[發(fā)明專(zhuān)利]集成異質(zhì)結(jié)雙極晶體管及其制作方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210908826.2
• 申請(qǐng)日: 2022-07-29
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN114975102B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-10-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 何湘陽(yáng);魏鴻基;何先良
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 泉州市三安集成電路有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H01L21/28
• 分類(lèi)號(hào): H01L21/28;H01L21/331;H01L21/8252;H01L27/06;H01L29/417;H01L29/737
• 代理公司: 廈門(mén)市首創(chuàng)君合專(zhuān)利事務(wù)所有限公司 35204
• 代理人: 陳淑嫻

本發(fā)明公開(kāi)了一種集成異質(zhì)結(jié)雙極晶體管及其制作方法，屬于半導(dǎo)體的技術(shù)領(lǐng)域，是在進(jìn)行臺(tái)面蝕刻時(shí)，保留無(wú)源區(qū)的預(yù)設(shè)電容區(qū)域的外延層和介質(zhì)層，后續(xù)在制作集電極接觸金屬時(shí)，同步于預(yù)設(shè)區(qū)域的介質(zhì)層上形成金屬電極板以制作被動(dòng)器件結(jié)構(gòu)。本發(fā)明在不增加額外工藝的前提下，避免了金屬電極板與GaAs外延層接觸導(dǎo)致的元素?cái)U(kuò)散問(wèn)題，維持金屬電極板的平整度，提高被動(dòng)器件結(jié)構(gòu)的性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種集成異質(zhì)結(jié)雙極晶體管及其制作方法。

背景技術(shù)

目前GaAs基異質(zhì)結(jié)雙極晶體管（HBT）產(chǎn)品中，在制作stack 堆疊電容時(shí)，其下極板使用的是HBT的集電極接觸金屬，且該金屬直接與高摻雜的子集電極層接觸，而該集電極接觸金屬為AuGe/Ni/Au或Au/Ge/Ni/Au結(jié)構(gòu)，在與高摻雜GaAs子集電極層進(jìn)行合金化形成歐姆接觸過(guò)程中Ge會(huì)擴(kuò)散進(jìn)入GaAs中，Ga會(huì)擴(kuò)散到金屬中，形成晶粒，導(dǎo)致金屬表面粗糙，降低了電容的擊穿電壓，影響器件可靠性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種集成異質(zhì)結(jié)雙極晶體管及其制作方法。

為了實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明的技術(shù)方案為：

一種集成異質(zhì)結(jié)雙極晶體管的制作方法，包括以下步驟：

1）定義出GaAs基HBT外延結(jié)構(gòu)的有源區(qū)和無(wú)源區(qū)，于有源區(qū)制作HBT器件結(jié)構(gòu)，并沉積同時(shí)覆蓋有源區(qū)和無(wú)源區(qū)的介質(zhì)層；所述HBT外延結(jié)構(gòu)由下至上包括襯底、次集電極層、蝕刻停止層、集電極層、基極層和發(fā)射極層；

2）對(duì)無(wú)源區(qū)進(jìn)行離子注入隔離；

3）遮蔽有源區(qū)的HBT器件結(jié)構(gòu)區(qū)域和無(wú)源區(qū)的預(yù)設(shè)區(qū)域，蝕刻未遮蔽區(qū)域至集電極層的部分深度形成集電極臺(tái)面，所述有源區(qū)內(nèi)的集電極臺(tái)面作為電極形成區(qū)域；

4）涂覆負(fù)性光阻，于所述電極形成區(qū)域和預(yù)設(shè)區(qū)域形成顯開(kāi)窗口，蝕刻有源區(qū)的所述電極形成區(qū)域至露出次集電極層；

5）進(jìn)行金屬沉積，所述金屬沉積同時(shí)于所述次集電極層上形成集電極接觸金屬，于預(yù)設(shè)區(qū)域的介質(zhì)層上形成金屬電極板；

6）進(jìn)行高溫退火，使集電極接觸金屬與次集電極層形成歐姆接觸。

可選的，所述介質(zhì)層的材料是SiN，厚度為50~200 nm。

可選的，所述步驟5）中，沉積金屬為AuGe/Ni/Au疊層或Au/Ge/Ni/Au疊層。

可選的，所述步驟6）中，高溫退火處理溫度為340~390℃，時(shí)間60~120s。

可選的，所述步驟4）中，蝕刻采用的蝕刻劑為磷酸：雙氧水：水比例在1:1:20~1:1:10；然后進(jìn)行所述步驟5）之后再剝離所述負(fù)性光阻。

可選的，所述次集電極層是n⁺GaAs層，所述集電極層是n^-GaAs層，所述基極層是p⁺ GaAs層，所述發(fā)射極層是n^- InGaP層。

可選的，所述步驟3）中，蝕刻深度至所述集電極層厚度的50~70%。

一種上述制作方法制作的集成異質(zhì)結(jié)雙極晶體管，包括形成于有源區(qū)的HBT器件和位于無(wú)源區(qū)的被動(dòng)器件結(jié)構(gòu)；所述被動(dòng)器件結(jié)構(gòu)由下至上具有與HBT器件相同的襯底、次集電極層、蝕刻停止層、集電極層、基極層、發(fā)射極層和介質(zhì)層，所述介質(zhì)層上設(shè)有金屬電極板，所述金屬電極板與所述HBT器件的集電極接觸金屬具有相同的金屬疊層結(jié)構(gòu)。

可選的，所述介質(zhì)層為SiN。

可選的，所述被動(dòng)器件結(jié)構(gòu)為電容，所述金屬電極板作為電容下極板，電容下極板上還按序設(shè)有電介質(zhì)和電容上極板。

本發(fā)明的有益效果為：