[发明专利]一种磷化铟基异质结晶体管亚微米发射极的制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种磷化铟基异质结晶体管亚微米发射极的制作方法，属于半导体晶体管技术领域。

背景技术

磷化铟异质结双极型晶体管（InP HBT）具有十分优异的高频特性，在超高速数模混合电路、亚毫米波电路以及光电集成电路中具有广泛的用途。InP HBT按照集电区材料的不同分为磷化铟单异质结双极型晶体管（InP SHBT）和磷化铟双异质结双极型晶体管（InP DHBT）。InP SHBT的集电区为铟镓砷（InGaAs），而InP DHBT的集电区为磷化铟（InP）。InP DHBT相对InP SHBT而言，具有更高的击穿电压和更好的散热特性，因此应用范围更为广阔，是目前国内外研究及应用的热点。对于InP HBT而言，高频参数主要有两个，一是电流增益截止频率（f_t）；二是最高振荡频率（f_max）。为使器件高频参数增加至γ倍，发射极线宽需缩短至原来的γ^-1/2倍，因此为获得HBT器件更好的高频特性，必须进一步减小发射极线宽。

目前常用的发射极金属制备工艺是采用金属剥离工艺实现的：通过光刻工艺，显影暴露出需要做发射极金属的位置，在其它区域均覆盖上光刻胶，蒸发发射极金属Ti/Pt/Au，通过丙酮去除光刻胶同时剥离掉光刻胶上面的金属，最终留下发射极位置上的金属，完成发射极金属制作。

上述传统的发射极金属制作工艺在制作亚微米线宽发射极的时候，会产生许多问题。由于线条宽度过细，在剥离时容易脱落，且剥离后金属边缘形貌不齐整。因此，传统的用于制作发射极金属的方法在用于制作InP HBT亚微米发射极金属时，存在一定的缺点。

发明内容

本发明提出的是一种磷化铟基异质结晶体管亚微米发射极的制作方法，其目的旨在克服传统蒸发剥离工艺制作亚微米发射极时遇到的金属脱落以及金属边缘不整齐的问题，采用金属掩膜层作为刻蚀掩膜，然后以该金属作为掩膜刻蚀发射极金属，具有效果好、工艺流程简单。

本发明的技术解决方案：磷化铟基异质结晶体管亚微米发射极的制作方

法，包括以下步骤：

1）在磷化铟基异质结晶体管外延材料上依次蒸发发射极金属Ti、Pt、Au，每层材料厚度范围为10纳米到1微米；

2）在发射极金属上淀积SiO₂薄膜，厚度范围为10纳米到1微米，在完成发射极金属刻蚀后，利用HF腐蚀液腐蚀SiO₂的同时，即可直接剥离掉SiO₂上面的刻蚀掩膜层；

3）在SiO₂薄膜上蒸发耐刻蚀金属层作为发射极的刻蚀掩膜，厚度范围为10纳米到1微米；

4）旋胶并完成亚微米发射极图形光刻工艺；

5）以光刻胶为刻蚀掩膜，利用ICP刻蚀金属掩膜层后并去胶；

6）以金属掩膜层作为刻蚀掩膜，利用ICP刻蚀SiO₂层以及发射极金属Ti、Pt、Au；

7）用HF腐蚀液腐蚀SiO₂层并剥离金属掩膜层，完成发射极金属制作。       

本发明的优点：本发明最大的特点在于采用金属掩膜层作为刻蚀掩膜，然后以该金属作为掩膜刻蚀发射极金属。另外本发明在金属掩膜层与发射极金属之间插入了一层SiO₂层，可在ICP刻蚀完发射极金属后，利用HF腐蚀液腐蚀掉SiO₂层从而剥离掉金属掩膜层。该工艺避免了传统蒸发剥离工艺制作亚微米发射极时遇到的金属脱落以及金属边缘不整齐的问题。

附图说明

图1是蒸发发射极金属Ti、Pt、Au，并淀积SiO₂层和蒸发金属掩膜层之后的器件剖面图。

图2是完成发射极图形光刻之后的器件剖面图。

图3是利用光刻胶作掩膜刻蚀金属掩膜层之后的器件剖面图。

图4是利用金属掩膜层刻蚀发射极金属之后的器件剖面图。

图5是利用HF腐蚀液腐蚀SiO₂层并剥离金属掩膜层之后的器件剖面图。

具体实施方式

下面结合附图进一步描述本发明的技述方案；

具体方法如下：

1）蒸发发射极金属，在磷化铟基异质结晶体管外延材料上依次蒸发发射极金属Ti、Pt、Au，采用电子束蒸发设备，每层材料厚度范围为10纳米到1微米。