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论文针对InP HBT的制造技术及相关理论进行研究,通过对工艺的改进和部分理论的研究,不断提高InP HBT高频性能,工艺的可重复性和可靠性也得到提高;开发转移衬底技术及相关工艺,减小InP HBT的集电极电容。通过自对准技术、微空气技术和以光刻胶为桥面支撑的空气桥技术的研发,InP HBT的截止频率连续提升。开发用普通发射极金属作掩膜的自对准技术,成功减小基极电阻,器件性能明显提升。0.8um发射极的InP HBT的截止频率fT和最大振荡频率fmax分别达到162GHz和81GHz,1.8um InP HBT的fΥ和fmax分别达到159GHz和69GHz。开发新颖的微空气桥技术,很大程度的减小了集电极电容,器件的最大振荡频率得到明显提高。制作的0.8um的基极和发射极均采用微空气桥的InP HBT的fΥ和fmax分别为148GHz和113GHz,1.8um的InP HBT的fΥ和fmax分别为158GHz和155GHz。采用高分辨率的光刻胶作为桥面支撑的空气桥代替发射极空气桥后,InP HBT的高频性能进一步提高。1.8um的发射极空气桥引出、基极微空气桥引出的InP HBT的fΥ和fmax分别为178GHz和102GHZ。
开展转移衬底理论及相关技术的探索,开发出简洁的以BCB(聚苯丙环丁烯)为介质的转移衬底技术及相关工艺,成功减小集电极电容。开发的BCB钝化InP HBT同时平坦InP圆片表面的工艺简单、可靠,可重复性好,平坦化因子达到90。解决用BCB进行可靠粘连的衬底键合和采用盐酸腐蚀InP衬底的衬底去除等技术难题,成功实现衬底转移,有效的减小了集电结面积,降低了寄生电容。
通过工艺改进,提高了InP HBT工艺的可靠性和可重复性。普通发射极金属作掩膜的自对准技术工艺简洁、稳定,可重复性好。光刻胶作桥面支撑的空气桥技术克服了电镀空气桥和采用PMMA制作桥面支撑的空气桥的技术不足,工艺过程简单,精度高,提高了器件的成品率。平坦化引出技术和牺牲金属引出技术解决亚微米InP HBT发射极高可靠引出的难题,提高了金属互联的接触质量,同时还为监控BCB的干法刻蚀提供了手段。高频InP HBT器件研制及转移衬底技术研究