一种制作砷化镓基HEMT器件背孔的方法技术

本发明专利技术公开了一种制作砷化镓基HEMT器件背孔的方法，1)制作完成砷化镓基HEMT器件有源区；2)然后采用光刻、刻蚀的方法在化合物半导体衬底片正面形成背孔，并采用电镀等方式制作背金工艺，完成器件制作；3)将砷化镓衬底与临时衬底片进行粘附；4)对化合物基半导体衬底片进行减薄、抛光、直到化合物基衬底厚度减薄到100微米；5)采用等离子体刻蚀的方式，刻蚀衬底背面，直到背孔区域露出背金；6)最后在砷化镓背面电镀背金，完成砷化镓基 HEMT器件。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种砷化镓基HEMT器件背孔的制作方法，属于半导体制造的
技术背景 随着砷化镓基半导体器件的不断进步发展，砷化镓基化合物半导体材料以其可裁剪的能带结构、高电子迀移率等物理特性在太赫兹器件
得到广泛应用，但是背孔和背金工艺依然是砷化镓基半导体器件中的基础工艺，制作质量良好，深度可控，一致性好的砷化镓基HEMT器件对于业内提高器件可靠性、降低工艺成不具有非常大的作用。传统的砷化镓基HEMT器件的背孔都是在背面减薄后，进行背面光刻进行。但是由于采用背面光刻，这就增加了光刻成本，通过正面通孔技术可以大大的降低光刻成本，为此，砷化镓基HEMT器件的正面通孔一直以来都是一个重大技术难题。
技术实现思路
(一)要解决的技术问题 本专利技术所要解决的技术问题是背面光刻、刻蚀制作背孔的光刻成本高、减薄深度控制难度大的重要技术问题，在直接减薄过程中，由于要实现非常薄的衬底，和背孔刻蚀，这就需要专门的背面光刻机进行光刻对准，在刻蚀背孔的过程中，刻蚀必须截止在正面的金属上，背面通孔刻蚀监控比较困难。特别是专门的双面光刻机增加了固定资产投入、成本高。所以从正面实现砷化镓器件通孔成为一种经济实用的技术。(二)技术方案 为了解决以上背面制作砷化镓背孔带来的刻蚀监控难度大、成本高的技术问题，结合附图1进行说明，本专利技术提供了一种正面制作砷化镓基HEMT背孔的方法:其包括如下步骤: (1)在砷化镓基外延材料层上制作完成HEMT器件有源区，包括源漏、栅和台面隔离等步骤； (2)然后采用光刻、刻蚀的方法在化合物半导体衬底片正面形成所需的背孔，刻蚀到60-100微米深，并用有机溶剂浸泡去胶； (3)采用溅射的方法溅射起镀层Ti/Au，厚度为20/50纳米，并采用化学电镀方式制作通孔金属工艺，完成砷化镓HEMT器件正面工艺； (4)在砷化镓半导体衬底片正面涂电子束光刻胶PMMA，厚度为5微米，180度热板烘烤3min； (5)在临时衬底片上涂抹高温蜡； (6)将砷化镓半导体衬底与临时衬底片进行粘附； (7)对砷化镓基半导体衬底片进行快速减薄、慢速减薄、抛光、直到化合物基衬底厚度减薄到120微米； (8)采用等离子体刻蚀的方式，刻蚀衬底背面，直到背孔区域露出背金； (9)将背面用稀盐酸清洗干净； (10)采用溅射法在背面溅射Ti/Au作为起镀金属，厚度为30/80纳米，采用化学电镀的方法在背面电镀软金30微米，完成正反两面的砷化镓HEMT器件。(11)采用有机溶剂浸泡的方式去除粘合剂高温蜡和电子束光刻胶PMMA。取下砷化镓衬底片，并进行划片工艺。所述步骤(I)中，HEMT器件已经完成器件除了背孔电镀工艺的所有工艺。所述步骤(2)中，刻蚀掩膜为光刻胶4620，厚度为15微米，刻蚀方式为ICP刻蚀。所述步骤(2)中，去胶采用丙酮、乙醇、DI水清洗。所述步骤(4)中，在刻蚀有通孔的砷化镓半导体外延片上，先涂PMMA电子束光刻胶2微米，180烘胶2分钟;然后再涂PMMA电子束光刻胶3微米，180度热板厚胶2分钟，在其上一共涂PMMA电子束光刻胶5微米。所述步骤(5)中，对临时衬底片可以是氮化硅片、玻璃片、石英片等，在临时衬底片表面进行二氧化硅介质保护，主要用于衬底片的二次回收再利用，再完成减薄之后，将二氧化硅腐蚀掉，即可恢复良好的衬底表面。所述步骤(7)中，对化合物半导体衬底的减薄，分为三个阶段，第一阶段快速减薄，可减薄至120微米微米厚度;第二阶段为慢速减薄，可减薄至100微米微米;第三阶段为抛光减薄。所述步骤(8)中，刻蚀过程必须在台面外区域进行刻蚀监控，刻蚀速率控制在I微米每分钟以内，由于光刻胶与化合物半导体的刻蚀速率不同，到刻蚀完化合物半导体，过刻蚀30sec后完成刻蚀。(三)有益效果 从上述技术方案可以看出，本专利技术有以下有益效果: 本专利技术采用的砷化镓半导体背孔制作方法，首先在正面进行有源区工艺，然后在正面进行光刻定义通孔位置，采用ICP刻蚀的方法刻蚀所需深度的通孔，然后电镀通孔金属，再采用背面减薄、大面积刻蚀的方法刻蚀露出通孔金属区域，最后制作背金。这一工艺的优点在于首先不用采用双面光刻机就可以完成通孔工艺，其次降低了对背面减薄设备精度的依赖程度，可以为砷化镓半导体HEMT器件制作大大节约成本。【附图说明】: 图1为砷化镓基HEMT器件背孔的制作工艺流程图。【具体实施方式】本实施例提供一种化合物半导体砷化镓衬底减薄的方法，包括如下步骤: (1)在砷化镓化合物外延材料层上制作完成HEMT器件有源区； (2)采用AZ4620光刻胶作为掩膜在HEMT器件源端定义形成出通孔，在115度热板上坚膜2分钟;再采用ICP刻蚀机，刻蚀气体为氯气和三氯化硼，刻蚀深度为100微米的通孔，最后用丙酮浸泡去胶，并采用丙酮、乙醇、去离子水清洗干净； (3)采用溅射的方法溅射起镀层Ti/Au，厚度为20/50纳米，并采用化学电镀方式制作通孔金属，通孔金属的厚度为10微米，完成砷化镓基HEMT器件的正面工艺； (4)在正面制作完成HEMT器件的砷化镓外延片上，先涂PMMA电子束光刻胶2微米，180烘胶2分钟;然后再涂PMMA电子束光刻胶3微米，180度热板厚胶2分钟，在其上一共涂PMMA电子束光刻胶5微米。(5)在临时衬底片上涂抹高温蜡； (6)将砷化镓半导体衬底与临时衬底片进行粘附； (7)对砷化镓基半导体衬底片进行快速减薄、慢速减薄、抛光、直到化合物基衬底厚度减薄到120微米； (8)采用等离子体刻蚀的方式，刻蚀衬底背面，直到背孔区域露出背金； (9)将背面用稀盐酸清洗干净； (10)采用溅射法在背面溅射Ti/Au作为起镀金属，厚度为30/80纳米，采用化学电镀的方法在背面电镀软金30微米，完成GaAs HEMT器件。(11)采用有机溶剂浸泡的方式去除粘合剂高温蜡和电子束光刻胶PMMA。取下砷化镓衬底片，并进行划片工艺。以上所述的具体实施例，对本专利技术的目的、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，以上所述仅为本专利技术的具体实施例而已，并不用于限制本专利技术，凡在本专利技术的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本专利技术的保护范围之内。【主权项】1.一种制作砷化镓基HEMT器件背孔的方法，其包括如下步骤: (1)在砷化镓基外延材料层上制作完成HEMT器件有源区； (2)然后采用光刻、刻蚀的方法在化合物半导体衬底片正面形成所需封装器件的背孔，刻蚀到60-100微米深，并采用电镀等方式制作背金工艺，完成器件制作； (3)在砷化镓半导体衬底片正面涂光刻胶； (4)在临时衬底片上涂抹尚温錯； (5)将砷化镓半导体衬底与临时衬底片进行粘附； (6)对砷化镓基半导体衬底片进行快速减薄、慢速减薄、抛光、直到化合物基衬底厚度减薄到100微米； (7)采用等离子体刻蚀的方式，刻蚀衬底背面，直到背孔区域露出背金； (8)将背面用稀盐酸清洗干净； (9)最后采用溅射法在背面溅射TiAu作为起镀金属，采用化学电镀的方法在背面电镀软金30微米，完成既有背孔背金，又有有源区热沉的GaAs HEMT器件。2.根据权利要求1所述的一种制作砷化镓基HEMT器件背孔的方法，其特本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制作砷化镓基 HEMT器件背孔的方法，其包括如下步骤：(1)在砷化镓基外延材料层上制作完成HEMT器件有源区；(2)然后采用光刻、刻蚀的方法在化合物半导体衬底片正面形成所需封装器件的背孔，刻蚀到60‑100微米深，并采用电镀等方式制作背金工艺，完成器件制作；(3)在砷化镓半导体衬底片正面涂光刻胶；(4)在临时衬底片上涂抹高温蜡；(5)将砷化镓半导体衬底与临时衬底片进行粘附；(6)对砷化镓基半导体衬底片进行快速减薄、慢速减薄、抛光、直到化合物基衬底厚度减薄到100微米；(7)采用等离子体刻蚀的方式，刻蚀衬底背面，直到背孔区域露出背金；(8)将背面用稀盐酸清洗干净；(9)最后采用溅射法在背面溅射TiAu作为起镀金属，采用化学电镀的方法在背面电镀软金30微米，完成既有背孔背金，又有有源区热沉的GaAs HEMT器件。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘丽蓉，马莉，夏校军，
申请(专利权)人：东莞市青麦田数码科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44