本發(fā)明涉及半導(dǎo)體技術(shù)，特別是涉及一種HBT制造方法。
背景技術(shù)：
異質(zhì)結(jié)雙極晶體管(HBT)是發(fā)射極區(qū)、基極區(qū)和集電極區(qū)由禁帶寬度不同的材料制成的晶體管，是能夠工作在超高頻和超高速的一種重要的有源器件。傳統(tǒng)HBT的制程，在外延形成具有發(fā)射極區(qū)、基極區(qū)和集電極區(qū)的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)后，依次分別進(jìn)行在發(fā)射極區(qū)形成發(fā)射極電極、基極區(qū)形成基極電極、集電極區(qū)形成集電極電極、通過(guò)金屬布線實(shí)現(xiàn)電極互聯(lián)等工藝過(guò)程。上述各工藝過(guò)程都至少需要進(jìn)行以下步驟：制作相應(yīng)圖形的光罩；涂布光刻膠，通過(guò)曝光、顯影將光罩的圖形轉(zhuǎn)移至光刻膠上；蒸發(fā)金屬；通過(guò)去除光刻膠而僅在圖形相應(yīng)的部分殘留金屬的剝離過(guò)程以及多次清洗過(guò)程。在實(shí)際生產(chǎn)制程中，上述工藝過(guò)程的具體制作工序都多達(dá)十幾二十道。
因此，HBT的制程中，往往存在伴隨著制造工序數(shù)增加而使得制造成本增大的問(wèn)題，同時(shí)限制了生產(chǎn)效率以及產(chǎn)品的良率。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明提供了一種HBT制造方法，其克服了現(xiàn)有技術(shù)所存在的不足之處。
本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是：一種HBT制造方法，包括提供或形成半導(dǎo)體基片，所述半導(dǎo)體基片包括由下至上依次層疊的襯底、n型集電極層、p型基極層、n型發(fā)射極層以及發(fā)射極接觸層，還包括以下步驟：
1） 對(duì)所述半導(dǎo)體基片進(jìn)行發(fā)射極臺(tái)面腐蝕以留出發(fā)射極的電極形成區(qū)域并露出基極層的電極形成區(qū)域，于基極層的電極形成區(qū)域上制作基極電極；
2）進(jìn)行基極臺(tái)面腐蝕以露出集電極層的電極形成區(qū)域，于集電極層的電極形成區(qū)域上制作集電極電極；
3）于發(fā)射極的電極形成區(qū)域之外沉積介質(zhì)層，腐蝕介質(zhì)層以對(duì)基極電極、集電極電極相應(yīng)的區(qū)域開孔；
4）同時(shí)制作集電極電極引出線、基極電極引出線以及發(fā)射極電極，其中發(fā)射極電極與發(fā)射極接觸層形成歐姆接觸；
5）進(jìn)行電極互聯(lián)布線。
優(yōu)選的，所述集電極層是n型GaAs，所述基極層是p型GaAs，所述發(fā)射極層是n型InGaP。
優(yōu)選的，步驟4）是于介質(zhì)層開孔區(qū)域以及發(fā)射極的電極形成區(qū)域之外覆蓋光阻層，進(jìn)行金屬蒸發(fā)形成金屬層，并通過(guò)金屬剝離去除光阻層及其之上的金屬層，從而形成位于介質(zhì)層開孔之中并與集電極電極相接的集電極電極引出線、位于介質(zhì)層開孔之中并與基極電極相接的基極電極引出線以及位于發(fā)射極接觸層之上的發(fā)射極電極。
優(yōu)選的，所述金屬蒸發(fā)包括電子束蒸發(fā)、濺射或電鍍。
優(yōu)選的，所述金屬層是由下至上為Ti/Pt/Au且Ti厚度為40nm~60nm、或Pt/Ti/Pt/Au且底層Pt厚度為5nm~60nm、或AuGe/Ti/Pt/Au且AuGe厚度為30nm~100nm的疊層結(jié)構(gòu)。
優(yōu)選的，所述發(fā)射極接觸層是n型InGaAs，厚度為70nm~100nm，摻雜濃度大于1×1018 cm-3。
優(yōu)選的，還包括一發(fā)射極蓋層，所述發(fā)射極蓋層是n型GaAs，形成于發(fā)射極接觸層以及發(fā)射極層之間。
優(yōu)選的，所述集電極層包括一高摻雜濃度的n型下集電極層以及一低摻雜濃度的n型上集電極層，所述集電極電極形成于下集電極層之上；步驟2）中，還包括腐蝕上集電極層以露出下集電極層的電極形成區(qū)域。
優(yōu)選的，還包括腐蝕器件間的下集電極層以使各個(gè)器件之間相互隔離的步驟。
優(yōu)選的，所述基極電極是Ti/Pt/Au金屬層，與基極層形成歐姆接觸。
優(yōu)選的，所述集電極電極的制作是形成AuGe/Ni/Ag/Au金屬層，并于350℃~400℃下退火30~90s以使集電極電極與所述集電極層形成歐姆接觸。
優(yōu)選的，所述介質(zhì)層是SiO2或Si3N4。
相較于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明將發(fā)射極電極、基極電極引出線以及集電極電極引出線于同一工序中同時(shí)制作，省卻了單獨(dú)的發(fā)射極電極制作這一工序，從而降低了制造成本，提高生產(chǎn)效率。
附圖說(shuō)明
圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)流程示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。本發(fā)明的各附圖僅為示意以更容易了解本發(fā)明，其具體比例可依照設(shè)計(jì)需求進(jìn)行調(diào)整。文中所描述的圖形中相對(duì)元件的上下關(guān)系，在本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)能理解是指構(gòu)件的相對(duì)位置而言，因此皆可以翻轉(zhuǎn)而呈現(xiàn)相同的構(gòu)件，此皆應(yīng)同屬本說(shuō)明書所揭露的范圍。此外，圖中所示的元件及結(jié)構(gòu)的個(gè)數(shù)、層的厚度及層間的厚度對(duì)比，均僅為示例，并不以此進(jìn)行限制，實(shí)際可依照設(shè)計(jì)需求進(jìn)行調(diào)整。
以下以GaAs/ InGaP型HBT的制程為例進(jìn)行具體說(shuō)明。參考圖1，首先是提供半導(dǎo)體基片。半導(dǎo)體基片通過(guò)常規(guī)的MBE外延或MOCVD法形成由下至上依次層疊的襯底1、下集電極層2、上集電極層3、p型基極層4、n型發(fā)射極層5、發(fā)射極蓋層6以及發(fā)射極接觸層7。上集電極層3的摻雜濃度小于下集電極層2的摻雜濃度，發(fā)射極層5的能帶隙大于基極層4的能帶隙，發(fā)射極接觸層7的能帶隙小于發(fā)射極蓋層6的能帶隙。舉例來(lái)說(shuō)，襯底是GaAs、Si、SiC、GaN或藍(lán)寶石；下集電極層2和上集電極層3是不同摻雜濃度的n型GaAs；基極層4是p型GaAs；發(fā)射極層5是n型InGaP，厚度為30nm~60nm；發(fā)射極蓋層6是n型GaAs，厚度為100nm~150nm；發(fā)射極接觸層7是 n型InGaAs，厚度為70nm~100nm，摻雜濃度大于1×1018 cm-3。
其次，直接對(duì)半導(dǎo)體基片進(jìn)行發(fā)射極臺(tái)面腐蝕以留出發(fā)射極的電極形成區(qū)域并露出基極層的電極形成區(qū)域，于基極層的電極形成區(qū)域上制作基極電極。具體，以保護(hù)發(fā)射極形成區(qū)域的光刻膠圖案作為掩膜，依次采用檸檬酸加H2O2腐蝕InGaAs、NH4OH 加H2O2 腐蝕GaAs層以及HCl加H3PO4腐蝕InGaP，從而形成發(fā)射極，并露出發(fā)射極之外的基極層4，其中，發(fā)射極接觸層7上表面即為發(fā)射極電極形成區(qū)域。然后，以對(duì)基極電極形成區(qū)域開口的光刻膠圖案作為掩膜，通過(guò)蒸發(fā)Ti/Pt/Au金屬層，并通過(guò)金屬剝離技術(shù)去除光刻膠以及光刻膠之上的金屬層，從而在基極電極形成區(qū)域形成了基極電極8，基極電極8與基極層4之間形成歐姆接觸。
基極電極8制作完成后，進(jìn)行基極層以及上集電極層臺(tái)面腐蝕以露出下集電極層的電極形成區(qū)域，于下集電極層的電極形成區(qū)域上制作集電極電極。具體，以保護(hù)含發(fā)射極的基極形成區(qū)域的光刻膠圖案作為掩膜，通過(guò)檸檬酸和H2O2腐蝕基極層以及上集電極層從而形成基極，同時(shí)露出下集電極層的電極形成區(qū)域。以保護(hù)各HBT器件形成區(qū)域的光刻膠圖案作為掩膜，腐蝕掉器件間的下集電極層2以使各個(gè)器件之間相互隔離。以對(duì)集電極電極形成區(qū)域開口的光刻膠圖案作為掩膜，蒸發(fā)AuGe/Ni/Ag/Au金屬層，并通過(guò)金屬剝離技術(shù)去除光刻膠以及光刻膠之上的金屬層，從而在集電極電極形成區(qū)域形成了集電極電極9，然后于350℃~400℃下退火30~90s以使集電極電極9與下集電極層2形成歐姆接觸。
以保護(hù)發(fā)射極電極形成區(qū)域的光刻膠圖案作為掩膜，沉積介質(zhì)層10。介質(zhì)層10可以是SiO2或Si3N4。腐蝕介質(zhì)層10以對(duì)基極電極、集電極電極相應(yīng)的區(qū)域開孔。此后，以對(duì)發(fā)射極電極形成區(qū)域、基極電極8以及集電極電極9開口的光刻膠圖案作為掩膜，蒸發(fā)Pt/Ti/Pt/Au金屬層，并通過(guò)金屬剝離去除光刻膠及其之上的金屬層，從而同時(shí)形成位于發(fā)射極接觸層7之上的發(fā)射極電極11，介質(zhì)層10開孔之中并與集電極電極9相接的集電極電極引出線12、位于介質(zhì)層開孔之中并與基極電極8相接的基極電極引出線13，然后根據(jù)集成電路結(jié)構(gòu)及功能的設(shè)計(jì)進(jìn)行器件間的金屬互聯(lián)布線。其中，金屬層底材Pt的厚度為5nm~60nm。在另一實(shí)施例中，金屬層是Ti/Pt/Au且Ti厚度為40nm~60nm。在又一實(shí)施例中，金屬層是AuGe/Ti/Pt/Au且AuGe厚度為30nm~100nm。上述三次金屬蒸發(fā)，均可采用例如電子束蒸發(fā)、濺射或電鍍的方法。
發(fā)射極接觸層7是高摻雜的n型InGaAs，與金屬之間的接觸勢(shì)壘低，發(fā)射極電極11與發(fā)射極接觸層7之間可以直接形成歐姆接觸。發(fā)射極電極11、集電極電極引出線12以及基極電極引出線13圖形同時(shí)定義，并于同道工序中同時(shí)制作，可省去現(xiàn)有技術(shù)中發(fā)射極電極制作這一工序，從而達(dá)到節(jié)省生產(chǎn)成本的目的。
上述實(shí)施例僅用來(lái)進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的一種HBT制造方法，但本發(fā)明并不局限于實(shí)施例，凡是依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化與修飾，均落入本發(fā)明技術(shù)方案的保護(hù)范圍內(nèi)。