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  • InGaP/GaAs HBT MMIC工艺流程

    2008-04-26

    Tag：技术人生

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    http://richard.blogbus.com/logs/19791012.html

    我们开发的4英寸InGaP/GaAs HBT MMIC工艺流程。每一个步骤都有大量的实验和数据支持，已经非常成熟。
    A. 制作对准标记。溅射金属Ti/W。在溅射金属之前，要用酸性腐蚀液对4 英寸外延片表面进行处理，否则标记金属容易起皱脱落。另外，在后面的工艺步骤中要注意对标记进行保护。

    B.  蒸发发射极金属Ti/Pt/Au，Ti，Pt 和Au 分别为黏附层、阻挡层、导电层。InGaAs 和金属之间的接触势垒非常低，只要金属能和半导体良好浸润，紧密接触，就能形成欧姆接触，属于非合金欧姆接触。同时此金属将作为发射极腐蚀的掩膜。

    C. 发射极台面腐蚀。这一步很关键，发射极一般很细，腐蚀时间太长，侧向腐蚀过多，容易使发射极脱落。这一步也很复杂，包含InGaAs、GaAs 和InGaP三层腐蚀。首先用柠檬酸加H2O2 腐蚀InGaAs。然后NH4OH 加H2O2 腐蚀GaAs层，并去除残留在发射极周围的Ga2O3，然后用HCL 和H3PO4 腐蚀InGaP 层。

    D. 自对准基极金属。基极金属自对准技术有效地缩短了基极金属与发射极之间地距离，明显减小了基极电阻，是提高器件高频性能的重要手段，而且可以减小器件的面积。基本工艺是首先光刻基极图形，然后电子束蒸发Ti/Pt/Au。由于P 型基区是高掺杂的，与Ti/Pt/Au 接触一般认为会产生隧道电流，所以不用合金也可以产生很好的欧姆接触。

    E. 集电极台面腐蚀。采用柠檬酸和H2O2 腐蚀液，腐蚀基极和低掺杂集电极的GaAs 层。在纵向腐蚀的同时伴随有横向的侧向腐蚀（laterally etchedundercut, LEU）效应。这种效应正好用来减小集电极和基极之间的非本征电容。非本征电容的减小可以明显改善器件的高频性能。这步工艺的关键在于控制好腐蚀截止点。虽然腐蚀时间越长，非本征电容越小，但如果腐蚀到半绝缘衬底，集电极就无法引出，外延片就被彻底破坏了。而如果腐蚀不到高掺杂的集电极，则集电极引出时会加大集电极的串联电阻。

    F. 隔离腐蚀。腐蚀掉高掺杂的集电区使各个器件之间相互隔离。腐蚀不足会使器件相互之间有漏电，而腐蚀太过会加大半绝缘衬底到发射极的高度，不利于以后的布线。

    G.  蒸发集电极金属。光刻出集电极图形后，蒸发AuGeNi/Ag/Au。由于集电极的掺杂浓度不是很高，不能形成良好的欧姆接触。所以集电极金属需要退火。一般是在360～370℃的退火炉中，在N2 的氛围下，退火60 秒。退火后，AuGeNi/Ag/Au 与集电区可以形成良好的欧姆接触。最后，淀积介质保护层后，HBT 器件部分的工艺基本完成。

    H. 制作NiCr 电阻。利用溅射NiCr 并剥离的工艺形成高精度的电阻。

    I. 介质刻孔。将前面淀积的介质层刻孔，为后面的金属布线做准备。对于不同介质，刻孔的方法有些不同。我们一般用RIE 干法刻蚀Si3N4，用HF 腐蚀液湿法腐蚀SiO2。

    J. 第一次金属布线。图形光刻后，电子束蒸发Ti/Au。为了减小引线电阻，蒸发的金要厚一些。这次布线的主要作用是将HBT 的各极引出，同时制作电容的下电极和电感的下层引出线。

    K. PECVD 淀积200nm 的Si3N4，作为电容介质。

    L. RIE 干法刻蚀Si3N4，并光刻空气桥图形。作用与HEMT MMIC 中的空气桥相同。

    M. 第二次金属布线。与第一次金属布线相同，可将Au 加厚些。主要是制作最上层的互联线，电容的上电极和电感的上层引线。至此InGaP HBT MMIC工艺基本完成。后面是划片、封装等后道工序。

    Richard：

    前面的项目终于完成。现在开始和工艺和IC设计打交道了，接下来的安排：流片、建模、设计、流片、测试。眼下的两个电路，PA和DAC，足够忙活一年半载的了，愿一切顺利。

    ***

    最近研读了HBT组前面毕业的师兄师姐的论文，刘洪刚、袁志鹏、郑丽萍、申华军、陈延湖，他们做的工作非常充足和系统化，奠定了我们今天稳定的GaAs HBT工艺基础。想起来上次和一个家伙的谈话，这家伙很嚣张，他说不相信我们的HBT工艺稳定，原因是他一个师姐做了四年都没有做好。自己做不好，就不相信别人可以做好，这是什么逻辑？！况且，他们没有超净间，没有工艺线，没有大量积累，怎么能够做好？老板是做HBT工艺出身，可以说在这方面很牛。现在加上金老师InP HBT的出色工作，我们HBT组更上层楼了。羡慕金老师的EDL和APL。

    ***

    婷今天回来。终于可以摆脱孤单了。

    ***

    曾轩说：发现外企面试的时候，总是一些刚进去的中国人在故意刁难。


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    发表于10:32 | 编辑 | 继续话题 | 转发 | 推荐

    评论

  • 看了，很有用的 有篇发表在半导体学报上
    seafire回复changgreat说：
    恩，应该是不止一篇，前前后后有好几界学生做了很多贡献。
    2008-06-15 14:40:48
    changgreat | 发表于2008-06-15 12:18:54 [回复]
  • 儿童节快乐呵呵......
    seafire回复SICK说：
    3x，同乐！
    2008-06-01 08:42:01
    SICK | 发表于2008-06-01 04:41:50 [回复]
  • 如果想电子束蒸发镀金,是直接放在石墨坩埚中吗?
    刘万峰 | 发表于2008-05-15 20:51:34 [回复]
  • 请问你的邮箱?
    请教一些技术问题
    刘万峰 | 发表于2008-05-15 20:48:57 [回复]
  • 原来老兄是院士的学生，致敬
    seafire回复ff说：
    呵呵，惭愧。
    2008-05-05 17:41:16
    ff | 发表于2008-05-05 17:23:39 [回复]
  • 老兄在哪里高就，你认识我们的老大吗？
    零点 | 发表于2008-05-05 16:51:18 [回复]
  • 你好！看到你的博客很好，我也是做GaAs MMIC，有机会可以向你学习学习。我们是世纪晶源科技有限公司，我的E-MAIL：zhanghe@cnepi.com
    www.cnepi.com
    seafire回复零点说：
    呵呵，欢迎光临。世纪晶源的头头们和我的一个老师是多年的朋友和同事，呵呵。欢迎交流。
    2008-05-05 13:41:39
    零点 | 发表于2008-05-05 12:50:38 [回复]
  • 路过，向你致意
    seafire回复lunwu说：
    Welcome!
    2008-04-29 16:36:29
    lunwu | 发表于2008-04-29 15:57:12 [回复]
  • 哇，先生大驾光临，受宠若惊。谨记先生教诲！
    Richard | 发表于2008-04-27 20:28:50 [回复]
  • 跑到优秀乘客的家来，看了这么专业的东西，晕了。
    学理工的跑到外企，一般开始都容易不适应。除了故意的有人刁难外，文化差异太大了。我们认为是优点的，什么“谦虚谨慎、先做后说、留有余地、保持低调”都是负面的，他们喜欢big mouth。面试时要记住这一点。
    seafire回复文哥说：
    哇，先生大驾光临，受宠若惊。谨记先生教诲！
    2008-04-27 20:29:09
    文哥 | 发表于2008-04-27 17:41:21 [回复]

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