[發明專利]一種磷化銦基異質結晶體管亞微米發射極的制作方法

在審

• 申請號: 201410072313.8
• 申請日: 2014-03-03
• 公開（公告）號: CN103871858A
• 公開（公告）日: 2014-06-18
• 發明（設計）人: 牛斌;王元;程偉;趙巖
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第五十五研究所
• 主分類號: H01L21/28
• 分類號: H01L21/28;H01L21/033;H01L21/331
• 代理公司: 南京君陶專利商標代理有限公司 32215
• 代理人: 沈根水

技術領域

本發明涉及的是一種磷化銦基異質結晶體管亞微米發射極的制作方法，屬于半導體晶體管技術領域。

背景技術

磷化銦異質結雙極型晶體管（InP?HBT）具有十分優異的高頻特性，在超高速數模混合電路、亞毫米波電路以及光電集成電路中具有廣泛的用途。InP?HBT按照集電區材料的不同分為磷化銦單異質結雙極型晶體管（InP?SHBT）和磷化銦雙異質結雙極型晶體管（InP?DHBT）。InP?SHBT的集電區為銦鎵砷（InGaAs），而InP?DHBT的集電區為磷化銦（InP）。InP?DHBT相對InP?SHBT而言，具有更高的擊穿電壓和更好的散熱特性，因此應用范圍更為廣闊，是目前國內外研究及應用的熱點。對于InP?HBT而言，高頻參數主要有兩個，一是電流增益截止頻率（f_t）；二是最高振蕩頻率（f_max）。為使器件高頻參數增加至γ倍，發射極線寬需縮短至原來的γ^-1/2倍，因此為獲得HBT器件更好的高頻特性，必須進一步減小發射極線寬。

目前常用的發射極金屬制備工藝是采用金屬剝離工藝實現的：通過光刻工藝，顯影暴露出需要做發射極金屬的位置，在其它區域均覆蓋上光刻膠，蒸發發射極金屬Ti/Pt/Au，通過丙酮去除光刻膠同時剝離掉光刻膠上面的金屬，最終留下發射極位置上的金屬，完成發射極金屬制作。

上述傳統的發射極金屬制作工藝在制作亞微米線寬發射極的時候，會產生許多問題。由于線條寬度過細，在剝離時容易脫落，且剝離后金屬邊緣形貌不齊整。因此，傳統的用于制作發射極金屬的方法在用于制作InP?HBT亞微米發射極金屬時，存在一定的缺點。

發明內容

本發明提出的是一種磷化銦基異質結晶體管亞微米發射極的制作方法，其目的旨在克服傳統蒸發剝離工藝制作亞微米發射極時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射極金屬，具有效果好、工藝流程簡單。

本發明的技術解決方案：磷化銦基異質結晶體管亞微米發射極的制作方

法，包括以下步驟：

1）在磷化銦基異質結晶體管外延材料上依次蒸發發射極金屬Ti、Pt、Au，每層材料厚度范圍為10納米到1微米；

2）在發射極金屬上淀積SiO₂薄膜，厚度范圍為10納米到1微米，在完成發射極金屬刻蝕后，利用HF腐蝕液腐蝕SiO₂的同時，即可直接剝離掉SiO₂上面的刻蝕掩膜層；

3）在SiO₂薄膜上蒸發耐刻蝕金屬層作為發射極的刻蝕掩膜，厚度范圍為10納米到1微米；

4）旋膠并完成亞微米發射極圖形光刻工藝；

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層以及發射極金屬Ti、Pt、Au；

7）用HF腐蝕液腐蝕SiO₂層并剝離金屬掩膜層，完成發射極金屬制作。???????

本發明的優點：本發明最大的特點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射極金屬。另外本發明在金屬掩膜層與發射極金屬之間插入了一層SiO₂層，可在ICP刻蝕完發射極金屬后，利用HF腐蝕液腐蝕掉SiO₂層從而剝離掉金屬掩膜層。該工藝避免了傳統蒸發剝離工藝制作亞微米發射極時遇到的金屬脫落以及金屬邊緣不整齊的問題。

附圖說明

圖1是蒸發發射極金屬Ti、Pt、Au，并淀積SiO₂層和蒸發金屬掩膜層之后的器件剖面圖。

圖2是完成發射極圖形光刻之后的器件剖面圖。

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。

圖4是利用金屬掩膜層刻蝕發射極金屬之后的器件剖面圖。

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。

具體實施方式

下面結合附圖進一步描述本發明的技述方案；

具體方法如下：

1）蒸發發射極金屬，在磷化銦基異質結晶體管外延材料上依次蒸發發射極金屬Ti、Pt、Au，采用電子束蒸發設備，每層材料厚度范圍為10納米到1微米。