專利名稱：一種InP HBT器件側(cè)墻的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體工藝技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種hP HBT器件側(cè)墻的制備方法。
背景技術(shù)：
在化？ HBT器件中，晶向?qū)ζ骷闹绷麟娏髟鲆婧皖l率特性都有影響，在器件制備過程中，不同的晶向側(cè)向腐蝕不同。傳統(tǒng)的自對準(zhǔn)工藝對側(cè)向腐蝕有嚴(yán)格的要求，只有固定的晶相才能進(jìn)行自對準(zhǔn)工藝。但是，在高集成度電路中，要想實現(xiàn)電路的高性能和高集成度，就需要實現(xiàn)各種晶向器件的制備。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述問題，本發(fā)明提出了一種可以使自對準(zhǔn)工藝突破晶相限制、實現(xiàn)在不同晶向?qū)nPHBT器件的制備，并保持傳統(tǒng)自對準(zhǔn)工藝優(yōu)點(diǎn)的InPHBT器件側(cè)墻制備方法。本發(fā)明提供的hP HBT器件外延片的自下至上依次包括hP Substrate層、 InGaAs層、InP層、InGaAs層、InP發(fā)射極層和InGaAs蓋帽層，其側(cè)墻的制備方法包括以下步驟在所述InGaAs蓋帽層光刻，形成發(fā)射極金屬生長區(qū)域；向已經(jīng)形成發(fā)射極金屬生長區(qū)域的所述MGaAs蓋帽層上蒸發(fā)金屬，形成金屬層；將已經(jīng)形成金屬層的所述InGaAs蓋帽層上，處于所述發(fā)射極金屬生長區(qū)域之外的金屬剝離，形成發(fā)射極金屬層；對已經(jīng)形成發(fā)射極金屬層的hP HBT器件外延片的InGaAs蓋帽層進(jìn)行腐蝕，使殘留的InGaAs蓋帽層與所述發(fā)射極金屬層重合；對已經(jīng)腐蝕完InGaAs蓋帽層的hP HBT器件外延片的InP發(fā)射極層進(jìn)行刻蝕，使殘留的InP發(fā)射極層與所述殘留的^iGaAs蓋帽層重合；從而，所述發(fā)射極金屬層，所述殘留的InGaAs蓋帽層，以及，所述殘留的InP發(fā)射極層堆迭后的側(cè)壁形成發(fā)射極臺面；在所述發(fā)射極臺面?zhèn)让嫔L一層保護(hù)介質(zhì)，并對所述保護(hù)介質(zhì)進(jìn)行刻蝕，從而形成發(fā)射極臺面?zhèn)葔?。作為?yōu)選，所述金屬成分和厚度為Ti/Pt/Au/Ti/Au = 150/150/4000/100/3700人。作為優(yōu)選，在所述InGaAs蓋帽層光刻，形成發(fā)射極金屬生長區(qū)域包括以下步驟在化？ HBT器件的外延片WhGaAs蓋帽層上旋涂光刻膠，并選取用于生長發(fā)射極金屬的區(qū)域；對已選取的用于生長發(fā)射極金屬的區(qū)域進(jìn)行曝光；對曝光后的用于生長發(fā)射極金屬的區(qū)域進(jìn)行顯影，使所述用于生長發(fā)射極金屬的區(qū)域的光刻膠消失，形成發(fā)射極金屬生長區(qū)域。作為優(yōu)選，向已經(jīng)形成發(fā)射極金屬生長區(qū)域的所述InGaAs蓋帽層上蒸發(fā)金屬，形成金屬層包括以下步驟
對已經(jīng)形成發(fā)射極金屬生長區(qū)域的InGaAs蓋帽層進(jìn)行打底膜；對打完底膜的所述InGaAs蓋帽層進(jìn)行表面處理；向進(jìn)行完表面處理的所述InGaAs蓋帽層上蒸發(fā)金屬，形成金屬層。作為優(yōu)選，將已經(jīng)形成金屬層的所述InGaAs蓋帽層上，處于所述發(fā)射極金屬生長區(qū)域之外的金屬剝離，形成發(fā)射極金屬層還包括以下步驟去除剝離金屬過程中，在所述InGaAs蓋帽層上，處于所述發(fā)射極金屬生長區(qū)域之外的區(qū)域產(chǎn)生的氧化層。作為優(yōu)選，在所述發(fā)射極臺面?zhèn)让嫔L一層保護(hù)介質(zhì)，并對所述保護(hù)介質(zhì)進(jìn)行刻蝕，從而形成發(fā)射極臺面?zhèn)葔Πㄒ韵虏襟E對所述發(fā)射極臺面進(jìn)行鈍化；采用PECVD在所述發(fā)射極臺面上生長一層保護(hù)介質(zhì)；對所述保護(hù)介質(zhì)進(jìn)行刻蝕，形成陡直的發(fā)射極臺面?zhèn)葔ΑＷ鳛閮?yōu)選，所述保護(hù)介質(zhì)為Si3N4。本發(fā)明提供的HBT器件側(cè)墻制備方法的有益效果在于本發(fā)明提供的HBT器件側(cè)墻的制備方法可以使自對準(zhǔn)工藝突破晶向限制，實現(xiàn)在不同晶向條件下對InPHBT器件的制備，保持自對準(zhǔn)工藝的優(yōu)點(diǎn)。


圖1為本發(fā)明實施例提供的hP HBT器件外延片的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本發(fā)明實施例提供的具有發(fā)射極金屬的hP HBT器件外延片結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為本發(fā)明實施例提供的已形成發(fā)射極臺面的hP HBT器件外延片結(jié)構(gòu)示意圖。圖4為本發(fā)明實施例提供的已形成側(cè)墻的hPHBT器件外延片結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式為了深入了解本發(fā)明，下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。參見附圖1，本發(fā)明實施例提供的hP HBT器件外延片自下至上依次包括hP Substrate層、InGaAs層、InP層、InGaAs層、InP發(fā)射極層和InGaAs蓋帽層。其側(cè)墻的制備方法包括步驟10 在InGaAs蓋帽層光刻，并形成發(fā)射極金屬生長區(qū)域；步驟101 在hP HBT器件的外延片的InGaAs蓋帽層上旋涂光刻膠AZ5214，并選取用于生長發(fā)射極金屬的區(qū)域；工藝條件為前轉(zhuǎn)1000rpm，3sec，后轉(zhuǎn)4000rpm，60sec， 光刻膠AZ5214厚度為1. 4 μ m士 500人。步驟102 對已選取的用于生長發(fā)射極金屬的區(qū)域進(jìn)行曝光，工藝條件為前烘 熱板100°C，90sec ；曝光4. 6sec，光強(qiáng)為5 ；反轉(zhuǎn)熱板115°C，80sec ；泛曝65sec，光強(qiáng)為5。步驟103 用AZ300MIF顯影液對對曝光后的用于生長發(fā)射極金屬的區(qū)域進(jìn)行顯影，顯影時間為55sec，使用于生長發(fā)射極金屬的區(qū)域的光刻膠消失，形成發(fā)射極金屬生長區(qū)域。步驟20 向已經(jīng)形成發(fā)射極金屬生長區(qū)域的InGaAs蓋帽層上蒸發(fā)金屬，形成金屬層。步驟201 對已經(jīng)形成發(fā)射極金屬生長區(qū)域的InGaAs蓋帽層進(jìn)行打底膜，持續(xù)時間為Imin。步驟202 對打完底膜的InGaAs蓋帽層進(jìn)行表面處理將已對InGaAs蓋帽層打完底膜的hP HBT器件的外延片放入HCl H2O體積比為1 10的鹽酸中，持續(xù)30sec后， 用去離子水沖洗并使用N2吹干。步驟203 用電子束向進(jìn)行完表面處理的InGaAs蓋帽層上蒸發(fā)金屬，其中，金屬成分和厚度為Ti/Pt/Au/Ti/Au = 150/150/4000/100/3700人,形成金屬層。附圖2所示為具有金屬層的InPHBT器件外延片結(jié)構(gòu)示意圖。步驟30 將已經(jīng)形成金屬層的所述MGaAs蓋帽層上，處于發(fā)射極金屬生長區(qū)域之外的金屬剝離，形成發(fā)射極金屬層；步驟301 將已經(jīng)于InGaAs蓋帽層上形成金屬層的hP HBT器件外延片放入到丙酮溶液中，將處于發(fā)射極金屬生長區(qū)域之外的金屬剝離，之后，用乙醇、去離子水清洗，N2吹干；步驟302 對已剝離完處于發(fā)射極金屬生長區(qū)域之外的金屬的InGaAs蓋帽層，用反應(yīng)離子刻蝕(RIE)法去除殘余光刻膠，工藝條件為0260sCCm，50W，時間為^iin ；在這一過程中，于MGaAs蓋帽層上處于發(fā)射極金屬生長區(qū)域之外的區(qū)域同時產(chǎn)生氧化層；步驟303 將已經(jīng)產(chǎn)生氧化層的hP HBT器件的外延片放入到HCl H2O的體積比為1 10的稀鹽酸溶液中，持續(xù)30sec，去除氧化層。步驟40 對已經(jīng)形成發(fā)射極金屬層的hP HBT器件外延片的InGaAs蓋帽層進(jìn)行腐蝕，使殘留的InGaAs蓋帽層與所述發(fā)射極金屬層重合。具體為將已經(jīng)去除氧化層的InP HBT器件的外延片放入到H3PO4 H2O2 H2O的體積比為3 1 50的腐蝕溶液中，對hGaAs 蓋帽層進(jìn)行腐蝕，使殘留的InGaAs蓋帽層與所述發(fā)射極金屬層重合。步驟50 對已經(jīng)腐蝕完MGaAs蓋帽層WhP HBT器件外延片的InP發(fā)射極層進(jìn)行刻蝕，使殘留的InP發(fā)射極層與所述殘留的InGaAs蓋帽層重合；從而，所述發(fā)射極金屬層， 所述殘留的InGaAs蓋帽層，以及，所述殘留的InP發(fā)射極層堆迭后的側(cè)壁形成發(fā)射極臺面。 附圖3所示為已形成發(fā)射極臺面的^iP HBT器件外延片結(jié)構(gòu)示意圖。步驟60 在發(fā)射極臺面?zhèn)让嫔L一層保護(hù)介質(zhì)，并對保護(hù)介質(zhì)進(jìn)行刻蝕，從而形成發(fā)射極臺面?zhèn)葔?。步驟601 對發(fā)射極臺面進(jìn)行鈍化。步驟602 采用等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相淀積法(PECVD)在發(fā)射極臺面上生長一層
Si3N40步驟603 采用感應(yīng)耦合等離子法對Si3N4進(jìn)行刻蝕，形成陡直的側(cè)墻介質(zhì)，從而形成發(fā)射極臺面?zhèn)葔?。附圖4所示為已形成側(cè)墻的^iP HBT器件外延片結(jié)構(gòu)示意圖。本發(fā)明提供的^P HBT器件側(cè)墻的制備方法的基本工藝步驟是半導(dǎo)體工藝中的常用技術(shù)，工藝兼容性好。同時，本發(fā)明提供的^P HBT器件側(cè)墻的制備方法可以使自對準(zhǔn)工藝突破晶向限制，實現(xiàn)在不同晶向條件下對^P HBT器件的制備，保持自對準(zhǔn)工藝的優(yōu)點(diǎn)。以上所述的具體實施方式
，對本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實施方式
而已，并不用于限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種hP HBT器件側(cè)墻的制備方法，所述hP HBT器件外延片的自下至上依次包括 InP Substrate層、InGaAs層、InP層、InGaAs層、InP發(fā)射極層和InGaAs蓋帽層，其特征在于，包括以下步驟在所述InGaAs蓋帽層光刻，形成發(fā)射極金屬生長區(qū)域；向已經(jīng)形成發(fā)射極金屬生長區(qū)域的所述MGaAs蓋帽層上蒸發(fā)金屬，形成金屬層； 將已經(jīng)形成金屬層的所述InGaAs蓋帽層上，處于所述發(fā)射極金屬生長區(qū)域之外的金屬剝離，形成發(fā)射極金屬層；對已經(jīng)形成發(fā)射極金屬層的hP HBT器件外延片的MGaAs蓋帽層進(jìn)行腐蝕，使殘留的 InGaAs蓋帽層與所述發(fā)射極金屬層重合；對已經(jīng)腐蝕完InGaAs蓋帽層的hP HBT器件外延片的InP發(fā)射極層進(jìn)行刻蝕，使殘留的InP發(fā)射極層與所述殘留的InGaAs蓋帽層重合；從而，所述發(fā)射極金屬層，所述殘留的 InGaAs蓋帽層，以及，所述殘留的InP發(fā)射極層堆迭后的側(cè)壁形成發(fā)射極臺面；在所述發(fā)射極臺面?zhèn)让嫔L一層保護(hù)介質(zhì)，并對所述保護(hù)介質(zhì)進(jìn)行刻蝕，從而形成發(fā)射極臺面?zhèn)葔Α?br> 2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述金屬成分和厚度為Ti/Pt/Au/Ti/ Au=150/150/4000/100/3700 。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在所述InGaAs蓋帽層光刻，形成發(fā)射極金屬生長區(qū)域包括以下步驟在hP HBT器件的外延片的InGaAs蓋帽層上旋涂光刻膠，并選取用于生長發(fā)射極金屬的區(qū)域；對已選取的用于生長發(fā)射極金屬的區(qū)域進(jìn)行曝光；對曝光后的用于生長發(fā)射極金屬的區(qū)域進(jìn)行顯影，使所述用于生長發(fā)射極金屬的區(qū)域的光刻膠消失，形成發(fā)射極金屬生長區(qū)域。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，向已經(jīng)形成發(fā)射極金屬生長區(qū)域的所述 InGaAs蓋帽層上蒸發(fā)金屬，形成金屬層包括以下步驟對已經(jīng)形成發(fā)射極金屬生長區(qū)域的InGaAs蓋帽層進(jìn)行打底膜；對打完底膜的所述InGaAs蓋帽層進(jìn)行表面處理；向進(jìn)行完表面處理的所述InGaAs蓋帽層上蒸發(fā)金屬，形成金屬層。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，將已經(jīng)形成金屬層的所述InGaAs蓋帽層上，處于所述發(fā)射極金屬生長區(qū)域之外的金屬剝離，形成發(fā)射極金屬層還包括以下步驟去除剝離金屬過程中，在所述InGaAs蓋帽層上，處于所述發(fā)射極金屬生長區(qū)域之外的區(qū)域產(chǎn)生的氧化層。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在所述發(fā)射極臺面?zhèn)让嫔L一層保護(hù)介質(zhì)，并對所述保護(hù)介質(zhì)進(jìn)行刻蝕，從而形成發(fā)射極臺面?zhèn)葔Πㄒ韵虏襟E對所述發(fā)射極臺面進(jìn)行鈍化；采用PECVD在所述發(fā)射極臺面上生長一層保護(hù)介質(zhì)；對所述保護(hù)介質(zhì)進(jìn)行刻蝕，形成陡直的發(fā)射極臺面?zhèn)葔Α?br> 7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述保護(hù)介質(zhì)為Si3N4。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種InP HBT器件側(cè)墻的制備方法，屬于半導(dǎo)體工藝技術(shù)領(lǐng)域。該方法包括在InGaAs蓋帽層光刻，形成發(fā)射極金屬生長區(qū)域；向InGaAs蓋帽層上蒸發(fā)金屬，形成金屬層；將發(fā)射極金屬生長區(qū)域之外的金屬剝離；對InGaAs蓋帽層進(jìn)行腐蝕，使殘留的InGaAs蓋帽層與發(fā)射極金屬層重合；對InP發(fā)射極層進(jìn)行刻蝕，使殘留的InP發(fā)射極層與殘留的InGaAs蓋帽層重合；從而，發(fā)射極金屬層，殘留的InGaAs蓋帽層，以及，殘留的InP發(fā)射極層堆迭后的側(cè)壁形成發(fā)射極臺面；在發(fā)射極臺面?zhèn)让嫔L一層保護(hù)介質(zhì)，并對保護(hù)介質(zhì)進(jìn)行刻蝕，從而形成發(fā)射極臺面?zhèn)葔?。該方法可以使自對?zhǔn)工藝突破晶向限制，實現(xiàn)在不同晶向條件下對InP HBT器件的制備，保持自對準(zhǔn)工藝的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號H01L21/331GK102244003SQ20111016526
公開日2011年11月16日 申請日期2011年6月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月20日
發(fā)明者王顯泰, 蘇永波, 郭建楠, 金智 申請人:中國科學(xué)院微電子研究所