[發明專利]采用干法刻蝕技術實現RTD與HEMT單片集成的方法

無效

• 申請號: 200610076521.0
• 申請日: 2006-04-28
• 公開（公告）號: CN101064275A
• 公開（公告）日: 2007-10-31
• 發明（設計）人: 馬龍;楊富華;王良臣;黃應龍
• 申請（專利權）人: 中國科學院半導體研究所
• 主分類號: H01L21/82
• 分類號: H01L21/82;H01L21/822;H01L21/84
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司
• 代理人: 湯保平

1、一種采用干法刻蝕技術實現RTD與HEMT單片集成的方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟1：在襯底上采用分子束外延或金屬有機化學氣相電極的方法依次生長HEMT材料結構和RTD材料結構；

步驟2：光刻出RTD發射區的圖形，采用蒸發或濺射的方法制備AuGeNi金屬層，去膠剝離，形成RTD金屬發射極；

步驟3：采用非選擇ICP干法刻蝕技術，以RTD金屬發射極作為掩蔽，刻蝕RTD材料結構中的重摻雜的InGaAs收集區接觸層；

步驟4：采用高選擇性的濕法腐蝕液去除殘余的InGaAs層，露出中間的選擇性腐蝕停止層；

步驟5：去除選擇性腐蝕停止層；

步驟6：光刻，形成有源區，采用ICP干法刻蝕技術刻蝕有源區外部分至半絕緣InP襯底，去膠；

步驟7：光刻出HEMT的源、漏電極，蒸發或濺射AuGeNi金屬制備HEMT源電極、漏電極；

步驟8：在保護氣體氣氛下實行快速高溫退火；

步驟9：光刻出HEMT柵槽圖形，采用選擇性ICP干法刻蝕技術刻蝕掉部分重摻雜帽層，刻蝕停止于InAlAs勢壘上，去膠；

步驟10：在器件表面淀積生長一層鈍化介質層；

步驟11：光刻出HEMT的柵電極圖形，挖去部分的鈍化介質層，采用蒸發或濺射的方法生成TiPtAu金屬作為HEMT器件的柵電極；

步驟12：光刻出引線孔，挖去金屬電極上面的鈍化介質層，去膠；

步驟13：光刻出引線互連區域，再蒸發或濺射厚TiAlTiAu金屬電極，去膠剝離。

2、根據權利要求1所述的采用干法刻蝕技術實現RTD與HEMT單片集成的方法，其特征在于，其中襯底為半絕緣InPIII-V族襯底。

3、根據權利要求1所述的采用干法刻蝕技術實現RTD與HEMT單片集成的方法，其特征在于，其中HEMT材料結構包括依次生長的InAlAs緩沖層、InGaAs溝道、InAlAs隔離層、delta摻雜層、InAlAs勢壘、重摻雜InGaAs帽層以及InP選擇性腐蝕停止層。

4、根據權利要求1所述的采用干法刻蝕技術實現RTD與HEMT單片集成的方法，其特征在于，其中RTD材料結構包括依次生長的重摻雜的InGaAs收集區接觸層、InGaAs收集區隔離層、AlAs勢壘、InGaAs/InAs/InGaAs阱、AlAs勢壘、InGaAs發射區隔離層以及重摻雜的InGaAs發射區接觸層。

5、根據權利要求1所述的采用干法刻蝕技術實現RTD與HEMT單片集成的方法，其特征在于，其中光刻步驟采用常規的光學方法或采用電子束投影光刻或浸入式光刻技術的方法實現。

6、根據權利要求1所述的采用干法刻蝕技術實現RTD與HEMT單片集成的方法，其特征在于，其中最后的引線互連，采用常規的介質層上金屬互連或采用空氣橋技術進行互連。

7、根據權利要求1所述的采用干法刻蝕技術實現RTD與HEMT單片集成的方法，其特征在于，其中襯底既可以是InP，也可以是GaAs，GaN化合物半導體。

8、根據權利要求1或3或4所述的采用干法刻蝕技術實現RTD與HEMT單片集成的方法，其特征在于，其中HEMT材料結構和RTD材料結構的生長，使用MBE的方法或使用MOCVD方法，或是二者結合的方法生長。

9、根據權利要求1所述的采用干法刻蝕技術實現RTD與HEMT單片集成的方法，其特征在于，其中高選擇性的濕法腐蝕液是無機酸溶液或有機酸溶液。

10、根據權利要求1所述的采用干法刻蝕技術實現RTD與HEMT單片集成的方法，其特征在于，其中所述的退火時間為10秒到30分鐘，退火溫度為200-500攝氏度。

11、根據權利要求1所述的采用干法刻蝕技術實現RTD與HEMT單片集成的方法，其特征在于，其中鈍化介質層是氧化硅或氮化硅或者氮氧化硅絕緣介質層。