專利名稱：在hbt工藝中同時(shí)制作基極和集電極接線柱的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及異質(zhì)結(jié)雙極性晶體管(Heterojunction Bipolar Transistor, HBT)器件及集成電路制造工藝技術(shù)領(lǐng)域中，小尺寸電極 的相互聯(lián)結(jié)問(wèn)題，尤其涉及一種在HBT工藝中同時(shí)制作基極和集電極 接線柱的方法。
背景技術(shù)：
隨著HBT技術(shù)的發(fā)展，HBT發(fā)射極的尺寸越來(lái)越小，整套工藝必 須采用平坦化技術(shù)。即利用介質(zhì)將基極、集電極的金屬埋在下面，而 將接觸部分露出在介質(zhì)上面。而在HBT中，發(fā)射極的金屬較高，而基 極和集電極金屬的位置要比發(fā)射極金屬低1微米左右。為進(jìn)行發(fā)射極、 基極、集電極的電極引出，采用在基極和集電極上作接線柱的方法。
目前常用的制作接線柱的方法需要分別制作基極和集電極的接線 柱。該方法的主要步驟是
1) 在基片上制作完基極金屬接觸的HBT上，旋涂光刻膠，曝光、
顯影制作基極接線柱圖形；
2) 蒸發(fā)基極接線柱金屬；
3) 進(jìn)行基極接線柱金屬的剝離；
4) 腐蝕基極、集電極；
5) 在集電極接觸層旋涂光刻膠，曝光、顯影制作集電極金屬圖形;
6) 蒸發(fā)集電極金屬；
7) 進(jìn)行集電極金屬的剝離；
8) 旋涂光刻膠，曝光、顯影制作集電極接線柱圖形；
9) 蒸發(fā)集電極接線柱金屬；
10) 進(jìn)行集電極接線柱金屬的剝離，從而完成接線柱的制作。 該方法制作基極、集電極接線柱需分別進(jìn)行。由于接線柱通常高
4度要達(dá)到1微米左右，這將消耗很多金屬；而且需要進(jìn)行兩次工藝。 浪費(fèi)了大量的人力、物力。如能改善工藝，將基極、集電極接線柱的 工藝通過(guò)一次工藝完成，將節(jié)省大量的人力，物力。

發(fā)明內(nèi)容
(一) 要解決的技術(shù)問(wèn)題
有鑒于此，本發(fā)明的主要目的在于提供一種在HBT工藝中同時(shí)制 作基極和集電極接線柱的方法，以簡(jiǎn)化制作工藝，降低制作成本。
(二) 技術(shù)方案
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的
一種在HBT工藝中同時(shí)制作基極和集電極接線柱的方法，該方法
包括
A、 在已進(jìn)行發(fā)射極、基極金屬以及集電極臺(tái)面腐蝕的基片上，旋 涂光刻膠，光刻、顯影，制作集電極金屬圖形；
B、 蒸發(fā)集電極金屬；
C、 剝離集電極金屬；
D、 進(jìn)行接線柱圖形的光刻；
E、 蒸發(fā)接線柱金屬；
F、 剝離接線柱金屬。
優(yōu)選地，步驟A中所述在基片上旋涂的光刻膠是正膠、反轉(zhuǎn)膠或 者負(fù)膠，該光刻膠的厚度為1至4微米；
步驟A中所述對(duì)涂敷有光刻膠的基片進(jìn)行光刻顯影，是在G、 H、
I線光源的接觸式曝光機(jī)或投影光刻機(jī)下曝光，然后將曝光后的基片放 在顯影液中顯影，并將顯影后的基片在去離子水中沖洗干凈，用氮?dú)?吹千。
優(yōu)選地，步驟B中所述蒸發(fā)集電極金屬采用電子束蒸發(fā)、濺射或 電鍍進(jìn)行，所述集電極金屬為能與集電極接觸層形成歐姆接觸的包括 Au的多層合金，該集電極金屬的厚度為集電極的厚度、基極厚度和基 極金屬厚度三者之和。優(yōu)選地，步驟C中所述剝離集電極金屬采用在有機(jī)溶劑中浸泡的 方式進(jìn)行，該有機(jī)溶劑包括能溶解光刻膠的丙酮或S1165剝離液。
優(yōu)選地，步驟C中所述剝離集電極金屬可進(jìn)一步采用加速剝離方 式，該加速剝離方式采取加熱或有機(jī)溶劑噴淋方法。
優(yōu)選地，所述步驟D包括在基片上旋涂光刻膠，將涂敷有光刻
膠的基片在G、 H、 I線光源的接觸式曝光機(jī)或投影光刻機(jī)下曝光，將
曝光后的基片放在顯影液中顯影，將顯影后的基片在去離子水中沖洗 干凈，用氮?dú)獯登А?br> 優(yōu)選地，所述旋涂的光刻膠為正膠、反轉(zhuǎn)膠或負(fù)膠，光刻膠的厚
度為1至4微米。
優(yōu)選地，步驟E中所述蒸發(fā)接線柱金屬釆用電子束蒸發(fā)、濺射或 電鍍進(jìn)行，所述接線柱金屬為Au及其合金，接線柱金屬的厚度為發(fā)射 極金屬與發(fā)射極材料厚度之和減去基極金屬的厚度所得到的差值。
優(yōu)選地，步驟F中所述剝離接線柱金屬采用在有機(jī)溶劑中浸泡的 方式進(jìn)行，該有機(jī)溶劑包括能溶解光刻膠的丙酮或S1165剝離液。
優(yōu)選地，步驟F中所述剝離接線柱金屬可進(jìn)一步采用加速剝離方 式，該加速剝離方式采取加熱或有機(jī)溶劑噴淋方法。
(三)有益效果
從上述技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明具有以下有益效果
1、 本發(fā)明制作基極和集電極的接線柱過(guò)程中，兩個(gè)接線柱的制作 同時(shí)進(jìn)行，這樣制作接線柱的工藝過(guò)程減少了一半。
2、 在制作接線柱的過(guò)程中，接線柱較高，需要制作較厚的金屬，
本發(fā)明在制作接線柱的過(guò)程中，由于只用一步即可制作基極和集電極 接線柱，有效的節(jié)約成本。


圖1為本發(fā)明提供的在HBT工藝中同時(shí)制作基極和集電極接線柱 的方法流程圖。
圖2為HBT工藝中制作完發(fā)射極、基極金屬以及集電極腐蝕后的結(jié)構(gòu)示意圖，其中，(a)為器件的俯視圖，(b)為器件的截面圖。
圖3為在制作集電極接觸層時(shí)，器件旋涂光刻膠、曝光顯影后的 截面圖。
圖4為集電極金屬蒸發(fā)后的示意圖；其中，(a)為器件的俯視圖， (b)為器件的截面圖。
圖5為金屬柱制成后的示意圖；其中，(a)為器件的俯視圖，(b) 為器件沿中間線的截面圖6為圖2至圖5中各組成部分的指示示意圖。
具體實(shí)施例方式
為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合具 體實(shí)施例，并參照附圖，對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
如圖1所示，圖1為本發(fā)明提供的在HBT工藝中同時(shí)制作基極和 集電極接線柱的方法流程圖，該方法包括
步驟101:在已進(jìn)行發(fā)射極、基極金屬以及集電極臺(tái)面腐蝕的基片 上，旋涂光刻膠，光刻、顯影，制作集電極金屬圖形；
步驟102:蒸發(fā)集電極金屬；
步驟103:剝離集電極金屬；
步驟104:進(jìn)行接線柱圖形的光刻；
步驟105:蒸發(fā)接線柱金屬；
步驟106:剝離接線柱金屬。 本發(fā)明所述基極和集電極接線柱的制作是在發(fā)射極、基極金屬以及 進(jìn)行集電極臺(tái)面腐蝕的基礎(chǔ)上進(jìn)行的。圖2所示為發(fā)射極、基極金屬 以及迸行集電極腐蝕后的結(jié)構(gòu)圖。從圖2的截面圖可以看到，基極接 觸層金屬與發(fā)射極金屬的頂端的高度有很大差距，這要通過(guò)接線柱進(jìn) 行連接。
上述步驟101中所述在基片上旋涂光刻膠可以是正膠、反轉(zhuǎn)膠或負(fù) 膠，所述光刻膠用勻膠機(jī)進(jìn)行旋涂，所述光刻膠的厚度為1至4微米， 所述將光刻膠在50至120攝氏度烘烤，以除去光刻膠中的溶劑；所述 涂敷有光刻膠的基片在G、 H、 I線光源的接觸式曝光機(jī)或投影光刻機(jī)
7下曝光，將泛曝后的基片放在顯影液中顯影，將顯影后的基片在去離 子水中沖洗干凈，用氮?dú)獯蹈伞?br> 上述步驟102中所述蒸發(fā)集電極金屬可用電子束蒸發(fā)、濺射或電鍍 等方法，所述集電極金屬為能與集電極接觸層形成歐姆接觸的包括Au 的多層合金，所述集電極金屬的厚度為集電極的厚度、基極厚度和基 極金屬厚度之和。
上述步驟103中所述剝離集電極金屬可采用在有機(jī)溶劑中浸泡的方 式進(jìn)行，所述有機(jī)溶劑包括丙酮、S1165剝離液等能溶解光刻膠的溶劑， 所述為加速剝離過(guò)程可采取加熱，有機(jī)溶劑噴淋的方法。
上述步驟104中所述在基片上旋涂光刻膠可以是正膠、反轉(zhuǎn)膠或負(fù) 膠，所述膠的厚度為1至4微米；所述將涂敷有光刻膠的基片在G、 H、 I線光源的接觸式曝光機(jī)或投影光刻機(jī)下曝光，將曝光后的基片放在顯 影液中顯影，將顯影后的基片在去離子水中沖洗干凈，用氮?dú)獯蹈伞?br> 上述步驟105中所述接線柱金屬蒸發(fā)可用電子束蒸發(fā)、濺射或電鍍 等方法，所述接線柱金屬為Au及其合金，所述接線柱金屬的厚度為發(fā) 射極金屬與發(fā)射極材料厚度的和減去基極金屬層的厚度所得的差值。
上述步驟106所述剝離集電極金屬可采用在有機(jī)溶劑中浸泡的方式 進(jìn)行，所述有機(jī)溶劑包括丙酮、S1165剝離液等能溶解光刻膠的溶劑， 所述為加速剝離過(guò)程可采取加熱，有機(jī)溶劑噴淋的方法。
實(shí)施例
在本實(shí)施例中，HBT的結(jié)構(gòu)制作完發(fā)射極、基極金屬以及進(jìn)行集 電極腐蝕后，發(fā)射極的金屬為0.9微米厚，發(fā)射極材料厚度為0.2微米， 基極金屬厚度為0.1微米，基極和集電極的總厚度為0.24微米。本實(shí) 施例中，使用AZ5214光刻膠。下面結(jié)合示意圖2至5進(jìn)一步說(shuō)明本 發(fā)明的詳細(xì)工藝方法和步驟。
如圖2所示，示意圖為在蒸發(fā)集電極金屬前，器件結(jié)構(gòu)示意圖。 通過(guò)圖2所示截面圖可以看到，發(fā)射極金屬的頂端遠(yuǎn)高于基極金屬。 根據(jù)器件的結(jié)構(gòu)，基極金屬距發(fā)射極金屬的頂端有1微米，基極金屬 表面距集電極為0.34微米。涂敷一定厚度的光刻膠AZ5214，厚度可為2.0pm，然后在溫度80 至IO(TC下烘烤70至110秒，如9(TC條件下烘烤90秒。
將涂敷有光刻膠AZ5214的基片在曝光機(jī)下曝光；例如G、 H、 I 線光源的接觸式曝光機(jī)或投影光刻機(jī)。這里使用I線曝光機(jī)，在光強(qiáng) 為10mW/cr^時(shí)，曝光2.3秒。將曝光后的基片加熱一定的時(shí)間使光刻 膠變性；例如在12(TC熱板上烘烤約80秒。將反轉(zhuǎn)后的基片在曝光機(jī) 下進(jìn)行無(wú)掩模曝光；例如G、 H、 I線光源的接觸式曝光機(jī)或投影光刻 機(jī)，曝光時(shí)間以能顯影干凈窗口中的光刻膠為準(zhǔn)。例如曝光30秒。將 基片置于顯影液中顯影，放入去離子水中清洗，用氮?dú)獯蹈?，形成?電極金屬圖形，如示意圖3所示。
將基片放入RIE中，在氧氣等離子體下打底膠30秒。將基片放入 電子束蒸發(fā)設(shè)備中，蒸發(fā)金屬Ti/Pt/Au=20nm/20nm/300nm。將基片放 入丙酮中浸泡，并用盛有丙酮的塑料瓶噴淋，使光刻膠上面的金屬脫 離基片，將基片放入無(wú)水乙醇溶液中，最后放入去離子水中沖洗，并 用氮?dú)獯蹈?。得到的結(jié)構(gòu)如圖4所示。這時(shí)集電極的金屬表面與基金 金屬表面處于同一高度。
涂敷一定厚度的光刻膠AZ5214，厚度可為2,0pm，然后在溫度80 至IOO'C下烘烤70至110秒，如90。C條件下烘烤90秒。
將涂敷有光刻膠AZ5214的基片在曝光機(jī)下曝光；例如G、 H、 I 線光源的接觸式曝光機(jī)或投影光刻機(jī)。這里使用I線曝光機(jī)，在光強(qiáng) 為10mW/cr^時(shí)，曝光2.3秒。將曝光后的基片加熱一定的時(shí)間使光刻 膠變性；例如在12(TC熱板上烘烤約80秒。將反轉(zhuǎn)后的基片在曝光機(jī) 下進(jìn)行無(wú)掩模曝光；例如G、 H、 I線光源的接觸式曝光機(jī)或投影光刻 機(jī)，曝光時(shí)間以能顯影干凈窗口中的光刻膠為準(zhǔn)。例如曝光30秒。將 基片置于顯影液中顯影，放入去離子水中清洗，用氮?dú)獯蹈桑纬山?線柱圖形。
將基片放入RIE中，在氧氣等離子體下打底膠30秒。將基片放入 電子束蒸發(fā)設(shè)備中，蒸發(fā)金屬Ti/Ai^20nm/980nm。將基片放入丙酮中 浸泡，并用盛有丙酮的塑料瓶噴淋，使在光刻膠上面的金屬脫離基片， 將基片放入無(wú)水乙醇溶液中，最后放入去離子水中沖洗，并用氮?dú)獯蹈?。得到的結(jié)構(gòu)如圖5所示。這時(shí)基極和集電極的接線柱的表面高度 與發(fā)射極金屬的表面高度相同。這樣完成了基極和集電極接線柱的制 作，可以進(jìn)行下一步介質(zhì)平坦化的工藝步驟。
在本發(fā)明所舉的實(shí)施例中，使用AZ5214為光刻膠進(jìn)行操作。在 實(shí)際應(yīng)用中，也可以采用AZ5206、 S18系列或者反轉(zhuǎn)膠、負(fù)膠等進(jìn) 行。實(shí)施例中，所蒸發(fā)的接線柱金屬為Ti/Au，在實(shí)際中也可用Al、 Cu及其合金作為接線柱。這樣的技術(shù)方案與本發(fā)明提供的技術(shù)方案在 技術(shù)思路上是一致的，應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
以上所述的具體實(shí)施例，對(duì)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(shuō)明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體 實(shí)施例而己，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、一種在異質(zhì)結(jié)雙極性晶體管HBT工藝中同時(shí)制作基極和集電極接線柱的方法，其特征在于，該方法包括A、在已進(jìn)行發(fā)射極、基極金屬以及集電極臺(tái)面腐蝕的基片上，旋涂光刻膠，光刻、顯影，制作集電極金屬圖形；B、蒸發(fā)集電極金屬；C、剝離集電極金屬；D、進(jìn)行接線柱圖形的光刻；E、蒸發(fā)接線柱金屬；F、剝離接線柱金屬。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的在HBT工藝中同時(shí)制作基極和集電極 接線柱的方法，其特征在于，步驟A中所述在基片上旋涂的光刻膠是正膠、反轉(zhuǎn)膠或者負(fù)膠， 該光刻膠的厚度為l至4微米；步驟A中所述對(duì)涂敷有光刻膠的基片進(jìn)行光刻顯影，是在G、 H、 I線光源的接觸式曝光機(jī)或投影光刻機(jī)下曝光，然后將曝光后的基片放 在顯影液中顯影，并將顯影后的基片在去離子水中沖洗干凈，用氮?dú)?吹干。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的在HBT工藝中同時(shí)制作基極和集電極 接線柱的方法，其特征在于，步驟B中所述蒸發(fā)集電極金屬采用電子 束蒸發(fā)、濺射或電鍍進(jìn)行，所述集電極金屬為能與集電極接觸層形成 歐姆接觸的包括Au的多層合金，該集電極金屬的厚度為集電極的厚 度、基極厚度和基極金屬厚度三者之和。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的在HBT工藝中同時(shí)制作基極和集電極 接線柱的方法，其特征在于，步驟C中所述剝離集電極金屬采用在有 機(jī)溶劑中浸泡的方式進(jìn)行，該有機(jī)溶劑包括能溶解光刻膠的丙酮或 S1165剝離液。
5、 根搪權(quán)利要求4所述的在HBT工藝中同時(shí)制作基極和集電極 接線柱的方法，其特征在于，步驟C中所述剝離集電極金屬可進(jìn)一步釆用加速剝離方式，該加速剝離方式采取加熱或有機(jī)溶劑噴淋方法。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的在HBT工藝中同時(shí)制作基極和集電極接線柱的方法，其特征在于，所述步驟D包括在基片上旋涂光刻膠，將涂敷有光刻膠的基片在G、 H、 I線光源的接觸式曝光機(jī)或投影光刻機(jī)下曝光，將曝光后的基片放在顯影液中 顯影，將顯影后的基片在去離子水中沖洗干凈，用氮?dú)獯蹈伞?br> 7、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的在HBT工藝中同時(shí)制作基極和集電極 接線柱的方法，其特征在于，所述旋涂的光刻膠為正膠、反轉(zhuǎn)膠或負(fù) 膠，光刻膠的厚度為1至4微米。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的在HBT工藝中同時(shí)制作基極和集電極 接線柱的方法，其特征在于，步驟E中所述蒸發(fā)接線柱金屬釆用電子束蒸發(fā)、濺射或電鍍進(jìn)行， 所述接線柱金屬為Au及其合金，接線柱金屬的厚度為發(fā)射極金屬與發(fā) 射極材料厚度之和減去基極金屬的厚度所得到的差值。
9、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的在HBT工藝中同時(shí)制作基極和集電極 接線柱的方法，其特征在于，步驟F中所述剝離接線柱金屬采用在有 機(jī)溶劑中浸泡的方式進(jìn)行，該有機(jī)溶劑包括能溶解光刻膠的丙酮或 S1165剝離液。
10、 根據(jù)權(quán)利要求9所述的在HBT工藝中同時(shí)制作基極和集電極 接線柱的方法，其特征在于，步驟F中所述剝離接線柱金屬可進(jìn)一步 采用加速剝離方式，該加速剝離方式采取加熱或有機(jī)溶劑噴淋方法。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種在HBT工藝中同時(shí)制作基極和集電極接線柱的方法，包括A.在已進(jìn)行發(fā)射極、基極金屬以及集電極臺(tái)面腐蝕的基片上，旋涂光刻膠，光刻、顯影，制作集電極金屬圖形；B.蒸發(fā)集電極金屬；C.剝離集電極金屬；D.進(jìn)行接線柱圖形的光刻；E.蒸發(fā)接線柱金屬；F.剝離接線柱金屬。利用本發(fā)明，由于將基極、集電極接線柱的工藝通過(guò)一次工藝完成，節(jié)省了大量的人力和物力，所以簡(jiǎn)化了制作工藝，降低了制作成本。
文檔編號(hào)H01L21/768GK101552199SQ200810103229
公開日2009年10月7日 申請(qǐng)日期2008年4月2日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月2日
發(fā)明者劉新宇, 智 金 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院微電子研究所