射極圖形光刻工藝； 5)以光刻膠為刻蝕掩膜，利用ICP刻蝕金屬掩膜層，然后去除光刻膠； 6)以金屬掩膜層作為刻蝕掩膜，利用ICP刻蝕SiO2層以及發(fā)射極金屬T1、Pt、Au； 7)用HF腐蝕液腐蝕SiO2層并剝離金屬掩膜層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種磷化銦基異質(zhì)結(jié)晶體管亞微米發(fā)射極的制作方法，其特征是以一層耐刻蝕的金屬掩膜層作為ICP刻蝕掩膜，刻蝕發(fā)射極金屬，避免發(fā)射極金屬脫落，同時(shí)獲得更為平整的發(fā)射極金屬邊緣。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種磷化銦基異質(zhì)結(jié)晶體管亞微米發(fā)射極的制作方法，其特征是所述的金屬掩膜層和發(fā)射極金屬之間加入一層SiO2層，完成發(fā)射極金屬刻蝕后，通過被HF腐蝕液腐蝕掉SiO2層，從而剝離金屬掩膜層。
【文檔編號(hào)】H01L21/331GK103871858SQ201410072313
【公開日】2014年6月18日 申請(qǐng)日期:2014年3月3日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月3日
【發(fā)明者】牛斌, 王元, 程偉, 趙巖 申請(qǐng)人:中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第五十五研究所