一種磷化銦異質結晶體管側墻保護發(fā)射極制作方法
【專利摘要】本發(fā)明是一種磷化銦異質結晶體管側墻保護發(fā)射極的制作方法：蒸發(fā)剝離方法制作發(fā)射極金屬條形；淀積SiN薄膜；刻蝕形成SiN側墻；濕法腐蝕發(fā)射區(qū)材料；自對準制作基極接觸金屬，完成磷化銦異質結晶體管側墻保護發(fā)射極制作；優(yōu)點：SiN側墻為發(fā)射極金屬提供化學保護，避免在濕法腐蝕發(fā)射區(qū)材料時腐蝕液對發(fā)射極金屬造成腐蝕；為發(fā)射極提供機械固定，避免條形脫落；為自對準工藝提供發(fā)射極與基極之間的電隔離，從而提高磷化銦基異質結晶體管發(fā)射極成品率與可靠性。
【專利說明】
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及的是一種磷化銦異質結晶體管側墻保護發(fā)射極的制作方法，屬于半導 體晶體管【技術領域】。 一種磷化銦異質結晶體管側墻保護發(fā)射極制作方法
【背景技術】
[0002] 磷化銦異質結雙極型晶體管（InP HBT)具有十分優(yōu)異的高頻特性，在超高速數(shù)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(qū)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(qū)為銦鎵砷（InGaAs)，而InP DHBT的集電區(qū)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(nèi)外研究及應用的熱點。對于InP HBT而言，高頻參數(shù)主要有兩個，一是電流 增益截止頻率（ft);二是最高振蕩頻率（fmax)。為使器件高頻參數(shù)增加至Y倍，發(fā)射極線寬 需縮短至原來的Y 4/2倍，為獲得HBT器件更好的高頻特性，必須進一步減小發(fā)射極線寬。 更窄的發(fā)射極線寬對發(fā)射極成品率、可靠性提出了嚴峻挑戰(zhàn)。
[0003] 目前常用的發(fā)射極制備工藝在腐蝕或刻蝕發(fā)射區(qū)外延材料時直接用發(fā)射極金屬 作為掩膜，發(fā)射極金屬側壁將不可避免的受到腐蝕或刻蝕，在制作亞微米線寬發(fā)射極時，可 能導致發(fā)射極金屬斷裂、剝落的。此外，為提高磷化銦異質結雙極型晶體管高頻特性，發(fā)射 區(qū)材料厚度降低成為常用的設計方法，然而薄發(fā)射區(qū)易導致基極接觸金屬自對準工藝中發(fā) 射極與基極斷路。因此，傳統(tǒng)的用于制作發(fā)射極的方法在用于制作InP HBT亞微米發(fā)射極 金屬時，存在一定的缺點。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004] 本發(fā)明提出的是一種磷化銦異質結晶體管側墻保護發(fā)射極的制作方法，其目的旨 在克服傳統(tǒng)發(fā)射極制備中遇到的發(fā)射極金屬脫落，以及自對準工藝中遇到的基極與發(fā)射極 斷路等問題，采用SiN側墻為發(fā)射極提供化學保護、電隔離、機械固定，提高磷化銦基異質 結晶體管發(fā)射極成品率與可靠性。
[0005] 本發(fā)明的技術解決方案：磷化銦異質結晶體管側墻保護發(fā)射極的制作方法，包括 以下步驟： 1) 在磷化銦異質結晶體管外延材料上通過蒸發(fā)剝離方法或者刻蝕方法制作發(fā)射極金 屬條形； 2) 在晶片正面淀積第一層SiN薄膜，厚度范圍為5納米到1微米； 3) 利用刻蝕設備，刻蝕發(fā)射極頂部以及外延材料上的SiN，留下發(fā)射極金屬側壁SiN薄 膜，形成SiN側墻； 4) 以發(fā)射極金屬為腐蝕掩模，采用濕法腐蝕去除發(fā)射區(qū)外延材料； 5) 采用自對準方法制備基極接觸金屬，完成磷化銦基異質結晶體管側墻保護發(fā)射極制 作。
[0006] 本發(fā)明的優(yōu)點：本發(fā)明最大的特點在于采用SiN側墻為發(fā)射極金屬提供鈍化保 護，避免在濕法腐蝕或干法刻蝕發(fā)射區(qū)材料時腐蝕液對發(fā)射極金屬造成腐蝕或刻蝕；為發(fā) 射極提供機械固定，避免條形脫落；為自對準工藝提供發(fā)射極與基極之間的電隔離，從而提 高磷化銦基異質結晶體管發(fā)射極成品率與可靠性。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0007] 圖1是制作發(fā)射極金屬條形之后的器件剖面圖。
[0008] 圖2是淀積SiN薄膜之后的器件剖面圖。
[0009] 圖3是完成SiN側墻之后的器件剖面圖。
[0010] 圖4是去除發(fā)射區(qū)外延材料之后的器件剖面圖。
[0011] 圖5是通過自對準方法制作基極接觸金屬之后的器件剖面圖。
【具體實施方式】
[0012] 一種磷化銦異質結晶體管側墻保護發(fā)射極的制作方法，包括以下步驟： 1) 在磷化銦異質結晶體管外延材料上通過蒸發(fā)剝離方法或者刻蝕方法制作發(fā)射極金 屬條形； 2) 在晶片正面淀積一層SiN薄膜，厚度范圍為5納米到1微米； 3) 利用刻蝕設備，刻蝕發(fā)射極頂部以及外延材料上的SiN，留下發(fā)射極金屬側壁SiN薄 膜，形成一層SiN側墻； 4) 以發(fā)射極金屬為腐蝕掩模，采用濕法腐蝕去除發(fā)射區(qū)外延材料； 5) 采用自對準方法制備基極接觸金屬，完成磷化銦基異質結晶體管側墻保護發(fā)射極制 作。
[0013] 所述在完成發(fā)射極金屬條形制作后制作一層SiN側墻為發(fā)射極金屬提供鈍化保 護，避免在濕法腐蝕或干法刻蝕發(fā)射區(qū)材料時腐蝕液對發(fā)射極金屬造成腐蝕或刻蝕；為發(fā) 射極提供機械固定，避免條形脫落；為自對準工藝提供發(fā)射極與基極之間的電隔離。 下面結合附圖進一步描述本發(fā)明的技術方案； 具體方法如下： 1)在磷化銦異質結晶體管外延材料上通過蒸發(fā)剝離方法或者刻蝕方法制作條形發(fā)射 極金屬，高度范圍為50納米到1微米，寬度范圍為25納米到5微米。如圖1所示。
[0014] 所述的蒸發(fā)剝離方法通過光刻使條形發(fā)射極區(qū)域無光刻膠覆蓋，周圍區(qū)域有光刻 膠覆蓋，蒸發(fā)發(fā)射極金屬，最后去除光刻膠的同時將光刻膠上的發(fā)射極金屬同時剝離，留下 條形發(fā)射極金屬。
[0015] 所述的刻蝕方法通過光刻使條形發(fā)射極區(qū)域有光刻膠覆蓋，周圍區(qū)域無光刻膠覆 蓋，放在干法刻蝕設備中刻蝕，沒有光刻膠覆蓋區(qū)域發(fā)射極金屬被刻蝕完，有光刻膠覆蓋區(qū) 域完好，最后去除光刻膠，留下條形發(fā)射極金屬。
[0016] 2)在晶片正面淀積一層SiN薄膜，厚度范圍為5納米到1微米。如圖2所示。
[0017] 3)利用刻蝕設備，刻蝕發(fā)射極頂部以及外延材料上的SiN，留下發(fā)射極金屬側壁 SiN薄膜，形成一層SiN側墻。如圖3所示。
[0018] 所述SiN側墻側面包裹發(fā)射極金屬，底部與發(fā)射區(qū)材料貼合，固定了發(fā)射極金屬 與發(fā)射區(qū)材料的相對位置，體現(xiàn)了 SiN側墻為發(fā)射極金屬提供了機械固定的作用。
[0019] 4)以發(fā)射極金屬為腐蝕掩模，采用濕法腐蝕去除發(fā)射區(qū)外延材料。如圖4所示。
[0020] 所述的濕法腐蝕是以發(fā)射極金屬為腐蝕掩膜，采用酸性腐蝕液腐蝕并去除發(fā)射區(qū) 外延材料。在此過程中有SiN側墻包裹的發(fā)射極金屬表面可避免與酸性腐蝕液直接接觸， 減小了腐蝕液對發(fā)射極金屬的腐蝕，體現(xiàn)了 SiN側墻為發(fā)射極金屬提供了化學保護的作 用。
[0021] 5)采用自對準方法制備基極接觸金屬，完成磷化銦基異質結晶體管側墻保護發(fā)射 極制作。如圖5所示。
[0022] 所述自對準方法是：先光刻出覆蓋發(fā)射極，且比發(fā)射極金屬更寬的圖形，使圖形區(qū) 域無光刻膠覆蓋，周圍區(qū)域有光刻膠覆蓋，蒸發(fā)基極接觸金屬，最后去除光刻膠的同時將光 刻膠上的基極接觸金屬同時剝離，留下發(fā)射極兩側的基極接觸金屬與覆蓋在發(fā)射極上的基 極接觸金屬。由于發(fā)射區(qū)材料在濕法腐蝕過程中寬度必然有所收縮，發(fā)射極兩側的基極接 觸金屬不與發(fā)射區(qū)材料接觸；由于發(fā)射極金屬外層有SiN側墻提供介質層，發(fā)射極兩側的 基極接觸金屬不與發(fā)射極金屬接觸，因此發(fā)射極兩側的基極接觸金屬與發(fā)射極電隔離，體 現(xiàn)了 SiN側墻為自對準工藝提供發(fā)射極與基極之間的電隔離的作用。
【權利要求】
1. 一種磷化銦異質結晶體管側墻保護發(fā)射極的制作方法，其特征是該方法包括以下步 驟： 1) 在磷化銦異質結晶體管外延材料上通過蒸發(fā)剝離方法或者刻蝕方法制作發(fā)射極金 屬條形； 2) 在晶片正面淀積一層SiN薄膜，厚度范圍為5納米到1微米； 3) 利用刻蝕設備，刻蝕發(fā)射極頂部以及外延材料上的SiN，留下發(fā)射極金屬側壁SiN薄 膜，形成一層SiN側墻； 4) 以發(fā)射極金屬為腐蝕掩模，采用濕法腐蝕去除發(fā)射區(qū)外延材料； 5) 采用自對準方法制備基極接觸金屬，完成磷化銦基異質結晶體管側墻保護發(fā)射極制 作。
2. 根據(jù)權利要求1所述的一種磷化銦異質結晶體管側墻保護發(fā)射極的制作方法，其特 征是所述在完成發(fā)射極金屬條形制作后制作一層SiN側墻為發(fā)射極金屬提供鈍化保護，避 免在濕法腐蝕或干法刻蝕發(fā)射區(qū)材料時腐蝕液對發(fā)射極金屬造成腐蝕或刻蝕；為發(fā)射極提 供機械固定，避免條形脫落；為自對準工藝提供發(fā)射極與基極之間的電隔離。
【文檔編號】H01L21/28GK104124155SQ201410309065
【公開日】2014年10月29日 申請日期:2014年7月2日 優(yōu)先權日:2014年7月2日
【發(fā)明者】牛斌, 王元, 程偉, 趙巖, 吳立樞, 陸海燕 申請人:中國電子科技集團公司第五十五研究所