CN101330010A - 一种制作t型hbt发射极/hemt栅的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及半导体器件及集成电路制造工艺技术领域，公开了一种制作T型HBT发射极/HEMT栅的方法，该方法包括：在基片上涂一次光刻胶，并光刻、曝光、显影、定义T型HBT发射极/HEMT栅的下半部分；烘烤所述基片，使牺牲胶的边角圆滑并固化；涂二次光刻胶，并光刻、曝光、显影，制作T型HBT发射极/HEMT栅的上部分；蒸发、溅射或电镀一层金属，金属层的厚度大于一次光刻胶厚度；剥离去除不需要的金属以及所有光刻胶，形成T型HBT发射极/HEMT栅。利用本发明，工艺简单，成本低，可控性好，制作金属加厚的T型HBT发射极/HEMT栅更有优势。
Description
技术领域
本发明涉及半导体器件及集成电路制造工艺技术领域，尤其涉及一种利用两层光敏光刻胶制作T型异质结双极型晶体管(Heterojuction BipolarTransistor，HBT)发射极/高电子迁移率晶体管(High Electronic MobilityTransistor，HEMT)栅的方法，用来减小HBT寄生电阻或HEMT栅寄生电感。
背景技术
现代半导体器件制作过程中，随着技术的进步，器件尺寸越来越小，集成度越来越高。对于化合物半导体器件，为了提高器件性能，HBT常采用自对准技术减小基极寄生电阻，采用T型发射极也是HBT自对准采用的一种方法；HEMT采用T型栅减小寄生电感，因此，T型HBT发射极/HEMT栅是提高HBT和HEMT性能的重要技术手段。
目前HBT发射极的引出方法有多种，主要有：用电子束曝光制作方法和X射线光刻的制作方法。
方法1、用电子束曝光制作方法制作T型HBT发射极/HEMT栅的方法包括如下步骤：
1)、取待制作T型栅的基片，对该基片进行清洗，并用氮气吹干，烘干；
2)、在基片上涂三层PMMA/PMGI/PMMA胶，烘干；
3)、将涂胶后的基片送电子束曝光、显影、定影；
4)、进行挖栅槽、栅金属蒸发、剥离工艺，完成器件或电路制作。
方法2、利用X射线光刻与光学光刻混合制作T型栅的方法，其工艺步骤如下：
1)、在半导体基片上涂上底层X射线光刻胶；
2)、X射线光刻方法曝光底层X射线光刻胶；
3)、涂上顶层光学光刻胶；
4)、光学光刻方法曝光顶层光学光刻胶；
5)、显影顶层光学光刻胶获得宽栅图形；
6)、显影底层X射线光刻胶获得栅槽图形；
7)、蒸发、剥离栅金属，完成T型栅制作。
上述两种方法分别采用电子束曝光或X射线曝光，成本较高，所涂覆的胶层数目多，工艺复杂，制作发射极或栅金属厚度受到限制。
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利用两层光敏光刻胶制作T型HBT发射极/HEMT栅的方法，以降低制作成本，简化制作工艺，增大发射极或栅金属的厚度。
(二)技术方案
为达到上述目的，本发明提供了一种制作T型HBT发射极/HEMT栅的方法，该方法包括：
在基片上涂一次光刻胶，并光刻、曝光、显影、定义T型HBT发射极/HEMT栅的下半部分；
烘烤所述基片，使牺牲胶的边角圆滑并固化；
涂二次光刻胶，并光刻、曝光、显影，制作T型HBT发射极/HEMT栅的上部分；
蒸发、溅射或电镀一层金属，金属层的厚度大于一次光刻胶厚度；
剥离去除不需要的金属以及所有光刻胶，形成T型HBT发射极/HEMT栅。
上述方案中，所述在基片上涂一次光刻胶，并光刻、曝光、显影、定义T型HBT发射极/HEMT栅的下半部分的步骤中，所用的一次光刻胶为光敏的正胶、负胶、反转胶、PI胶或BCB，曝光过程采用光学曝光。
上述方案中，所述烘烤所述基片的步骤中，烘烤采用烘箱或热板，温度在30摄氏度到380摄氏度之间。
上述方案中，所述烘烤采用烘箱，将基片放入80～200摄氏度烘箱烘烤3～120分钟；所述烘烤采用热板，在60～200摄氏度热板烘烤3～120分钟。
上述方案中，所述涂二次光刻胶，并光刻、曝光、显影，制作T型HBT发射极/HEMT栅的上部分的步骤中，所用的二次光刻胶为正胶、负胶、反转胶、PI胶或BCB；二次光刻胶形成的图形与一次光刻胶形成的图形相同，但二次光刻胶形成图形中的线条比一次光刻胶形成图形中的线条宽；二次光刻胶形成图形中的线条通过调整曝光过程的曝光时间、显影时间参数形成，或通过使用更宽线条的掩膜版实现。
上述方案中，所述曝光包括：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。
上述方案中，所述蒸发、溅射或电镀一层金属的步骤包括，将二次光刻胶光刻显影后的基片放入蒸发/溅射炉中，抽真空，蒸发、溅射的金属厚度大于一次光刻胶厚度。
上述方案中，所述剥离去除不需要的金属以及所有光刻胶，形成T型HBT发射极/HEMT栅的步骤中，剥离采用的试剂为能够将二次光刻胶去除的试剂；所述剥离进一步采用加热、冷却、超声、兆声方法帮助剥离金属和去除胶层。
上述方案中，所述剥离去除不需要的金属以及所有光刻胶，形成T型HBT发射极/HEMT栅的步骤中，剥离过程是将蒸发/溅射金属后的基片置于剥离液中浸泡一定的时间，剥离液为丙酮或N-甲基-2-吡咯烷酮。
上述方案中，所述剥离去除不需要的金属以及所有光刻胶，形成T型HBT发射极/HEMT栅的步骤进一步包括：用剥离液喷射基片，使不需要的金属和光刻胶去掉后，用溶剂和去离子水冲洗基片，然后氮气吹干。
(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T型HBT发射极/HEMT栅过程中，通过两次光刻定义金属形貌。
2、本发明制作T型HBT发射极/HEMT栅过程中，不需要采用成本较高的电子束曝光或X射线曝光，普通的接触式曝光就可以形成所需要的金属形貌。。
3、本发明制作T型HBT发射极/HEMT栅过程中，工艺操作简单，可控性好
4、本发明制作T型HBT发射极/HEMT栅的金属厚度可以很大，进一步减小寄生。
附图说明
图1为本发明提供的制作T型HBT发射极/HEMT栅的方法流程图；
图2依照本发明实施例制作T型HBT发射极/HEMT栅的工艺流程图。
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为本发明提供的制作T型HBT发射极/HEMT栅的方法流程图，该方法包括以下步骤：
步骤101：在基片上涂一次光刻胶，并光刻、曝光、显影、定义T型HBT发射极/HEMT栅的下半部分；
步骤102：烘烤所述基片，使牺牲胶的边角圆滑并固化；
步骤103：涂二次光刻胶，并光刻、曝光、显影，制作T型HBT发射极/HEMT栅的上部分；
步骤104：蒸发、溅射或电镀一层金属，金属层的厚度大于一次光刻胶厚度；
步骤105：剥离去除不需要的金属以及所有光刻胶，形成T型HBT发射极/HEMT栅。
上述步骤101中所用的一次光刻胶为光敏的正胶、负胶、反转胶、PI胶或BCB，具体可以为9918，也可以为9912，AZ5214，其厚度可以根据需要选择。曝光过程采用光学曝光。
上述步骤102中所述烘烤采用烘箱或热板，温度在30摄氏度到380摄氏度之间。如果采用烘箱，则将基片放入80～200摄氏度烘箱烘烤3～120分钟。如果采用热板，则在60～200摄氏度热板烘烤3～120分钟。
上述步骤103中所用的二次光刻胶为正胶、负胶、反转胶、PI胶或BCB，具体可以为9918，也可以为9912，AZ5214，其厚度可以根据需要选择。在基片上涂敷一层一定厚度的光刻胶，厚度一般为0.2至5μm，然后在温度80至115℃下烘烤10至210秒。
二次光刻胶形成的图形与一次光刻胶形成的图形相同，但二次光刻胶形成图形中的线条比一次光刻胶形成图形中的线条宽。二次光刻胶形成图形中的线条通过调整曝光过程的曝光时间、显影时间参数形成，或通过使用更宽线条的掩膜版实现。
所述曝光包括：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。
上述步骤104中所述蒸发、溅射或电镀一层金属包括，将二次光刻胶光刻显影后的基片放入蒸发/溅射炉中，抽真空，蒸发、溅射的金属厚度大于一次光刻胶厚度。
上述步骤105中所述剥离采用的试剂为能够将二次光刻胶去除的试剂；所述剥离进一步采用加热、冷却、超声、兆声方法帮助剥离金属和去除胶层。所述剥离过程是将蒸发/溅射金属后的基片置于剥离液中浸泡一定的时间，剥离液为丙酮或N-甲基-2-吡咯烷酮等。
上述步骤105进一步包括：用剥离液喷射基片，使不需要的金属和光刻胶去掉后，用溶剂和去离子水冲洗基片，然后氮气吹干。
基于图1所述的本发明制作T型HBT发射极/HEMT栅的总体技术方案的实现流程图，以下结合具体的实施例对本发明进一步详细说明。
实施例
在本实施例中，使用9918作为一次光刻胶、AZ5214光刻胶作为二次光刻胶。下面结合具体的工艺示意图2进一步说明本发明的详细工艺方法和步骤，图2依照本发明实施例制作T型HBT发射极/HEMT栅的工艺流程图。
如图2中示意图A所示，示意图A为在基片上涂敷一定厚度的光刻胶9918，厚度可为0.90μm，然后在温度80至100℃下烘烤70至110秒，如90℃条件下烘烤90秒。
如图2中示意图B所示，将涂敷有光刻胶9918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。将曝光后的基片置于显影液中显影。将显影后的基片进行烘烤，使牺牲胶层边缘变缓；同时固化牺牲胶层，防止该胶层被二次光刻胶溶解、腐蚀或显影液溶解、腐蚀。
如图2中示意图C所示在基片上涂敷一定厚度的反转光刻胶AZ5214，例如厚度为2.0μm的AZ5214，然后在温度80至100℃下烘烤70至110秒，如90℃条件下烘烤90秒。将涂敷有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。加热曝光后的基片一定的时间使光刻胶变性；例如在120℃热板上烘烤约90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。将泛曝光后的基片置于显影液中显影，生成所需的形貌如图D；显影时间以刚好获得所需图形为准。在此过程中，为了使线条更宽，可将前曝时间，尽量减少。将显影后的基片置于干法刻蚀机中，处理残胶；例如采用RIE刻蚀机，刻蚀时间以刚好去掉残胶为准，如60秒。
如图2中示意图E所示，采用蒸发/溅射设备在处理残胶后的基片表面蒸发/溅射一层金属材料。
如图2中示意图F所示，将蒸发/溅射一层金属材料后的基片浸泡在有机溶剂中若干时间，将剥离液加热至80-250摄氏度，使光刻胶脱落基片，形成T型HBT发射极/HEMT栅。例如将基片置于N-甲基-2-吡咯烷酮中，加热100摄氏度，至少浸泡60分钟，然后依次用丙酮、乙醇和去离子水冲洗，完成剥离，形成T型HBT发射极/HEMT栅。
在本发明所举的实施例中，使用9918为一次光刻胶，AZ5214为二次胶。在实际应用中，也可以采用AZ5206、9912、4406或者反转胶、负胶、PI胶、BCB等作为牺牲胶层或二次胶。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。
Claims (10)
1、一种制作T型HBT发射极/HEMT栅的方法，其特征在于，该方法包括：
在基片上涂一次光刻胶，并光刻、曝光、显影、定义T型HBT发射极/HEMT栅的下半部分；
烘烤所述基片，使牺牲胶的边角圆滑并固化；
涂二次光刻胶，并光刻、曝光、显影，制作T型HBT发射极/HEMT栅的上部分；
蒸发、溅射或电镀一层金属，金属层的厚度大于一次光刻胶厚度；
剥离去除不需要的金属以及所有光刻胶，形成T型HBT发射极/HEMT栅。
2、根据权利要求1所述的制作T型HBT发射极/HEMT栅的方法，其特征在于，所述在基片上涂一次光刻胶，并光刻、曝光、显影、定义T型HBT发射极/HEMT栅的下半部分的步骤中，所用的一次光刻胶为光敏的正胶、负胶、反转胶、PI胶或BCB，曝光过程采用光学曝光。
3、根据权利要求1所述的制作T型HBT发射极/HEMT栅的方法，其特征在于，所述烘烤所述基片的步骤中，烘烤采用烘箱或热板，温度在30摄氏度到380摄氏度之间。
4、根据权利要求3所述的制作T型HBT发射极/HEMT栅的方法，其特征在于，
所述烘烤采用烘箱，将基片放入80～200摄氏度烘箱烘烤3～120分钟；
所述烘烤采用热板，在60～200摄氏度热板烘烤3～120分钟。
5、根据权利要求1所述的制作T型HBT发射极/HEMT栅的方法，其特征在于，所述涂二次光刻胶，并光刻、曝光、显影，制作T型HBT发射极/HEMT栅的上部分的步骤中，所用的二次光刻胶为正胶、负胶、反转胶、PI胶或BCB；二次光刻胶形成的图形与一次光刻胶形成的图形相同，但二次光刻胶形成图形中的线条比一次光刻胶形成图形中的线条宽；二次光刻胶形成图形中的线条通过调整曝光过程的曝光时间、显影时间参数形成，或通过使用更宽线条的掩膜版实现。
6、根据权利要求5所述的制作T型HBT发射极/HEMT栅的方法，其特征在于，所述曝光包括：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。
7、根据权利要求1所述的制作T型HBT发射极/HEMT栅的方法，其特征在于，所述蒸发、溅射或电镀一层金属的步骤包括，将二次光刻胶光刻显影后的基片放入蒸发/溅射炉中，抽真空，蒸发、溅射的金属厚度大于一次光刻胶厚度。
8、根据权利要求1所述的制作T型HBT发射极/HEMT栅的方法，其特征在于，所述剥离去除不需要的金属以及所有光刻胶，形成T型HBT发射极/HEMT栅的步骤中，剥离采用的试剂为能够将二次光刻胶去除的试剂；所述剥离进一步采用加热、冷却、超声、兆声方法帮助剥离金属和去除胶层。
9、根据权利要求8所述的制作T型HBT发射极/HEMT栅的方法，其特征在于，所述剥离去除不需要的金属以及所有光刻胶，形成T型HBT发射极/HEMT栅的步骤中，剥离过程是将蒸发/溅射金属后的基片置于剥离液中浸泡一定的时间，剥离液为丙酮或N-甲基-2-吡咯烷酮。
10、根据权利要求1所述的制作T型HBT发射极/HEMT栅的方法，其特征在于，所述剥离去除不需要的金属以及所有光刻胶，形成T型HBT发射极/HEMT栅的步骤进一步包括：
用剥离液喷射基片，使不需要的金属和光刻胶去掉后，用溶剂和去离子水冲洗基片，然后氮气吹干。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Open date: 20081224 |