[發明專利]掩埋異質結器件及其制備方法

在審

• 申請號: 202111232392.0
• 申請日: 2021-10-22
• 公開（公告）號: CN113991419A
• 公開（公告）日: 2022-01-28
• 發明（設計）人: 馬鈺;李媛媛;李偉江;梁平;胡穎;劉俊岐;王利軍;張錦川;劉舒曼;卓寧;翟慎強;劉峰奇
• 申請（專利權）人: 中國科學院半導體研究所
• 主分類號: H01S5/024
• 分類號: H01S5/024;H01S5/0235;H01S5/20;H01S5/22;H01S5/34;H01S5/343
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 樊曉

1.一種掩埋異質結器件的制備方法，包括：

在半絕緣襯底上依次生長第一摻雜層、有源層、第二摻雜層，其中，所述第一摻雜層的摻雜濃度小于所述第二摻雜層的摻雜濃度；

在所述第二摻雜層上生長第一二氧化硅層；

在所述第一二氧化硅層上制作至少一個填充窗口；

將所述填充窗口腐蝕至所述第一摻雜層的上表面，形成溝槽，在所述溝槽中填充掩埋材料；

通過光刻和濕法腐蝕，在所述第一摻雜層上形成輔助脊；

在所述第一摻雜層和所述輔助脊上生長第二二氧化硅層；

通過光刻和濕法腐蝕，在所述第二二氧化硅層上制備發光脊；

在所述發光脊和所述輔助脊上分別制作沉積金屬窗口；

在所述沉積金屬窗口內生長歐姆接觸；

在所述沉積金屬窗口內制作第一正面金屬電極；

經減薄、拋光處理之后，在所述半絕緣襯底的底部制作背面金屬電極，經解理處理之后，得到芯片本體；

在第一熱沉材料表面制作第二正面金屬電極，其中，所述第二正面金屬電極的圖形與所述第一正面金屬電極的圖形互為鏡像對稱圖形；

將所述芯片本體倒置燒結到所述第一熱沉材料上；

將帶有所述芯片本體的所述第一熱沉材料燒結到所述第二熱沉材料上，得到所述掩埋異質結器件。

2.根據權利要求1所述的方法，其中，所述半絕緣襯底、所述第一摻雜層、所述第二摻雜層的材料均包括GaAs。

3.根據權利要求1所述的方法，其中，所述有源層包括GaAs和Al_xGa_1-xAs交替生長形成的超晶格結構，其中，0.15＜x＜3。

4.根據權利要求1所述的方法，其中，所述第一摻雜層的摻雜濃度包括2～4×10¹⁸cm^-3；所述第二摻雜層的摻雜濃度包括4～6×10¹⁸cm^-3。

5.根據權利要求1所述的方法，其中，所述填充材料包括以下任意一種半絕緣材料：InP、AlN、Si₃N₄。

6.根據權利要求1所述的方法，其中，所述將所述填充窗口腐蝕至所述第一摻雜層的上表面，形成溝槽，包括：

采用混合腐蝕液將所述填充窗口在20～40℃下腐蝕至所述第一摻雜層的上表面，形成溝槽，其中，所述混合腐蝕液包括HBr、HNO₃和H₂O配置的混合溶液，HBr、HNO₃、H₂O的體積比包括1：(1～2)：(5～20)。

7.根據權利要求1所述的方法，其中，所述第一熱沉材料包括以下任意一種：AlN、金剛石、Si₃N₄、SiC；所述第二熱沉材料包括銅。

8.根據權利要求1所述的方法，其中，所述歐姆接觸的材料包括Ge/Au/Ni/Au；所述正面金屬電極的材料包括Ti/Au。

9.根據權利要求1所述的方法，其中，所述填充窗口的寬度包括10～50μm。

10.一種采用權利要求1～9任意一項所述的方法制備的掩埋異質結器件。