[發明專利]一種化合物半導體HBT器件的補償式制作方法

有效

• 申請號: 201711448958.7
• 申請日: 2017-12-27
• 公開（公告）號: CN108305833B
• 公開（公告）日: 2021-03-16
• 發明（設計）人: 王勇
• 申請（專利權）人: 廈門市三安集成電路有限公司
• 主分類號: H01L21/331
• 分類號: H01L21/331;H01L29/737
• 代理公司: 廈門市首創君合專利事務所有限公司 35204
• 代理人: 張松亭;陳淑嫻

本發明公開了一種化合物半導體HBT器件的補償式制作方法，將光罩圖形設計為與預設基極臺階圖形匹配的預設部分以及由預設部分的頂角向外延伸形成的補償部分，然后以此光罩對已完成部分器件制程的晶圓結構進行曝光、顯影形成相應的遮蔽層，進行濕法蝕刻以形成基極臺階，借由補償部分的補償作用可以得到與預設基極臺階圖形一致的基極臺階，避免過度腐蝕而造成的圖形異常的問題。在實現可靠性的前提下可將基極臺階邊緣與基極金屬邊緣的距離縮小至0.3μm，實現了器件小型化。

技術領域

本發明涉及三五族化合物半導體器件的制作工藝技術領域，尤其涉及一種化合物半導體HBT器件的補償式制作方法。

背景技術

對于三五族化合物半導體異質結雙極晶體管(HBT)中發射極平臺Emitter Mesa(EM)和基極臺階BP pedestal(BP)的制程，全球90％的制造廠使用化學腐蝕。但是由于化學腐蝕對于晶向有選擇性，所以器件的設計將受到金屬聯線方向性的局限；并且化學腐蝕，側向腐蝕過多，不易控制制程的穩定性，進而也影響了器件的電學性能及其穩定性，以及器件的可靠性。

尤其，在濕法腐蝕工藝制造BP臺階時，參考圖1，由于化學藥劑的各向同性的特性在圖形尖角的蝕刻率較快，會導致尖角處過蝕刻，位于BP臺階上的基極金屬(BC)裸露在下表面，在后續的酸清洗和等離子刻蝕中會使BC下的基極層受到傷害，從而導致可靠性失效。現有的方式是通過增大BP邊緣到BC邊緣距離(通常為0.6～1.5微米)來解決這個問題，然而這會導致BP臺階的面積變大，整個芯片的版圖變大，不利于成本上的考量，也不符合當前器件小型化的要求。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術存在的不足，提供一種化合物半導體HBT器件的補償式制作方法。

為了實現以上目的，本發明的技術方案為：

一種化合物半導體HBT器件的補償式制作方法包括以下步驟：

1)提供已完成部分器件制程的晶圓結構，所述晶圓結構包括基極外延、發射極平臺和基極金屬，所述發射極平臺和基極金屬設于基極外延上且基極金屬繞設于發射極平臺外側；

2)提供光罩，光罩圖形包括與預設基極臺階圖形匹配的預設部分以及由預設部分的頂角向外延伸形成的補償部分；

3)于所述晶圓結構表面形成光阻層，采用所述光罩曝光、顯影后形成與光罩圖形對應的遮蔽層；

4)對所述基極外延進行濕法蝕刻以形成基極臺階。

可選的，所述基極臺階邊緣與所述基極金屬邊緣的距離為0.3～0.5μm。

可選的，所述基極臺階邊緣與所述基極金屬邊緣的距離為0.3～0.35μm。

可選的，所述基極外延包括層疊的n型收集極層和p型基極層，所述發射極平臺和基極金屬設于p型基極層上。

可選的，所述預設基極臺階圖形為第一方形，所述補償部分為與第一方形的頂角部分重合的第二方形。

可選的，所述第一方形的頂角位于第二方形的第一對角線上并不超過第二方形的第二對角線。

可選的，所述n型收集極層為n型GaAs，所述p型基極層為p型GaAs。

可選的，所述濕法蝕刻的蝕刻液為磷酸和過氧化氫的水溶液。

可選的，所述蝕刻液為體積比H₃PO₄:H₂O₂:H₂O＝0.5～1.5:0.5～1.5:10。

可選的，所述基極金屬環繞所述發射極平臺的三側，且兩末端與所述發射極平臺平齊。

本發明的有益效果為：