专利名称：一种InP HBT器件侧墙的制备方法
技术领域：
本发明涉及半导体工艺技术领域，特别涉及一种hP HBT器件侧墙的制备方法。
背景技术：
在化？ HBT器件中，晶向对器件的直流电流增益和频率特性都有影响，在器件制备过程中，不同的晶向侧向腐蚀不同。传统的自对准工艺对侧向腐蚀有严格的要求，只有固定的晶相才能进行自对准工艺。但是，在高集成度电路中，要想实现电路的高性能和高集成度，就需要实现各种晶向器件的制备。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提出了一种可以使自对准工艺突破晶相限制、实现在不同晶向对InPHBT器件的制备，并保持传统自对准工艺优点的InPHBT器件侧墙制备方法。本发明提供的hP HBT器件外延片的自下至上依次包括hP Substrate层、 InGaAs层、InP层、InGaAs层、InP发射极层和InGaAs盖帽层，其侧墙的制备方法包括以下步骤在所述InGaAs盖帽层光刻，形成发射极金属生长区域；向已经形成发射极金属生长区域的所述MGaAs盖帽层上蒸发金属，形成金属层；将已经形成金属层的所述InGaAs盖帽层上，处于所述发射极金属生长区域之外的金属剥离，形成发射极金属层；对已经形成发射极金属层的hP HBT器件外延片的InGaAs盖帽层进行腐蚀，使残留的InGaAs盖帽层与所述发射极金属层重合；对已经腐蚀完InGaAs盖帽层的hP HBT器件外延片的InP发射极层进行刻蚀，使残留的InP发射极层与所述残留的^iGaAs盖帽层重合；从而，所述发射极金属层，所述残留的InGaAs盖帽层，以及，所述残留的InP发射极层堆迭后的侧壁形成发射极台面；在所述发射极台面侧面生长一层保护介质，并对所述保护介质进行刻蚀，从而形成发射极台面侧墙。作为优选，所述金属成分和厚度为Ti/Pt/Au/Ti/Au = 150/150/4000/100/3700人。作为优选，在所述InGaAs盖帽层光刻，形成发射极金属生长区域包括以下步骤在化？ HBT器件的外延片WhGaAs盖帽层上旋涂光刻胶，并选取用于生长发射极金属的区域；对已选取的用于生长发射极金属的区域进行曝光；对曝光后的用于生长发射极金属的区域进行显影，使所述用于生长发射极金属的区域的光刻胶消失，形成发射极金属生长区域。作为优选，向已经形成发射极金属生长区域的所述InGaAs盖帽层上蒸发金属，形成金属层包括以下步骤
对已经形成发射极金属生长区域的InGaAs盖帽层进行打底膜；对打完底膜的所述InGaAs盖帽层进行表面处理；向进行完表面处理的所述InGaAs盖帽层上蒸发金属，形成金属层。作为优选，将已经形成金属层的所述InGaAs盖帽层上，处于所述发射极金属生长区域之外的金属剥离，形成发射极金属层还包括以下步骤去除剥离金属过程中，在所述InGaAs盖帽层上，处于所述发射极金属生长区域之外的区域产生的氧化层。作为优选，在所述发射极台面侧面生长一层保护介质，并对所述保护介质进行刻蚀，从而形成发射极台面侧墙包括以下步骤对所述发射极台面进行钝化；采用PECVD在所述发射极台面上生长一层保护介质；对所述保护介质进行刻蚀，形成陡直的发射极台面侧墙。作为优选，所述保护介质为Si3N4。本发明提供的HBT器件侧墙制备方法的有益效果在于本发明提供的HBT器件侧墙的制备方法可以使自对准工艺突破晶向限制，实现在不同晶向条件下对InPHBT器件的制备，保持自对准工艺的优点。
图1为本发明实施例提供的hP HBT器件外延片的结构示意图。图2为本发明实施例提供的具有发射极金属的hP HBT器件外延片结构示意图。图3为本发明实施例提供的已形成发射极台面的hP HBT器件外延片结构示意图。图4为本发明实施例提供的已形成侧墙的hPHBT器件外延片结构示意图。
具体实施例方式为了深入了解本发明，下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。参见附图1，本发明实施例提供的hP HBT器件外延片自下至上依次包括hP Substrate层、InGaAs层、InP层、InGaAs层、InP发射极层和InGaAs盖帽层。其侧墙的制备方法包括步骤10 在InGaAs盖帽层光刻，并形成发射极金属生长区域；步骤101 在hP HBT器件的外延片的InGaAs盖帽层上旋涂光刻胶AZ5214，并选取用于生长发射极金属的区域；工艺条件为前转1000rpm，3sec，后转4000rpm，60sec， 光刻胶AZ5214厚度为1. 4 μ m士 500人。步骤102 对已选取的用于生长发射极金属的区域进行曝光，工艺条件为前烘 热板100°C，90sec ；曝光4. 6sec，光强为5 ；反转热板115°C，80sec ；泛曝65sec，光强为5。步骤103 用AZ300MIF显影液对对曝光后的用于生长发射极金属的区域进行显影，显影时间为55sec，使用于生长发射极金属的区域的光刻胶消失，形成发射极金属生长区域。步骤20 向已经形成发射极金属生长区域的InGaAs盖帽层上蒸发金属，形成金属层。步骤201 对已经形成发射极金属生长区域的InGaAs盖帽层进行打底膜，持续时间为Imin。步骤202 对打完底膜的InGaAs盖帽层进行表面处理将已对InGaAs盖帽层打完底膜的hP HBT器件的外延片放入HCl H2O体积比为1 10的盐酸中，持续30sec后， 用去离子水冲洗并使用N2吹干。步骤203 用电子束向进行完表面处理的InGaAs盖帽层上蒸发金属，其中，金属成分和厚度为Ti/Pt/Au/Ti/Au = 150/150/4000/100/3700人,形成金属层。附图2所示为具有金属层的InPHBT器件外延片结构示意图。步骤30 将已经形成金属层的所述MGaAs盖帽层上，处于发射极金属生长区域之外的金属剥离，形成发射极金属层；步骤301 将已经于InGaAs盖帽层上形成金属层的hP HBT器件外延片放入到丙酮溶液中，将处于发射极金属生长区域之外的金属剥离，之后，用乙醇、去离子水清洗，N2吹干；步骤302 对已剥离完处于发射极金属生长区域之外的金属的InGaAs盖帽层，用反应离子刻蚀(RIE)法去除残余光刻胶，工艺条件为0260sCCm，50W，时间为^iin ；在这一过程中，于MGaAs盖帽层上处于发射极金属生长区域之外的区域同时产生氧化层；步骤303 将已经产生氧化层的hP HBT器件的外延片放入到HCl H2O的体积比为1 10的稀盐酸溶液中，持续30sec，去除氧化层。步骤40 对已经形成发射极金属层的hP HBT器件外延片的InGaAs盖帽层进行腐蚀，使残留的InGaAs盖帽层与所述发射极金属层重合。具体为将已经去除氧化层的InP HBT器件的外延片放入到H3PO4 H2O2 H2O的体积比为3 1 50的腐蚀溶液中，对hGaAs 盖帽层进行腐蚀，使残留的InGaAs盖帽层与所述发射极金属层重合。步骤50 对已经腐蚀完MGaAs盖帽层WhP HBT器件外延片的InP发射极层进行刻蚀，使残留的InP发射极层与所述残留的InGaAs盖帽层重合；从而，所述发射极金属层， 所述残留的InGaAs盖帽层，以及，所述残留的InP发射极层堆迭后的侧壁形成发射极台面。 附图3所示为已形成发射极台面的^iP HBT器件外延片结构示意图。步骤60 在发射极台面侧面生长一层保护介质，并对保护介质进行刻蚀，从而形成发射极台面侧墙。步骤601 对发射极台面进行钝化。步骤602 采用等离子体增强化学气相淀积法(PECVD)在发射极台面上生长一层
Si3N40步骤603 采用感应耦合等离子法对Si3N4进行刻蚀，形成陡直的侧墙介质，从而形成发射极台面侧墙。附图4所示为已形成侧墙的^iP HBT器件外延片结构示意图。本发明提供的^P HBT器件侧墙的制备方法的基本工艺步骤是半导体工艺中的常用技术，工艺兼容性好。同时，本发明提供的^P HBT器件侧墙的制备方法可以使自对准工艺突破晶向限制，实现在不同晶向条件下对^P HBT器件的制备，保持自对准工艺的优点。以上所述的具体实施方式
，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式
而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种hP HBT器件侧墙的制备方法，所述hP HBT器件外延片的自下至上依次包括 InP Substrate层、InGaAs层、InP层、InGaAs层、InP发射极层和InGaAs盖帽层，其特征在于，包括以下步骤在所述InGaAs盖帽层光刻，形成发射极金属生长区域；向已经形成发射极金属生长区域的所述MGaAs盖帽层上蒸发金属，形成金属层； 将已经形成金属层的所述InGaAs盖帽层上，处于所述发射极金属生长区域之外的金属剥离，形成发射极金属层；对已经形成发射极金属层的hP HBT器件外延片的MGaAs盖帽层进行腐蚀，使残留的 InGaAs盖帽层与所述发射极金属层重合；对已经腐蚀完InGaAs盖帽层的hP HBT器件外延片的InP发射极层进行刻蚀，使残留的InP发射极层与所述残留的InGaAs盖帽层重合；从而，所述发射极金属层，所述残留的 InGaAs盖帽层，以及，所述残留的InP发射极层堆迭后的侧壁形成发射极台面；在所述发射极台面侧面生长一层保护介质，并对所述保护介质进行刻蚀，从而形成发射极台面侧墙。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述金属成分和厚度为Ti/Pt/Au/Ti/ Au=150/150/4000/100/3700 。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述InGaAs盖帽层光刻，形成发射极金属生长区域包括以下步骤在hP HBT器件的外延片的InGaAs盖帽层上旋涂光刻胶，并选取用于生长发射极金属的区域；对已选取的用于生长发射极金属的区域进行曝光；对曝光后的用于生长发射极金属的区域进行显影，使所述用于生长发射极金属的区域的光刻胶消失，形成发射极金属生长区域。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，向已经形成发射极金属生长区域的所述 InGaAs盖帽层上蒸发金属，形成金属层包括以下步骤对已经形成发射极金属生长区域的InGaAs盖帽层进行打底膜；对打完底膜的所述InGaAs盖帽层进行表面处理；向进行完表面处理的所述InGaAs盖帽层上蒸发金属，形成金属层。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将已经形成金属层的所述InGaAs盖帽层上，处于所述发射极金属生长区域之外的金属剥离，形成发射极金属层还包括以下步骤去除剥离金属过程中，在所述InGaAs盖帽层上，处于所述发射极金属生长区域之外的区域产生的氧化层。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述发射极台面侧面生长一层保护介质，并对所述保护介质进行刻蚀，从而形成发射极台面侧墙包括以下步骤对所述发射极台面进行钝化；采用PECVD在所述发射极台面上生长一层保护介质；对所述保护介质进行刻蚀，形成陡直的发射极台面侧墙。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述保护介质为Si3N4。
全文摘要
本发明公开了一种InP HBT器件侧墙的制备方法，属于半导体工艺技术领域。该方法包括在InGaAs盖帽层光刻，形成发射极金属生长区域；向InGaAs盖帽层上蒸发金属，形成金属层；将发射极金属生长区域之外的金属剥离；对InGaAs盖帽层进行腐蚀，使残留的InGaAs盖帽层与发射极金属层重合；对InP发射极层进行刻蚀，使残留的InP发射极层与残留的InGaAs盖帽层重合；从而，发射极金属层，残留的InGaAs盖帽层，以及，残留的InP发射极层堆迭后的侧壁形成发射极台面；在发射极台面侧面生长一层保护介质，并对保护介质进行刻蚀，从而形成发射极台面侧墙。该方法可以使自对准工艺突破晶向限制，实现在不同晶向条件下对InP HBT器件的制备，保持自对准工艺的优点。
文档编号H01L21/331GK102244003SQ20111016526
公开日2011年11月16日 申请日期2011年6月20日 优先权日2011年6月20日
发明者王显泰, 苏永波, 郭建楠, 金智 申请人:中国科学院微电子研究所