异质接面双极性电晶体制程改善方法

摘要

本发明系提供一种「异质接面双极性电晶体制程改善方法」，其主要系以金属有机化学气相沉积法(MOCV D)所制成之砷化镓(GaAs)基材晶片为实施对象，针对目前业界于该类晶片上所广泛使用的湿式蚀刻制程加以突破，配合砷化镓磊晶层生长结构、再置入混合磷酸、盐酸、柠檬酸等不同成份之蚀刻剂，经由逐次逐层方式进行剥蚀，可使制成的每一颗异质接面双极性电晶体HBT(Heterojunction Bipolar T ransistor)其形成边缘更为工整垂直，又能精准控制蚀刻后之元件大小，其产品精密度远胜过一般湿式蚀刻制品，进能直逼乾式蚀刻所能达到之成效；并且，其操作过程中更不会像传统湿式蚀刻，常发生过度蚀刻的状况；又本发明所需要之设备、耗材与维护成本，更是低于任一种乾式蚀刻设备机具价格，其技术价值由此可见一班。

主权项

1.一种异质接面双极性电晶体制程改善方法,其系于两个沉积层之间添加了一层磷化铟镓材质、及其下方一层砷化镓材质的沉积层,并藉由第三层一砷化镓材质的介面点对其下方沉积层一磷化铟镓材质的蚀刻反应抑止效果,而得以控制经蚀刻后之元件大小者。2.依申请专利范围第1项所述之一种异质接面双极性电晶体制程改善方法,其中该程序包含第一、第二、第三及第四处理阶段,并分别搭配第一类、第二类、第三类及第四类蚀刻剂,对一晶片实施逐次逐层之湿式蚀刻程序,俾该晶片于完成所有阶段之蚀刻程序后,使所得到之元件大小得以由光罩控制,且边缘均呈垂直壁面状态;其中第一处理阶段:系将一完成光阻罩幕之晶片置入第一类蚀刻剂进行蚀刻,以去除该晶片表面之砷化镓材质,俟该第一处理阶段完成后,需清洗该晶片表面,以去除残留之第一类蚀刻剂,俾利进行第二处理阶段;第二处理阶段:系将完成第一处理阶段之晶片置入第二类蚀刻剂进行蚀刻,以去除该晶片表面之磷化铟镓材质,俟该第二处理阶段完成后,需清洗该晶片表面,以去除残留之第二类蚀刻剂,并于该第三处理阶段前,即先于该第一层砷化镓、第二层磷化铟镓及第三层砷化镓之部分表面覆盖一层光阻以作为整体一、二层及三、四层蚀刻之分野,俾利进行第三处理阶段;第三处理阶段:系将完成第二处理阶段之晶片置入第三类蚀刻剂进行蚀刻,以去除该晶片表面之砷化镓材质,俟该第三处理阶段完成后,需清洗该晶片表面,以去除残留之第三类蚀刻剂;第四处理阶段:系将完成第三处理阶段之晶片置入第四类蚀刻剂进行蚀刻,以去除该晶片表面之磷化铟镓材质,俟该第四处理阶段完成后,需清洗该晶片表面,以去除残留之第四类蚀刻剂,即完成N型掺杂层之蚀刻程序。3.依申请专利范围第2项所述之一种异质接面双极性电晶体制程改善方法,其中第一类蚀刻剂:系指一混合蚀刻药剂,可以较缓慢之速率,对一晶片表面之砷化镓材质进行蚀刻,该第一类蚀刻剂含有:柠檬酸(Citric Acid)占总量的2%至5%,俾对砷化镓的氧化物质进行酸蚀;氨水(NH4OH)占总量的3%至10%,中和强酸性减缓反应率达成缓冲;双氧水(H2O2)占总量的5%至10%,用以使砷化镓材质氧化,以利柠檬酸侵蚀该氧化物;去离子水(DI Water)占总量的75%至90%,调合稀释前述三种药剂,使之成为均匀的水溶液。4.依申请专利范围第2项所述之一种异质接面双极性电晶体制程改善方法,其中第二类蚀刻剂:系指一混合蚀刻药剂,可对一晶片表面之磷化铟镓材质进行蚀刻,该第二类蚀刻剂含有:盐酸(HCL)占总量的30%至60%,俾直接对磷化铟镓进行酸蚀;去离子水(DI Water)占总量的70%至40%,调合稀释盐酸,使之成为均匀的水溶液;或盐酸(HCL)占总量的30%至60%;磷酸(H3PO4)占总量的70%至40%,俾直接对磷化铟镓进行酸蚀。5.依申请专利范围第2项所述之一种异质接面双极性电晶体制程改善方法,其中第三类蚀刻剂:系指一混合蚀刻药剂,可以较快之速率,对一晶片表面之砷化镓材质进行蚀刻,该第三类蚀刻剂含有:磷酸(H3PO4)占总量的2%至10%,俾对砷化镓的氧化物质进行酸蚀;双氧水(H2O2)占总量的2%至10%,将砷化镓材质氧化,以利磷酸快速侵蚀该氧化物;去离子水(DI Water)占总量的80%至96%,调合稀释前二种药剂,使之成为均匀的水溶液。6.依申请专利范围第2项所述之一种异质接面双极性电晶体制程改善方法,其中第四类蚀刻剂:系指一混合蚀刻药剂,可对一晶片表面之磷化铟镓材质进行蚀刻,该第四类蚀刻剂含有:盐酸(HCL)占总量的30%至60%,俾直接对磷化铟镓进行酸蚀;去离子水(DI Water)占总量的70%至40%,调合稀释盐酸,使之成为均匀的水溶液;或盐酸(HCL)占总量的30%至60%;磷酸(H3PO4)占总量的70%至40%,俾直接对磷化铟镓进行酸蚀。图式简单说明:第一图系NPN晶片示意图。第二图系一般N型掺杂层内每一沉积层示意图。第二之一图系习用制程示意图。第二之二图系习用另一制程示意图。第二之三图系习用又一制程示意图。第三图系N型掺杂层内每一沉积层示意图。第四图系本发明第一处理阶段示意图。第五图系本发明第二处理阶段示意图。第六图系本发明第三处理阶段示意图。第七图系本发明第四处理阶段示意图。