[发明专利]一种制备HBT基极的蚀刻工艺

说明书

本发明公开了一种制备HBT基极的蚀刻工艺，首先采用干蚀刻工艺蚀刻InGaP，在干蚀刻检测到终点之后立即停止干蚀刻，转而用高选择性的湿法蚀刻清除掉残留的InGaP和表面等离子损伤的物质，通过干湿结合的蚀刻工艺有很好的工艺控制性和稳定性，并且没有p掺杂GaAs基极层的表面等离子损伤，制程可控性可大幅改善。此法尤其适合高增益薄的HBT基极的制备。

技术领域

本发明涉及半导体制造技术，特别是涉及一种制备HBT基极的蚀刻工艺。

背景技术

InGaP/GaAs HBT功率放大器包括由下至上依次层叠的n掺杂GaAs集电极层、p掺杂GaAs基极层以及InGaP发射极层，其制备工艺中最重要、要求最严格的是其基极的制备，一般是用五个步骤来制备：1.黄光步骤，2.介质层SiN蚀刻，3.InGaP蚀刻，4.金属蒸镀，5. 金属剥离形成欧姆接触。其中的InGaP蚀刻要求非常严格，它要求完全蚀刻掉InGaP使 P+GaAs基极材料全面裸露，但又要求尽可能地不损伤基极材料。InGaP蚀刻稍有差错便会产生电流增益的改变，界面腐蚀和产品可靠性及产品良率变差等一系列问题。随着HBT的发展，高浓度掺杂的基极材料P+GaAs的厚度越来越薄，这要求发射极InGaP蚀刻要控制得更好，不能因InGaP的刻蚀而损伤了很薄的基极材料P+GaAs。

目前，有三种HBT基极制备方法，如下所示：第一种是合金法，它对非常薄的P+GaAs不适用，因为合金过程中基极金属扩散过InGaP后可能会继续过分扩散，穿过薄的P+GaAs层，这会产生产品质量和性能问题。第二种是湿法刻蚀技术，此法本身因不能保证基极关键尺寸(CD)的控制稳定性而难以应用，正逐渐被淘汰。第三种是干法刻蚀，其往往要求有一定的过刻蚀，这可能给薄的P+GaAs层表面造成等离子损伤甚至过度刻蚀P+GaAs层，此种干法刻蚀难以达到好的工艺稳定性和稳定的产品性能。上述方法均不适用于高浓度掺杂的薄P+GaAs基极的制备。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术所存在的不足，提供了一种制备HBT基极的蚀刻工艺，通过干法蚀刻和湿法蚀刻结合，实现对蚀刻的精确控制。

本发明的技术方案为：

一种制备HBT基极的蚀刻工艺，包括以下步骤：

1)提供一半导体基底，所述半导体基底包括层叠的p掺杂GaAs基极层和InGaP发射极层；其中所述p掺杂GaAs基极层的厚度为50～100nm；

2)于所述InGaP发射极层上形成光阻层，通过曝光、显影于预设基极区域形成显开窗口；

3)对所述显开窗口之内的InGaP发射极层进行干法蚀刻，通过检测产物中In的光谱强度并根据其强度减弱程度决定蚀刻终点，控制蚀刻深度大于InGaP发射极层厚度的95％；

4)通过湿法蚀刻去除所述显开窗口内余下的InGaP以及被离子损伤的物质，使p掺杂 GaAs基极层表面裸露；所述蚀刻液为盐酸溶液；

5)沉积金属，然后剥离光阻，金属于所述显开窗口内与p掺杂GaAs基极层表面形成欧姆接触。

可选的，以In光谱强度减弱区间的变化速率达到最低值时为蚀刻终点。

可选的，所述p掺杂GaAs基极层的掺杂浓度为3.0×10¹⁹～8.0×10¹⁹cm^-3。

可选的，所述InGaP发射极层的厚度为30～50nm。

可选的，所述干法蚀刻的气体为BCl₃+N₂。

可选的，步骤4)中，所述湿法蚀刻的蚀刻液配比为浓HCl：H₂O＝2～4：1，蚀刻时间为5～10s。