[發(fā)明專利]GaN場(chǎng)效應(yīng)晶體管和單片電路臺(tái)形接地通孔的制作方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200910070050.6
• 申請(qǐng)日: 2009-08-05
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101651119A
• 公開(kāi)（公告）日: 2010-02-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊瑞霞;蘭立廣
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 河北工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): H01L21/82
• 分類號(hào): H01L21/82;H01L21/768
• 代理公司: 天津市杰盈專利代理有限公司
• 代理人: 王小靜

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體工藝制作方法，尤其是涉及一種GaN場(chǎng)效應(yīng)晶體管和單片集成電路棱臺(tái)形接地通孔的制作方法，用于微電子加工領(lǐng)域場(chǎng)效應(yīng)晶體管和單片集成電路接地通孔的設(shè)計(jì)制作方法。?

背景技術(shù)

GaN場(chǎng)效應(yīng)晶體管在高速高頻通信領(lǐng)域具有廣泛的用途，在制備這種晶體管和基于這種晶體管的單片集成電路時(shí)，通常在晶片背面蒸鍍一層20μm左右的金層作為地線，在晶片正面器件的接地點(diǎn)，通常采用打孔的方法，在晶片背面蒸鍍金時(shí)，孔壁也同時(shí)被蒸一層金，孔壁的金層將器件或電路的接地點(diǎn)與背面作地線的金層連接，實(shí)現(xiàn)接地。晶片厚度大約為100μm，通過(guò)背面接地通孔，可大大減小正面器件布線的難度。通孔一般是同時(shí)采用RIE(反應(yīng)離子刻蝕)與ICP(感應(yīng)耦合等離子刻蝕)的方法進(jìn)行等離子體刻蝕制作，刻蝕速率為0.6～0.7μm/min。但是，目前的通孔側(cè)壁基本上是垂直于晶片背面的，由此導(dǎo)致背面通孔側(cè)壁金鍍層的厚度相對(duì)于背面鍍層厚度太薄，僅約為背面鍍層的15％，并且重復(fù)性較差，直接影響了器件以及單片集成電路的寄生電容電感等參量，特別是對(duì)于新一代GaN基高電子遷移率晶體管(HEMT)及相關(guān)單片集成電路，這一問(wèn)題尤為突出，已成為重要技術(shù)瓶頸之一。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明是提供一種GaN場(chǎng)效應(yīng)晶體管和單片集成電路棱臺(tái)形接地通孔的制作方法，可以克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處。棱臺(tái)形接地通孔制作技術(shù)制作的接地通孔存在兩個(gè)斜面，在相同的蒸鍍金工藝條件下，可大大提高通孔內(nèi)壁金鍍層的厚度，降低器件及單片集成電路的電容電感等寄生參量。?

本發(fā)明提供的一種GaN場(chǎng)效應(yīng)晶體管和單片電路棱臺(tái)形接地通孔的制作方法包括的步驟：?

1)先在SiC或藍(lán)寶石襯底晶片背面用磁控濺射的方法依次淀積10～20nm厚的鈦，100～200nm厚的金金屬層，之后涂覆正膠，曝光后顯影，未曝光處的膠被去掉，要刻通孔處的膠被保留下來(lái)，形成要刻的圖形；?

2)然后用電鍍硫酸鎳溶液的方法制作鎳掩蔽層，在晶片背面電鍍3～5μm厚的鎳層作為掩蔽層。要刻通孔的位置有膠存在，剝離、去膠，實(shí)現(xiàn)圖形轉(zhuǎn)移，在鎳掩膜上形成要刻的通孔圖形窗口，即在要刻通孔的位置，鎳層被去掉，其他地方的鎳層被保留下來(lái)，成為刻蝕通孔時(shí)的鎳掩蔽膜；?

3)然后將晶片傾斜θ度角，同時(shí)采用RIE與ICP方法進(jìn)行等離子刻蝕，刻蝕結(jié)果是形成一個(gè)斜通孔，在器件的正面及背面均形成長(zhǎng)方形的孔口，并制作完成棱臺(tái)形通孔的第一個(gè)斜面；傾斜θ度角為15～25°?

4)用濃鹽酸腐蝕掉晶片背面鎳掩蔽層，在晶片背面涂覆正膠，曝光后顯影，未曝光處的膠被去掉，要刻通孔處的膠被保留下來(lái)，形成要刻的圖形；?

5)用電鍍硫酸鎳溶液的方法制作厚度為3～5μm鎳掩蔽層，在晶片背面鍍一層鎳，要刻通孔的位置有膠存在，剝離、去膠，實(shí)現(xiàn)圖形轉(zhuǎn)移，在鎳掩膜上形成要刻的通孔圖形窗口，即在要刻通孔的位置鎳層被去掉，其他地方的鎳層被保留下來(lái)成為刻蝕通孔時(shí)的鎳掩蔽膜。?

6)將SiC或藍(lán)寶石襯底晶片傾斜-θ度角，第二次同時(shí)采用RIE與ICP方法進(jìn)行等離子體刻蝕，形成第二個(gè)斜通孔，該通孔在器件正面的孔口與第一次刻蝕的斜通孔在器件正面的孔口圖形正好重合。待刻蝕完成后用濃鹽酸腐蝕掉鎳掩蔽層。?

由此制作完成棱臺(tái)形通孔，這種通孔側(cè)壁有兩個(gè)斜面，背面鍍金時(shí)，斜側(cè)面可比直側(cè)面獲得更厚的鍍金層。通孔側(cè)壁斜面傾斜度可根據(jù)需要調(diào)整。除等離子體刻蝕時(shí)將晶片傾斜一個(gè)角度外，這種棱臺(tái)形通孔制作工藝與傳統(tǒng)的柱形直通孔工藝相同，具有良好的工藝相容性。?

本發(fā)明上述的通孔的制作方法也適用于制作橢圓形通孔。?

本發(fā)明的有益效果是，通過(guò)傾斜SiC或藍(lán)寶石襯底晶片的方法來(lái)制作棱臺(tái)形接地通孔，獲得傾斜的通孔側(cè)壁，從而提高通孔內(nèi)壁鍍金層的厚度，降低源極電容、電感等寄生參量，以及后續(xù)工藝的加工難度，提高器件的可靠性。此種方法實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，角度調(diào)整方便，并且可以應(yīng)用于其他垂直結(jié)構(gòu)器件的斜通孔制作。?

附圖說(shuō)明

圖1：本發(fā)明晶片背面涂覆正膠側(cè)視示意圖。?

圖2：本發(fā)明第一次光刻的掩膜版俯視圖。?

圖3：本發(fā)明經(jīng)曝光顯影后晶片背面圖形側(cè)視圖。?

圖4：本發(fā)明電鍍完鎳掩蔽層經(jīng)去膠后晶片背面圖形側(cè)視圖。?

圖5：本發(fā)明電鍍完鎳掩蔽層后晶片傾斜θ度角側(cè)視圖。?

圖6：本發(fā)明同時(shí)采用RIE與ICP等離子體刻蝕側(cè)視圖。?