一种引出亚微米HBT发射极/HEMT栅的方法技术

本发明专利技术公开了一种引出亚微米ＨＢＴ发射极／ＨＥＭＴ栅的方法，包括：在制作的亚微米ＨＢＴ发射极金属／ＨＥＭＴ栅金属之上制作牺牲介质层，并剥离形成带有牺牲介质层的ＨＢＴ发射极金属／ＨＥＭＴ栅金属；在基片具有ＨＢＴ发射极／ＨＥＭＴ栅的表面之上涂平坦化材料，使基片表面平坦；刻蚀所述平坦化材料，暴露所述牺牲介质层；移除牺牲介质层，暴露需要互联的金属；清洗后，光刻、蒸发，制作金属互联。利用本发明专利技术，提高了引出的可靠性和稳定性，降低了工艺的复杂度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体器件及集成电路制造
，尤其涉及一种 引出亚微米异质结双极型晶体管(Heterojuction Bipolar Transistor, HBT)发射极/高电子迁移率晶体管(High Electronic Mobility Transistor, HEMT)栅的方法。
技术介绍
现代半导体器件制作过程中，随着技术的进步，器件尺寸越来越 小，集成度越来越高。对于化合物半导体器件，在对亚微米HBT发射 极/HEMT栅进行引出时，其寄生的电感和电阻常会造成器件性能的迅 速下降。因此亚微米HBT发射极/HEMT栅的引出技术的改善可以带 来器件性能的很大提升。目前HBT发射极的引出方法有多种，主要有亚微米HBT发射 极/HEMT栅直接端引出、亚微米HBT发射极/HEMT栅微空气桥端引 出、HBT发射极/HEMT栅刻孔空气桥引出及平坦化后刻蚀引出等方 法，其制作方法和特点分别为方法l、亚微米HBT发射极/HEMT栅直接端引出方法。该方法是 将发射极一端加宽，然后用金属在加宽处通过金属桥引出，如图1所 示。该方法制作简单，但是由于加宽的发射极金属下方有较大面积的 发射区、基区、集电区重合，因此存在相当的寄生电容，造成器件截 止频率的下降。方法2、亚微米HBT发射极/HEMT栅微空气桥端引出方法。该方 法制作的HBT如图2所示。该方法与发射极直接端引出的不同在于发 射极用于引出的加宽区域通过一个很短的金属桥与本征HBT相连。这种结构比发射极直接端引出有很大的优势，由于发射极加宽区域下的 半导体外延层与本征HBT不直接相连，其寄生的电容都是开路的，因此对器件的性能影响很小，HBT的截止频率有明显提高。但是改种方法需要制作微空气桥，由于受到腐蚀速率的限制，微空气桥宽不能很 宽，这就存在较大的寄生电阻和电感，尤其是寄生电感对高频特性影响大。方法3、 HBT发射极/HEMT栅刻孔空气桥引出方法。通过该方法 制作的HBT如图3所示。空气桥的制作方法又可以分为复合胶电镀制 作空气桥的方法和介质牺牲介质制作空气桥支撑的方法。这两种方法 主要是在HBT发射极/HEMT栅金属上制作一个比发射极尺寸小的金 属连线区，通过空气桥将HBT发射极/HEMT栅引出。这种引线方法 制作的金属互联线质量和成功率受到发射极宽度的制约。由于HBT发 射极/HEMT栅金属上的金属连线区尺寸比HBT发射极/HEMT栅小， 对光刻要求高，而且光刻对准要求更高。而器件制作过程中，为了提 高器件性能，往往将HBT发射极/HEMT栅设计成最小光刻线宽，在 这样的条件下制作刻孔金属引线，制作难度大，成功率低，对于采用 接触式曝光的工艺，尤其不适合作为亚微米发射极的引出办法。方法4、平坦化后刻蚀引出的方法。该方法是在需要互联的金属上 涂覆平坦化材料，然后利用干法刻蚀的方法逐渐刻蚀平坦化材料，露 出金属，然后制作金属互联。该方法可以寄生较小，工艺相对稳定。 但是由于在刻蚀介质平坦化材料的过程中，裸露的金属表面往往不洁 净，有残留化合物，造成制作的金属连接接触不良，而且在金属侧面 与平坦化材料接触的部分，由于金属化效应，刻蚀速率可能很大，制 作互联时，连接金属可能与金属下面的其他电路或器件接触，造成互 联不正常。在平坦化材料不均匀的情况下，如果刻蚀时间不够长还会 出现部分区域金属没有裸露，从而互联建立失败。
技术实现思路
(一)要解决的技术问题 有鉴于此，本专利技术的主要目的在于提供一种引出亚微米HBT发射 极/HEMT栅的方法，以提高引出的可靠性和稳定性，降低工艺的复杂(二)技术方案为达到上述g的，本专利技术提供了一种引出亚微米HBT发射极/HEMT栅的方法，该方法包括在制作的亚微米HBT发射极金属/HEMT栅金属之上制作牺牲介 质层，并剥离形成带有牺牲介质层的HBT发射极金属/HEMT栅金属；在基片具有HBT发射极/HEMT栅的表面之上涂平坦化材料，使 基片表面平坦；刻蚀所述平坦化材料，暴露所述牺牲介质层；移除牺牲介质层，.暴露需要互联的金属；清洗后，光刻、蒸发，制作金属互联。上述方案中，所述制作牺牲介质层，并剥离形成带有牺牲介质层 的HBT发射极金属/HEMT栅金属的步骤包括通过光刻制作好亚微 米或深亚微米HBT发射极/HEMT栅图形后，蒸发发射极/HEMT栅金 属，然后继续制作牺牲介质层，并剥离金属，形成带有牺牲介质层的 HBT发射极/HEMT栅。上述方案中，所述牺牲介质层与亚微米/深亚微米HBT发射极 /HEMT栅同时制作，或者在亚微米/深亚微米HBT发射极/HEMT栅制 作完成后再进行制作。上述方案中，所述牺牲介质层为金属材料或非金属材料，所述金 属材料为A1，所述非金属材料为二氧化硅或氮化硅。上述方案中，所述在基片具有HBT发射极/HEMT栅的表面之上 涂平坦化材料的步骤包括在基片具有HBT发射极/HEMT栅的表面 之上旋转涂覆一定厚度的平坦化材料。上述方案中，所述刻蚀所述平坦化材料，暴露所述牺牲介质层的 步骤包括将基片置于RIE离子刻蚀机或ICP中，对平坦化材料BCB 进行刻蚀或进行湿法腐蚀，直到牺牲介质层充分暴露，便于腐蚀。上述方案中，所述暴露所述牺牲介质层包括完全暴露牺牲介质 层，或只暴露牺牲介质层的顶端。上述方案中，所述移除牺牲介质层，暴露需要互联的金属的步骤6包括用腐蚀液腐蚀去除牺牲介质层，使发射极/HEMT栅金属完全暴露。上述方案中，所述移除牺牲介质层根据牺牲材料的不同采用干法 刻蚀或湿法刻蚀进行。(三)有益效果 从上述技术方案可以看出，本专利技术具有以下有益效果1 、本专利技术提供的这种引出亚微米HBT发射极/HEMT栅的方法， 在制作的亚微米/深亚微米HBT发射极/HEMT栅引出的过程中，消除 了刻蚀过程中可能残留在金属表面的沾污，避免接触不良。2、 本专利技术提供的这种引出亚微米HBT发射极/HEMT栅的方法， 有效的解决了 HBT发射极/HEMT栅金属侧面的腐蚀速率快的问题， 避免了连接金属与HBT发射极/HEMT栅下的其他材料的接触。3、 本专利技术提供的这种引出亚微米HBT发射极/HEMT栅的方法， 克服了由于涂覆平坦材料的厚度不均匀造成的刻蚀后部分HBT发射极 /HEMT栅没有暴露而无法建立连接的问题。4、 本专利技术提供的这种引出亚微米HBT发射极/HEMT栅的方法， 在引出HBT发射极/HEMT栅的过程中，引出金属的宽度不受光刻条 件的限制，因此可以将HBT发射极/HEMT栅的宽度设计为光刻极限， 提高器件性能。5、 本专利技术提供的这种引出亚微米HBT发射极/HEMT栅的方法， 引出发射极的过程中引入的寄生很小，有效的提高了器件的性能附图说明下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明图1是发射极直接端引出HBT的SEM照片； 图2是发射极微空气桥端引出HBT的SEM照片； 图3是发射极刻孔空气桥引出HBT的SEM照片； 图4是本专利技术提供的引出亚微米HBT发射极/HEMT栅的方法流 程图；图5是依照本专利技术实施例引出亚微米HBT发射极/HEMT栅的工艺流程图。具体实施例方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具 体实施例，并参照附图，对本专利技术进一步详细说明。如图4所示，图4是本专利技术提供的引出亚微米HBT发射极/HEMT本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种引出亚微米ＨＢＴ发射极／ＨＥＭＴ栅的方法，其特征在于，该方法包括：　在制作的亚微米ＨＢＴ发射极金属／ＨＥＭＴ栅金属之上制作牺牲介质层，并剥离形成带有牺牲介质层的ＨＢＴ发射极金属／ＨＥＭＴ栅金属；　在基片具有ＨＢＴ发射极／ＨＥ ＭＴ栅的表面之上涂平坦化材料，使基片表面平坦；　刻蚀所述平坦化材料，暴露所述牺牲介质层；　移除牺牲介质层，暴露需要互联的金属；　清洗后，光刻、蒸发，制作金属互联。

【技术特征摘要】
1、一种引出亚微米HBT发射极/HEMT栅的方法，其特征在于，该方法包括在制作的亚微米HBT发射极金属/HEMT栅金属之上制作牺牲介质层，并剥离形成带有牺牲介质层的HBT发射极金属/HEMT栅金属；在基片具有HBT发射极/HEMT栅的表面之上涂平坦化材料，使基片表面平坦；刻蚀所述平坦化材料，暴露所述牺牲介质层；移除牺牲介质层，暴露需要互联的金属；清洗后，光刻、蒸发，制作金属互联。2、 根据权利要求1所述的引出亚微米HBT发射极/HEMT栅的方 法，其特征在于，所述制作牺牲介质层，并剥离形成带有牺牲介质层 的HBT发射极金属/HEMT栅金属的步骤包括光刻制作好亚微米或深亚微米HBT发射极/HEMT栅图形后，蒸 发发射极/HEMT栅金属Ti/Au,然后继续蒸发一定厚度的牺牲介质层， 并剥离金属，形成带有牺牲介质层的HBT发射极/HEMT栅。3、 根据权利要求1或2所述的引出亚微米HBT发射极/HEMT栅 的方法，其特征在于，所述牺牲介质层与亚微米/深亚微米HBT发射极 /HEMT栅同时制作，或者在亚微米/深亚微米HBT发射极/HEMT栅制作完成后再进行制作。4、 根据权利要求1所述的引出亚微米HBT发射极/HEMT栅的方法，其特征在于，所述牺牲介质层...

【专利技术属性】
技术研发人员：于进勇，刘新宇，金智，程伟，夏洋，
申请(专利权)人：中国科学院微电子研究所，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]