[发明专利]HBT工艺中介质平面平坦化的方法

说明书

技术领域

本发明涉及化合物半导体器件及集成电路制造工艺技术领域，尤 其涉及一种异质结双极性晶体管(Heterojunction Bipolar Transistor， HBT)工艺中介质平面平坦化的方法。

背景技术

为提高HBT的频率特性，HBT器件的尺寸越来越小，电极的连接 和引出越来越困难。一方面，为进行HBT的直流和高频测量，小尺寸 的HBT要与外围较大的衬垫相连；另一方面，在电路中HBT之间以 及HBT与无源器件之间都需要进行连接。随HBT尺寸的减小，连接 处的寄生需要详细考虑。小尺寸HBT的连接通常采用微空气桥或介质 非平面平坦化的方法。

微空气桥的方法是在HBT有源区部分的发射极和基极引出一个小 的衬垫，这个衬垫通过下面材料被腐蚀掏空的一段发射极和基极自身 的金属与发射极和基极相连。外围的大衬垫通过空气桥与小衬垫，从 而与HBT的有源区相连。这样制作的HBT工艺简单，但HBT的性能 不稳定，且成品率低。

首先，由于微空气桥的下面的材料需要腐蚀掉，如果存在腐蚀不 干净的情况，造成的寄生将非常大，严重影响HBT的性能；其次，由 于连接需要在小衬垫上刻孔，通过空气桥进行连接，刻孔和空气桥的 工艺可控性差，造成器件的成品率低。

现有HBT介质非平面平坦化的制作方法，通常用聚酰亚胺覆盖器 件后，刻蚀掉部分聚酰亚胺露出发射极金属顶面，并在基极和集电极 金属上刻孔，蒸发金属进行连接；或利用聚酰亚胺覆盖器件后，用光 刻胶保护器件部分，刻蚀掉器件以外的聚酰亚胺，器件上面的聚酰亚 胺被部分刻蚀掉，漏出接触部分的金属，以进行连接。

这种方法虽能减小寄生，但存在成品率不高的问题。原因是由于 器件部分覆盖的聚酰亚胺要远高于衬底。这种非平面连接会严重影响 器件的成品率。

发明内容

(一)要解决的技术问题

针对上述现有技术存在的不足，本发明的主要目的在于提供一种 工艺简单，可控性好的HBT工艺中介质平面平坦化的方法，以提高器 件的成品率。

(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HBT工艺中介质平面平坦化的方法，该方法包括：

A、在已进行发射极金属蒸发、发射极腐蚀、基极金属蒸发、基极 和集电极腐蚀、隔离腐蚀，以及基极和集电极接线柱制作的基础上， 旋涂介质层；其中，在旋涂介质层之前，器件的发射极金属顶部、基 极、集电极接线柱的顶部的高度相同；

B、在高温下进行介质固化；

C、将基片放在等离子体下，用干法刻蚀介质，直到露出发射极金 属顶面和接线柱；

D、在介质表面旋涂光刻胶；

E、光刻、显影，形成布线图形；

F、蒸发布线金属；

G、进行布线金属的剥离。

优选地，步骤A中所述旋涂介质层采用的是聚酰亚胺或BCB作为 介质，采用匀胶机进行旋涂，介质层的厚度为1.5至5微米，介质层的 厚度高于从衬底到发射极顶端的高度。

优选地，步骤B中所述介质固化采用烘箱、热板、合金炉或退火 炉，所述固化温度在100至400摄氏度之间，时间在10至120分之间， 且固化时在惰性气体氮气、氩气的保护下进行。

优选地，步骤C中所述刻蚀采用能产生等离子体的设备RIE、ICP 以及Sputter进行，刻蚀时采用的气体为氧气或包含有氧气的混合气体， 所述刻蚀过程中进一步采取光学显微镜、电子显微镜或光谱学的方法 进行刻蚀的监控，刻蚀直到露出发射极金属顶面、基极和集电极的接 线柱为止。

优选地，步骤D中所述光刻胶为正胶，负胶或反转胶，光刻胶采 用匀胶机进行旋涂，厚度通过转速控制，光刻胶的厚度为0.5至4微米。

优选地，所述步骤E包括：

将涂敷有光刻胶的基片在50至120摄氏度下烘烤10至300秒， 以去除光刻胶中的溶剂；

将烘烤后的基片在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。

优选地，步骤F中所述蒸发采用电子束蒸发、溅射或电镀方法， 蒸发的布线金属为Au、Cu、Al或其合金，布线金属的厚度为0.4至3 微米。