[發明專利]磷化銦異質結雙極型晶體管自對準發射極的制作方法

無效

• 申請號: 200610089346.9
• 申請日: 2006-06-21
• 公開（公告）號: CN101093803A
• 公開（公告）日: 2007-12-26
• 發明（設計）人: 于進勇;劉新宇;夏洋
• 申請（專利權）人: 中國科學院微電子研究所
• 主分類號: H01L21/331
• 分類號: H01L21/331;H01L21/28
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司
• 代理人: 周國城

技術領域

本發明涉及半導體器件及集成電路制造工藝技術領域，尤其涉及一種磷化銦異質結雙極型晶體管自對準發射極的制作方法。

背景技術

磷化銦(InP)半導體材料制造的異質結雙極晶體管(HBT)，由于具有散熱性好、工作頻率高、閾值電壓低且易與光電子器件集成的特點，成為幾百GHz晶體管的主要選擇之一，廣泛地應用在現代高頻通訊和光纖通訊中。由于發射極和基極自對準的InP?HBT，具有可縮其發射區和基區的面積、降低基區寄生電阻的特點，可以提高InP?HBT的頻率特性，因此發射極和基極自對準的InP?HBT被廣泛采用。

目前制作發射極和基極自對準InP?HBT的方法有多種，這些制作方法主要可以分為以下兩種類型：

一、制作帶屋檐結構的發射極和基極自對準InP?HBT的方法。該類型方法的主要途徑是改變發射極金屬的形狀，如制作成T型的，依靠這種形狀的發射極金屬完成自對準。常見的主要有：

1)、濕法側向腐蝕法。如圖1所示，圖1為濕法腐蝕法制作T型發射極過程的示意圖。該方法由美國專利5994194公開，采用濕法側向腐蝕發射極形成T型發射極，并使基區金屬與發射極自對準。濕法側向腐蝕的缺點是：可控性差和適用的金屬極少。事實上，既能被某種不腐蝕襯底材料的化學試劑濕法腐蝕，又能形成良好歐姆接觸的金屬極少。因此，采用此方法制作出的發射極難以做到最佳的歐姆接觸。

2)、等離子體刻蝕雙層金屬法。如圖2所示，圖2為等離子體刻蝕雙層金屬法制作T型發射極過程的示意圖。這種方法要求用作發射極引線的上下兩層金屬均能被等離子體刻蝕，并且下層要比上層刻得快。這種限制使得可選的金屬非常有限。現有技術中僅見W/WSi和Al/WSi兩種組合，而眾所周知，鎢硅(WSi)的導電性能差。鋁(Al)的熱穩定性和可靠性不佳，并且在后步工序中容易被腐蝕。還有，鋁表面易被氧化，對后面的多層布線、連線均有不良影響。另外，等離子體刻蝕兩層金屬并側向刻蝕，還會對片子表面產生一定的損傷。故這種方法并不是一種理想的選擇。

3)、介質犧牲層的方法。如圖3所示，圖3為介質犧牲層T型發射極金屬圖形制作步驟的示意圖。該方法由中國專利I2001034公開。該方法是先在襯底片上涂兩層正性光刻膠，或者先淀積一層SiO₂或Si₃N₄介質層后涂正性光刻膠，然后光刻出發射極窗口圖形，再用等離子體刻蝕將上層光刻膠上的窗口圖形轉移到底層光刻膠或介質層上，適當擴大窗口后蒸發或濺射發射極所需金屬，再經剝離獲得T型發射極金屬圖形，得到發射極和基極自對準的InP?HBT。

4)、外延層材料犧牲層方法。利用發射極材料在腐蝕液中的各向異性，制作上寬下窄結構，制作基極金屬后行成自對準。制作過程如圖4所示，圖4為外延犧牲層法制作的自對準發射極的示意圖。該方法是在晶體管外延層結構的上方多生長一層材料，勻光刻膠、光刻、顯影后形成倒梯形的屋檐結構，光刻膠下的外延層腐蝕后形成正梯形結構，然后制作發射極金屬，從而獲得發射極和基極自對準的InP?HBT。

二、用其他材料改變原有發射極金屬形狀，形成發射極和基極自對準InP?HBT。

首先用干法刻蝕的方法制作HBT的臺面結構，制作二氧化硅覆蓋HBT表面，然后利用刻蝕機低氣壓，高偏置電壓條件下的刻蝕特性，只刻蝕發射極側面上部的二氧化硅。如圖5所示，圖5為生長介質改變發射極形貌形成自對準的示意圖。然后蒸發金屬獲得發射極和基極自對準的InP?HBT。

上述制作發射極和基極自對準InP?HBT的方法，需要在制作HBT結構之外還要增加工藝步驟，改變發射極金屬的形狀，工藝復雜程度增大。而且有的方法還需要昂貴的干法刻蝕設備，制作成本很高。同時在增加的工藝中，等離子刻蝕還可能對HBT材料帶來一定的損傷。

發明內容

(一)要解決的技術問題

針對上述現有技術存在的不足，本發明的主要目的在于提供一種磷化銦異質結雙極型晶體管自對準發射極的制作方法，以簡化制作工藝，降低制作成本，減少等離子刻蝕對HBT材料帶來的損傷。

(二)技術方案

為達到上述目的，本發明的技術方案是這樣實現的：

一種磷化銦異質結雙極型晶體管自對準發射極的制作方法，該方法包括：

A、在磷化銦異質結雙極型晶體管InP?HBT外延層結構表面涂敷負性光刻膠，對涂敷的負性光刻膠進行曝光、反轉、顯影處理，形成發射極窗口圖形；

B、在形成發射極窗口圖形的InP?HBT外延層結構表面蒸發/濺射發射極材料；