[發(fā)明專利]波導光探測器和異質(zhì)結(jié)雙極性晶體管的單片集成方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200810055510.3
• 申請日: 2008-07-31
• 公開（公告）號: CN101330058A
• 公開（公告）日: 2008-12-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 蔡道民;李獻杰;趙永林;齊麗芳;曾慶明;尹順正
• 申請（專利權(quán)）人: 中國電子科技集團公司第十三研究所
• 主分類號: H01L21/84
• 分類號: H01L21/84
• 代理公司: 石家莊國為知識產(chǎn)權(quán)事務所
• 代理人: 李榮文

1.一種波導光探測器和異質(zhì)結(jié)雙極性晶體管的單片集成方法，其特征在于：該方法通過在HBT外延材料結(jié)構(gòu)上，利用Zn擴散工藝將HBT發(fā)射極區(qū)N型材料轉(zhuǎn)變?yōu)镻型材料，使其成為波導光探測器的上包層，同時實現(xiàn)PN結(jié)功能，而集電極部的材料同時可以作為波導光探測器的吸收層，次集電極部的材料則構(gòu)成波導光探測器的下包層，實現(xiàn)在同一外延材料上實現(xiàn)波導光探測器和HBT的單片集成，該方法包括以下步驟：

1)在半絕緣襯底上用MOCVD系統(tǒng)或MBE系統(tǒng)生長HBT和WGPD共用外延材料，依次生長緩沖層、N型歐姆接觸層、N型次集電極層、非故意摻雜集電極層、P型基極層、N型發(fā)射極層，其中N型次集電極和非故意摻雜集電極層構(gòu)成集電極層，

2)在步驟1)中形成的外延材料結(jié)構(gòu)上，通過光刻工藝露出WGPD需要進行Zn擴散的區(qū)域，用S?iN作掩蔽進行Zn擴散，擴散直到P型基極層界面，

3)利用半導體微細加工工藝中的光刻工藝和金屬化工藝，蒸發(fā)多層金屬合金，同步完成HBT的發(fā)射極金屬接觸層和WGPD的P型歐姆接觸電極層，

4)采用光刻膠保護WGPD?Zn擴散區(qū)域，余下的區(qū)域采用濕法腐蝕腐蝕掉N型發(fā)射極層材料，直到露出P型基極層表面，接著進行光刻和金屬化工藝，蒸發(fā)多層金屬合金，完成HBT的基極金屬接觸層，

5)利用光刻膠保護已完成的HBT的發(fā)射極-基極區(qū)域和WGPD?Zn擴散區(qū)域，接著腐蝕掉集電極層，直到露出N型歐姆接觸層表面，

6)進行WGPD的脊型波導制作，利用光刻膠作掩蔽，采用ICP設(shè)備干法刻蝕和濕法腐蝕外延材料，直到露出N型歐姆接觸層表面，

7)利用光刻工藝、金屬化工藝、剝離工藝，在經(jīng)過步驟5)、6)后的N型歐姆接觸層表面蒸發(fā)多層金屬合金，同步完成HBT的集電極金屬層和WGPD的N型歐姆接觸層，

8)進行器件隔離和介質(zhì)鈍化以及開孔互連，最終完成器件的制作。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的波導光探測器和異質(zhì)結(jié)雙極性晶體管的單片集成方法，其特征在于所述半絕緣襯底為InP或GaAs材料。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的波導光探測器和異質(zhì)結(jié)雙極性晶體管的單片集成方法，其特征在于步驟1)所述N型次集電極層作為WGPD的下包層，非故意摻雜集電極層作為WGPD的吸收層，N型發(fā)射極層包括兩層同種或不同種材料不同濃度的發(fā)射極層和發(fā)射極帽層，其兩層同種或不同種材料不同濃度的發(fā)射極層作為WGPD的上包層。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的波導光探測器和異質(zhì)結(jié)雙極性晶體管的單片集成方法，其特征在于步驟2)所述需要進行Zn擴散的區(qū)域為共用外延材料的發(fā)射極層的一部分，該區(qū)域通過Zn擴散工藝使發(fā)射極層N型材料轉(zhuǎn)變?yōu)閃GPD的上包層的P型材料，形成PN結(jié)。