本發(fā)明涉及半導(dǎo)體技術(shù)，特別是涉及一種晶體管歐姆接觸電極的制備方法。

背景技術(shù)：

在晶體管的制程中，電極的制備以及與相應(yīng)半導(dǎo)體層的連接是一個(gè)重要的環(huán)節(jié)，是影響集成電路性能和穩(wěn)定性的關(guān)鍵因素。舉例來(lái)說(shuō)，異質(zhì)結(jié)雙極晶體管(HBT)通常包括依次層疊的集電極層、基極層以及發(fā)射極層，現(xiàn)有技術(shù)在制作基極電極時(shí)，需要采用蝕刻工藝將發(fā)射極層甚至部分基極層去除以開(kāi)窗將基極層裸露出來(lái)，然后再在裸露的基極層上沉積金屬并使金屬與基極層形成低電阻、穩(wěn)定接觸的歐姆接觸。

在去除部分發(fā)射極半導(dǎo)體材料時(shí)，常用的蝕刻方法包括干法蝕刻以及濕法蝕刻，干法蝕刻是通過(guò)等離子體轟擊未被光阻覆蓋的發(fā)射極層表面，濕法蝕刻是采用化學(xué)溶液通過(guò)溶解或者反應(yīng)去除未被光阻覆蓋的發(fā)射極表面，從而達(dá)到部分去除的目的。

上述無(wú)論哪種蝕刻方法，工藝過(guò)程都比較復(fù)雜并且對(duì)精確度要求十分嚴(yán)格，稍有差錯(cuò)便會(huì)產(chǎn)生一系列問(wèn)題，例如電流增益的改變、產(chǎn)品可靠性降低以及界面腐蝕等，一方面降低了產(chǎn)品的性能以及良率，另一方面制程可控性差。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供了一種晶體管歐姆接觸電極的制備方法，其克服了現(xiàn)有技術(shù)所存在的不足之處。

本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案包括以下步驟：

1）提供或形成半導(dǎo)體基底，所述半導(dǎo)體基底包括重?fù)诫s的p型GaAs層以及設(shè)于所述p型GaAs層之上的InGaP層，其中所述p型GaAs層的厚度不小于50 nm，所述InGaP層的厚度為30-50 nm；

2）于所述InGaP層上方涂覆光阻并通過(guò)曝光、顯影形成至少一顯開(kāi)區(qū)域，所述顯開(kāi)區(qū)域內(nèi)的所述InGaP層表面裸露；

3）沉積金屬，然后剝離光阻，形成對(duì)應(yīng)于所述顯開(kāi)區(qū)域內(nèi)的金屬層，所述金屬層至少包括直接與所述InGaP層接觸的第一Pt層，且所述第一Pt層的厚度為20-50 nm；

4）于385-430 ℃下合金60-180 s，所述金屬層底部擴(kuò)散通過(guò)所述InGaP層并與所述p型GaAs層形成歐姆接觸以制得所述電極。

優(yōu)選的，所述金屬層還包括第一Ti層，形成于所述第一Pt層之上，厚度為20-60 nm；第二Pt層，形成于所述第一Ti層之上，厚度為10-50 nm；Au層，形成于所述第二Pt層之上，厚度為20-500 nm；第二Ti層，形成于所述Au層之上，厚度為5-20 nm。

優(yōu)選的，所述半導(dǎo)體基底還包括設(shè)于所述InGaP層之上的保護(hù)層，所述光阻涂覆于所述保護(hù)層表面；步驟2）中，還包括蝕刻去除所述顯開(kāi)區(qū)域內(nèi)的保護(hù)層以裸露所述InGaP層表面。

優(yōu)選的，所述保護(hù)層是SiN。

優(yōu)選的，所述p型GaAs層形成異質(zhì)結(jié)雙極晶體管的基極的至少一部分，所述InGaP層形成異質(zhì)結(jié)雙極晶體管的發(fā)射極的至少一部分，所述電極形成異質(zhì)結(jié)雙極晶體管的基極電極的至少一部分。

優(yōu)選的，所述半導(dǎo)體基底還包括GaAs層，所述p型GaAs層設(shè)于所述GaAs層上；所述GaAs層形成異質(zhì)結(jié)雙極晶體管的集電極的至少一部分。

相較于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明通過(guò)高溫合金過(guò)程使金屬具有足夠的擴(kuò)散深度以擴(kuò)散通過(guò)InGaP層并與p型GaAs層實(shí)現(xiàn)歐姆接觸，減卻了蝕刻InGaP層這一步驟，使整個(gè)制程變得簡(jiǎn)單、省時(shí)，可控性大幅改善，避免了這一步驟蝕刻所可能帶來(lái)的各種問(wèn)題，提高了產(chǎn)品的良率以及生產(chǎn)效率；形成的歐姆接觸接觸電阻低、熱穩(wěn)定性高、表面質(zhì)量好，尤其適用于HBT，BIFET、BIHEMT等產(chǎn)品的生產(chǎn)流程中。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明一實(shí)施例的流程示意圖；

圖2是圖1中金屬層的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明另一實(shí)施例的流程示意圖。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。本發(fā)明的各附圖僅為示意以更容易了解本發(fā)明，其具體比例可依照設(shè)計(jì)需求進(jìn)行調(diào)整。文中所描述的圖形中相對(duì)元件的上下關(guān)系，在本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)能理解是指構(gòu)件的相對(duì)位置而言，因此皆可以翻轉(zhuǎn)而呈現(xiàn)相同的構(gòu)件，此皆應(yīng)同屬本說(shuō)明書(shū)所揭露的范圍。此外，圖中所示的元件及結(jié)構(gòu)的個(gè)數(shù)、層的厚度及層間的厚度對(duì)比，均僅為示例，并不以此進(jìn)行限制，實(shí)際可依照設(shè)計(jì)需求進(jìn)行調(diào)整。

以下實(shí)施例以HBT基極電極的制備方法為例來(lái)進(jìn)行具體說(shuō)明，首先提供或形成HBT的半導(dǎo)體基底，半導(dǎo)體基底包括由下至上依次層疊的集電極層-GaAs層1、基極層-重?fù)诫s的p型GaAs層2以及發(fā)射極層-InGaP層3，其中p型GaAs層2的厚度不小于50 nm，InGaP層的厚度為30-50 nm。InGaP/ GaAs HBT具有高功率密度以及高效率的優(yōu)異特性，廣泛應(yīng)用于功率放大器中。

在制作基極時(shí)，首先在InGaP層3表面涂覆光阻4，對(duì)光阻4進(jìn)行曝光、顯影等常規(guī)制程在預(yù)設(shè)基極電極位置形成顯開(kāi)區(qū)域a，顯開(kāi)區(qū)域a底部的InGaP裸露。然后沉積金屬并通過(guò)剝離去除光阻以及光阻之上的金屬，形成對(duì)應(yīng)于顯開(kāi)區(qū)域a內(nèi)的金屬層5。沉積的方法一般是物理氣相沉積。這種金屬沉積方法會(huì)給出較好的金屬撕金效果。 金屬層5至少包括直接與InGaP層3接觸且厚度為20-50 nm的Pt。 作為一個(gè)優(yōu)選的例子，參考圖2，金屬層5是Pt/Ti/Pt/Au/Ti的疊層結(jié)構(gòu)，由下至上分別為：第一Pt層51，厚度為20-50 nm；第一Ti層52，厚度為20-60 nm；第二Pt層53，厚度為10-50 nm；Au層54，厚度為20-500 nm；第二Ti層55，厚度為5-20 nm。

接著，進(jìn)行合金處理，在385-430 ℃下保溫60-180 s。在上述條件下，第一Pt層51擴(kuò)散通過(guò)InGaP層3并至少部分進(jìn)入p型GaAs層2，在接觸界面形成高摻雜層，從而與p型GaAs層2形成歐姆接觸，完成了基極電極的制作。以Pt作為底層金屬，其功函數(shù)較大，便于降低接觸勢(shì)壘高度，擴(kuò)散性能亦較佳。合金過(guò)程優(yōu)選在惰性氣氛的保護(hù)下進(jìn)行以避免發(fā)生金屬氧化等其他不必要的反應(yīng)。在保溫過(guò)程中，金屬和半導(dǎo)體通過(guò)發(fā)生一系列物理、化學(xué)反應(yīng)，能夠明顯降低金半接觸區(qū)的勢(shì)壘高度，電子容易通過(guò)金半接觸區(qū)，從而形成低電阻且高穩(wěn)定性的歐姆接觸。

在另一實(shí)施例中，參考圖3，與前述實(shí)施例的差別是半導(dǎo)體基底還包括設(shè)于InGaP層3之上的保護(hù)層6。光阻4涂覆于保護(hù)層6表面。在對(duì)光阻4進(jìn)行曝光、顯影等常規(guī)制程在預(yù)設(shè)基極電極位置形成顯開(kāi)區(qū)域a之后，通過(guò)蝕刻去除顯開(kāi)區(qū)域a之內(nèi)的保護(hù)層而使得InGaP層3裸露，然后再沉積金屬形成金屬層5。保護(hù)層6具體是SiN，通過(guò)磁控濺鍍、離子蒸鍍、電弧離子蒸鍍、化學(xué)氣相沉積等方法形成，可隔絕水汽以及腐蝕物質(zhì)對(duì)InGaP層3的影響，進(jìn)一步提高晶體管的穩(wěn)定性。

上述實(shí)施例僅用來(lái)進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的一種晶體管歐姆接觸電極的制備方法，但本發(fā)明并不局限于實(shí)施例，凡是依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化與修飾，均落入本發(fā)明技術(shù)方案的保護(hù)范圍內(nèi)。