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在HBT工艺中同时制作基极和集电极接线柱的方法

阅读:387发布:2024-02-02

专利汇可以提供在HBT工艺中同时制作基极和集电极接线柱的方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种在HBT工艺中同时制作基极和集 电极 接线柱 的方法,包括:A.在已进行发射极、基极金属以及集电极 台面 腐蚀 的基片上, 旋涂 光刻 胶 ,光刻、显影,制作集电极金属图形;B. 蒸发 集电极金属;C.剥离集电极金属;D.进行接线柱图形的光刻;E.蒸发接线柱金属;F.剥离接线柱金属。利用本发明,由于将基极、集电极接线柱的工艺通过一次工艺完成,节省了大量的人 力 和物力,所以简化了制作工艺,降低了制作成本。,下面是在HBT工艺中同时制作基极和集电极接线柱的方法专利的具体信息内容。

1、一种在异质结双极性晶体管HBT工艺中同时制作基极和集电极接线柱的方法,其特征在于,该方法包括: A、在已进行发射极、基极金属以及集电极台面腐蚀的基片上,旋涂光刻胶,光刻、显影,制作集电极金属图形; B、蒸发集电极金属; C、剥离集电极金属; D、进行接线柱图形的光刻; E、蒸发接线柱金属; F、剥离接线柱金属。
2、 根据权利要求1所述的在HBT工艺中同时制作基极和集电极 接线柱的方法,其特征在于,步骤A中所述在基片上旋涂的光刻胶是正胶、反转胶或者负胶, 该光刻胶的厚度为l至4微米;步骤A中所述对涂敷有光刻胶的基片进行光刻显影,是在G、 H、 I线光源接触式曝光机或投影光刻机下曝光,然后将曝光后的基片放 在显影液中显影,并将显影后的基片在去离子中冲洗干净,用氮气 吹干。
3、 根据权利要求1所述的在HBT工艺中同时制作基极和集电极 接线柱的方法,其特征在于,步骤B中所述蒸发集电极金属采用电子 束蒸发、溅射或电进行,所述集电极金属为能与集电极接触层形成 欧姆接触的包括Au的多层合金,该集电极金属的厚度为集电极的厚 度、基极厚度和基极金属厚度三者之和。
4、 根据权利要求1所述的在HBT工艺中同时制作基极和集电极 接线柱的方法,其特征在于,步骤C中所述剥离集电极金属采用在有 机溶剂中浸泡的方式进行,该有机溶剂包括能溶解光刻胶的丙或 S1165剥离液。
5、 根搪权利要求4所述的在HBT工艺中同时制作基极和集电极 接线柱的方法,其特征在于,步骤C中所述剥离集电极金属可进一步釆用加速剥离方式,该加速剥离方式采取加热或有机溶剂喷淋方法。
6、 根据权利要求1所述的在HBT工艺中同时制作基极和集电极接线柱的方法,其特征在于,所述步骤D包括:在基片上旋涂光刻胶,将涂敷有光刻胶的基片在G、 H、 I线光源的接触式曝光机或投影光刻机下曝光,将曝光后的基片放在显影液中 显影,将显影后的基片在去离子水中冲洗干净,用氮气吹干。
7、 根据权利要求6所述的在HBT工艺中同时制作基极和集电极 接线柱的方法,其特征在于,所述旋涂的光刻胶为正胶、反转胶或负 胶,光刻胶的厚度为1至4微米。
8、 根据权利要求1所述的在HBT工艺中同时制作基极和集电极 接线柱的方法,其特征在于,步骤E中所述蒸发接线柱金属釆用电子束蒸发、溅射或电镀进行, 所述接线柱金属为Au及其合金,接线柱金属的厚度为发射极金属与发 射极材料厚度之和减去基极金属的厚度所得到的差值。
9、 根据权利要求1所述的在HBT工艺中同时制作基极和集电极 接线柱的方法,其特征在于,步骤F中所述剥离接线柱金属采用在有 机溶剂中浸泡的方式进行,该有机溶剂包括能溶解光刻胶的丙酮或 S1165剥离液。
10、 根据权利要求9所述的在HBT工艺中同时制作基极和集电极 接线柱的方法,其特征在于,步骤F中所述剥离接线柱金属可进一步 采用加速剥离方式,该加速剥离方式采取加热或有机溶剂喷淋方法。

说明书全文

在HBT工艺中同时制作基极和集电极接线柱的方法 技术领域

发明涉及异质结双极性晶体管(Heterojunction Bipolar Transistor, HBT)器件及集成电路制造工艺技术领域中,小尺寸电极 的相互联结问题,尤其涉及一种在HBT工艺中同时制作基极和集电极 接线柱的方法。

背景技术

随着HBT技术的发展,HBT发射极的尺寸越来越小,整套工艺必 须采用平坦化技术。即利用介质将基极、集电极的金属埋在下面,而 将接触部分露出在介质上面。而在HBT中,发射极的金属较高,而基 极和集电极金属的位置要比发射极金属低1微米左右。为进行发射极、 基极、集电极的电极引出,采用在基极和集电极上作接线柱的方法。
目前常用的制作接线柱的方法需要分别制作基极和集电极的接线 柱。该方法的主要步骤是:
1) 在基片上制作完基极金属接触的HBT上,旋涂光刻胶,曝光、
显影制作基极接线柱图形;
2) 蒸发基极接线柱金属;
3) 进行基极接线柱金属的剥离;
4) 腐蚀基极、集电极;
5) 在集电极接触层旋涂光刻胶,曝光、显影制作集电极金属图形;
6) 蒸发集电极金属;
7) 进行集电极金属的剥离;
8) 旋涂光刻胶,曝光、显影制作集电极接线柱图形;
9) 蒸发集电极接线柱金属;
10) 进行集电极接线柱金属的剥离,从而完成接线柱的制作。 该方法制作基极、集电极接线柱需分别进行。由于接线柱通常高
4度要达到1微米左右,这将消耗很多金属;而且需要进行两次工艺。 浪费了大量的人、物力。如能改善工艺,将基极、集电极接线柱的 工艺通过一次工艺完成,将节省大量的人力,物力。

发明内容

(一) 要解决的技术问题
有鉴于此,本发明的主要目的在于提供一种在HBT工艺中同时制 作基极和集电极接线柱的方法,以简化制作工艺,降低制作成本。
(二) 技术方案
为达到上述目的,本发明的技术方案是这样实现的:
一种在HBT工艺中同时制作基极和集电极接线柱的方法,该方法
包括:
A、 在已进行发射极、基极金属以及集电极台面腐蚀的基片上,旋 涂光刻胶,光刻、显影,制作集电极金属图形;
B、 蒸发集电极金属;
C、 剥离集电极金属;
D、 进行接线柱图形的光刻;
E、 蒸发接线柱金属;
F、 剥离接线柱金属。
优选地,步骤A中所述在基片上旋涂的光刻胶是正胶、反转胶或 者负胶,该光刻胶的厚度为1至4微米;
步骤A中所述对涂敷有光刻胶的基片进行光刻显影,是在G、 H、
I线光源的接触式曝光机或投影光刻机下曝光,然后将曝光后的基片放 在显影液中显影,并将显影后的基片在去离子中冲洗干净,用氮气 吹千。
优选地,步骤B中所述蒸发集电极金属采用电子束蒸发、溅射或 电进行,所述集电极金属为能与集电极接触层形成欧姆接触的包括 Au的多层合金,该集电极金属的厚度为集电极的厚度、基极厚度和基 极金属厚度三者之和。优选地,步骤C中所述剥离集电极金属采用在有机溶剂中浸泡的 方式进行,该有机溶剂包括能溶解光刻胶的丙或S1165剥离液。
优选地,步骤C中所述剥离集电极金属可进一步采用加速剥离方 式,该加速剥离方式采取加热或有机溶剂喷淋方法。
优选地,所述步骤D包括:在基片上旋涂光刻胶,将涂敷有光刻
胶的基片在G、 H、 I线光源的接触式曝光机或投影光刻机下曝光,将
曝光后的基片放在显影液中显影,将显影后的基片在去离子水中冲洗 干净,用氮气吹千。
优选地,所述旋涂的光刻胶为正胶、反转胶或负胶,光刻胶的厚
度为1至4微米。
优选地,步骤E中所述蒸发接线柱金属釆用电子束蒸发、溅射或 电镀进行,所述接线柱金属为Au及其合金,接线柱金属的厚度为发射 极金属与发射极材料厚度之和减去基极金属的厚度所得到的差值。
优选地,步骤F中所述剥离接线柱金属采用在有机溶剂中浸泡的 方式进行,该有机溶剂包括能溶解光刻胶的丙酮或S1165剥离液。
优选地,步骤F中所述剥离接线柱金属可进一步采用加速剥离方 式,该加速剥离方式采取加热或有机溶剂喷淋方法。
(三)有益效果
从上述技术方案可以看出,本发明具有以下有益效果:
1、 本发明制作基极和集电极的接线柱过程中,两个接线柱的制作 同时进行,这样制作接线柱的工艺过程减少了一半。
2、 在制作接线柱的过程中,接线柱较高,需要制作较厚的金属,
本发明在制作接线柱的过程中,由于只用一步即可制作基极和集电极 接线柱,有效的节约成本。
附图说明
图1为本发明提供的在HBT工艺中同时制作基极和集电极接线柱 的方法流程图
图2为HBT工艺中制作完发射极、基极金属以及集电极腐蚀后的结构示意图,其中,(a)为器件的俯视图,(b)为器件的截面图。
图3为在制作集电极接触层时,器件旋涂光刻胶、曝光显影后的 截面图。
图4为集电极金属蒸发后的示意图;其中,(a)为器件的俯视图, (b)为器件的截面图。
图5为金属柱制成后的示意图;其中,(a)为器件的俯视图,(b) 为器件沿中间线的截面图;
图6为图2至图5中各组成部分的指示示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、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,对本发明进一步详细说明。
如图1所示,图1为本发明提供的在HBT工艺中同时制作基极和 集电极接线柱的方法流程图,该方法包括:
步骤101:在已进行发射极、基极金属以及集电极台面腐蚀的基片 上,旋涂光刻胶,光刻、显影,制作集电极金属图形;
步骤102:蒸发集电极金属;
步骤103:剥离集电极金属;
步骤104:进行接线柱图形的光刻;
步骤105:蒸发接线柱金属;
步骤106:剥离接线柱金属。 本发明所述基极和集电极接线柱的制作是在发射极、基极金属以及 进行集电极台面腐蚀的基础上进行的。图2所示为发射极、基极金属 以及迸行集电极腐蚀后的结构图。从图2的截面图可以看到,基极接 触层金属与发射极金属的顶端的高度有很大差距,这要通过接线柱进 行连接。
上述步骤101中所述在基片上旋涂光刻胶可以是正胶、反转胶或负 胶,所述光刻胶用匀胶机进行旋涂,所述光刻胶的厚度为1至4微米, 所述将光刻胶在50至120摄氏度烘烤,以除去光刻胶中的溶剂;所述 涂敷有光刻胶的基片在G、 H、 I线光源的接触式曝光机或投影光刻机
7下曝光,将泛曝后的基片放在显影液中显影,将显影后的基片在去离 子水中冲洗干净,用氮气吹干。
上述步骤102中所述蒸发集电极金属可用电子束蒸发、溅射或电镀 等方法,所述集电极金属为能与集电极接触层形成欧姆接触的包括Au 的多层合金,所述集电极金属的厚度为集电极的厚度、基极厚度和基 极金属厚度之和。
上述步骤103中所述剥离集电极金属可采用在有机溶剂中浸泡的方 式进行,所述有机溶剂包括丙酮、S1165剥离液等能溶解光刻胶的溶剂, 所述为加速剥离过程可采取加热,有机溶剂喷淋的方法。
上述步骤104中所述在基片上旋涂光刻胶可以是正胶、反转胶或负 胶,所述胶的厚度为1至4微米;所述将涂敷有光刻胶的基片在G、 H、 I线光源的接触式曝光机或投影光刻机下曝光,将曝光后的基片放在显 影液中显影,将显影后的基片在去离子水中冲洗干净,用氮气吹干。
上述步骤105中所述接线柱金属蒸发可用电子束蒸发、溅射或电镀 等方法,所述接线柱金属为Au及其合金,所述接线柱金属的厚度为发 射极金属与发射极材料厚度的和减去基极金属层的厚度所得的差值。
上述步骤106所述剥离集电极金属可采用在有机溶剂中浸泡的方式 进行,所述有机溶剂包括丙酮、S1165剥离液等能溶解光刻胶的溶剂, 所述为加速剥离过程可采取加热,有机溶剂喷淋的方法。
实施例
在本实施例中,HBT的结构制作完发射极、基极金属以及进行集 电极腐蚀后,发射极的金属为0.9微米厚,发射极材料厚度为0.2微米, 基极金属厚度为0.1微米,基极和集电极的总厚度为0.24微米。本实 施例中,使用AZ5214光刻胶。下面结合示意图2至5进一步说明本 发明的详细工艺方法和步骤。
如图2所示,示意图为在蒸发集电极金属前,器件结构示意图。 通过图2所示截面图可以看到,发射极金属的顶端远高于基极金属。 根据器件的结构,基极金属距发射极金属的顶端有1微米,基极金属 表面距集电极为0.34微米。涂敷一定厚度的光刻胶AZ5214,厚度可为2.0pm,然后在温度80 至IO(TC下烘烤70至110秒,如9(TC条件下烘烤90秒。
将涂敷有光刻胶AZ5214的基片在曝光机下曝光;例如G、 H、 I 线光源的接触式曝光机或投影光刻机。这里使用I线曝光机,在光强 为10mW/cr^时,曝光2.3秒。将曝光后的基片加热一定的时间使光刻 胶变性;例如在12(TC热板上烘烤约80秒。将反转后的基片在曝光机 下进行无掩模曝光;例如G、 H、 I线光源的接触式曝光机或投影光刻 机,曝光时间以能显影干净窗口中的光刻胶为准。例如曝光30秒。将 基片置于显影液中显影,放入去离子水中清洗,用氮气吹干,形成集 电极金属图形,如示意图3所示。
将基片放入RIE中,在等离子体下打底胶30秒。将基片放入 电子束蒸发设备中,蒸发金属Ti/Pt/Au=20nm/20nm/300nm。将基片放 入丙酮中浸泡,并用盛有丙酮的塑料瓶喷淋,使光刻胶上面的金属脱 离基片,将基片放入无水乙醇溶液中,最后放入去离子水中冲洗,并 用氮气吹干。得到的结构如图4所示。这时集电极的金属表面与基金 金属表面处于同一高度。
涂敷一定厚度的光刻胶AZ5214,厚度可为2,0pm,然后在温度80 至IOO'C下烘烤70至110秒,如90。C条件下烘烤90秒。
将涂敷有光刻胶AZ5214的基片在曝光机下曝光;例如G、 H、 I 线光源的接触式曝光机或投影光刻机。这里使用I线曝光机,在光强 为10mW/cr^时,曝光2.3秒。将曝光后的基片加热一定的时间使光刻 胶变性;例如在12(TC热板上烘烤约80秒。将反转后的基片在曝光机 下进行无掩模曝光;例如G、 H、 I线光源的接触式曝光机或投影光刻 机,曝光时间以能显影干净窗口中的光刻胶为准。例如曝光30秒。将 基片置于显影液中显影,放入去离子水中清洗,用氮气吹干,形成接 线柱图形。
将基片放入RIE中,在氧气等离子体下打底胶30秒。将基片放入 电子束蒸发设备中,蒸发金属Ti/Ai^20nm/980nm。将基片放入丙酮中 浸泡,并用盛有丙酮的塑料瓶喷淋,使在光刻胶上面的金属脱离基片, 将基片放入无水乙醇溶液中,最后放入去离子水中冲洗,并用氮气吹干。得到的结构如图5所示。这时基极和集电极的接线柱的表面高度 与发射极金属的表面高度相同。这样完成了基极和集电极接线柱的制 作,可以进行下一步介质平坦化的工艺步骤。
在本发明所举的实施例中,使用AZ5214为光刻胶进行操作。在 实际应用中,也可以采用AZ5206、 S18系列或者反转胶、负胶等进 行。实施例中,所蒸发的接线柱金属为Ti/Au,在实际中也可用Al、 Cu及其合金作为接线柱。这样的技术方案与本发明提供的技术方案在 技术思路上是一致的,应包含在本发明的保护范围之内。
以上所述的具体实施例,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 实施例而己,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。
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