專利名稱：采用干法刻蝕技術(shù)實現(xiàn)rtd與hemt單片集成的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域，特別是在III-V族襯底上制備共振隧穿二極管與晶體管單片集成電路工藝方面。
背景技術(shù)：
自上世紀(jì)六十年代硅大規(guī)模集成電路實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化大生產(chǎn)以來，一直遵循摩爾定律，通過特征尺寸的縮小改善電路性能，實現(xiàn)更高的集成度，更快的速度以及更低的功耗。正由于此，上世紀(jì)末，Intel公司將集成度和性能都達(dá)到空前高水平的奔騰處理器芯片和個人計算機(jī)送到用戶手中。目前MOSFET特征尺寸已達(dá)到45nm，而后隨著特征尺寸向納米尺度靠近，量子效應(yīng)逐漸顯現(xiàn)并占據(jù)主導(dǎo)地位，一些諸如金屬互連、電流隧穿以及功耗等問題日益突出，將極大阻礙其向前發(fā)展的進(jìn)程，按比例縮小的辦法繼續(xù)將更加困難。理論分析指出20-30nm可能是CMOS器件特征尺寸的物理極限，這不僅是指量子尺寸效應(yīng)對現(xiàn)有器件特性影響所帶來的物理限制和光刻技術(shù)的限制問題，更重要的是將受材料自身性質(zhì)的限制。
為了減小器件特征尺寸，從而達(dá)到整體提升器件性能的目的，人們希望找到其它的方法來避開上述困難。在設(shè)法抑制短溝道效應(yīng)的實驗中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)特征尺寸接近物理極限時，基于量子隧道效應(yīng)的隧道效應(yīng)器件比傳統(tǒng)MOSFET好。換言之，基于隧道效應(yīng)器件的量子器件比MOSFET更適合于納米電子學(xué)的發(fā)展。
共振隧穿二極管(RTD)是一種利用納米尺度上的隧穿效應(yīng)實現(xiàn)開關(guān)特性的量子器件。作為率先實用化以及當(dāng)前發(fā)展最成熟的納米電子器件，RTD峰谷轉(zhuǎn)換頻率的理論值高達(dá)2.5THz，實際器件振蕩頻率達(dá)到712GHz，實際器件開關(guān)時間達(dá)到1.5ps。由于它的高速度與低功耗，同時其所特有的微分負(fù)阻特性可以簡化電路的復(fù)雜性，吸引著人們的關(guān)注。RTD最主要的優(yōu)點，一是它所具有的、多重穩(wěn)態(tài)特性可以用來制作出十分緊湊的電路，二是它的本征速度可進(jìn)入GHz范疇。RTD如今已經(jīng)在諸如A/D和D/A轉(zhuǎn)換器、觸發(fā)器、時鐘量化器、分頻器、移位寄存器、加法器、存儲器、可編程邏輯門等許多方面得到了應(yīng)用。
材料方面，RTD主要采用分子束外延(MBE)技術(shù)或金屬有機(jī)化合物汽相淀積(MOCVD)技術(shù)生長厚度合適的窄禁帶半導(dǎo)體薄層制得量子阱區(qū)，在其上再生長寬禁帶半導(dǎo)體層得到勢壘層。由于MOCVD和MBE技術(shù)生長的薄層厚度可控制在幾個納米以內(nèi)，量子阱和勢壘的厚度都可控制在幾個納米內(nèi)。RTD的勢壘厚度相當(dāng)于MOSFET的“溝道”長度，電子渡越這種“溝道”靠的是比漂移運(yùn)動快得多的量子隧穿運(yùn)動，因而RTD的速度性能應(yīng)比MOSFET好。而RTD事實上不存在MOSFET那樣的溝道，所以不會出現(xiàn)短溝道效應(yīng)。其所特有的微分電阻特性可用較少數(shù)量的器件完成相當(dāng)?shù)墓δ苋缬脙蓚€背靠背連接的RTD和一個晶體管構(gòu)成SRAM單元，既節(jié)省芯片面積，又降低功耗。制作RTD的材料主要是III-V族化合物半導(dǎo)體，最合適的是InAlAs/InGaAs材料系，即以量子阱為窄禁帶半導(dǎo)體InGaAs，勢壘為寬禁帶半導(dǎo)體AlAs。InP和GaAs與硅不同，它們都是直接帶隙材料，具有電子飽和漂移速度高，耐高溫，抗輻照等特點。在超高速、超高頻、低功耗、低噪音器件和電路，特別在光電子器件和光電集成方面占有獨(dú)特的優(yōu)勢。
由于RTD屬于兩端器件，不能實現(xiàn)電流的調(diào)制，因此在形成電路時需要與三端器件相結(jié)合。由于具有高的電子遷移率，GaAs和InP等化合物半導(dǎo)體材料制造的高速器件，在微波毫米波范圍內(nèi)得到廣泛應(yīng)用，高電子遷移率晶體管(HEMT)便是其中的代表。利用半導(dǎo)體平面工藝將基于量子隧穿效應(yīng)的RTD和HEMT等器件在GaAs或InP襯底上集成起來，所形成的電路不僅保持了高頻率、低噪聲和低功耗的特點，而且比實現(xiàn)相同功能的其它器件電路所需的元件數(shù)要少得多，因此大大簡化了電路結(jié)構(gòu)，減小了芯片面積，提高了集成度，在數(shù)字以及混合電路中有著重要的應(yīng)用。
目前RTD與HEMT的單片集成主要采用濕法腐蝕的方法實現(xiàn)的，但由于濕法工藝普遍存在著側(cè)向腐蝕，不能精確控制器件的尺寸，不適應(yīng)小尺寸器件電路的制作。而且由于濕法的一致性問題不能在整個片子上(尤其是4英寸以上)實現(xiàn)較均勻的腐蝕，不利于大規(guī)模器件的集成，并不適應(yīng)產(chǎn)業(yè)化批量生產(chǎn)的需要。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，提供一種采用干法刻蝕技術(shù)實現(xiàn)RTD與HEMT單片集成的方法，對器件造成的損傷低，同時方向性更好，更適用于微小尺寸的制作；使小線條工藝得以實現(xiàn)，提高了良品率，適用于未來微納米尺寸RTD與HEMT單片集成電路產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)的需要。
本發(fā)明一種采用干法刻蝕技術(shù)實現(xiàn)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(jī)化學(xué)氣相電極的方法依次生長典型的HEMT材料結(jié)構(gòu)和RTD材料結(jié)構(gòu)；步驟2光刻出RTD發(fā)射區(qū)的圖形，采用蒸發(fā)或濺射的方法制備AuGeNi金屬層，去膠剝離，形成RTD金屬發(fā)射極；步驟3采用非選擇ICP干法刻蝕技術(shù)，以RTD金屬發(fā)射極作為掩蔽，刻蝕RTD結(jié)構(gòu)到重?fù)诫s的InGaAs收集區(qū)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(qū)，采用ICP干法刻蝕技術(shù)刻蝕有源區(qū)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(fā)或濺射AuGeNi金屬制備HEMT源電極、漏電極；步驟8在保護(hù)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(shù)刻蝕掉部分重?fù)诫s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(zhì)層；步驟11光刻出HEMT的柵電極圖形，挖去部分的鈍化介質(zhì)層，采用蒸發(fā)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(zhì)層，去膠；步驟13光刻出引線互連區(qū)域，蒸發(fā)或濺射厚TiAlTiAu金屬電極，去膠剝離。
其中襯底為半絕緣InPIII-V族襯底。
其中HEMT材料結(jié)構(gòu)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?fù)诫sInGaAs帽層以及InP選擇性腐蝕停止層。
其中RTD材料結(jié)構(gòu)包括依次生長的重?fù)诫s的InGaAs收集區(qū)接觸層、InGaAs收集區(qū)隔離層、AlAs勢壘、InGaAs/InAs/InGaAs阱、AlAs勢壘、InGaAs發(fā)射區(qū)隔離層以及重?fù)诫s的InGaAs發(fā)射區(qū)接觸層。
其中光刻步驟采用常規(guī)的光學(xué)方法或采用電子束投影光刻或浸入式光刻技術(shù)的方法實現(xiàn)。
其中最后的引線互連，采用常規(guī)的介質(zhì)層上金屬互連或采用空氣橋技術(shù)進(jìn)行互連。
其中襯底既可以是InP，也可以是GaAs，GaN等化合物半導(dǎo)體；其中HEMT材料結(jié)構(gòu)和RTD材料結(jié)構(gòu)的生長，使用MBE的方法或使用MOCVD方法，或是二者結(jié)合的方法生長。
其中高選擇性的濕法腐蝕液是無機(jī)酸溶液或有機(jī)酸溶液。
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。
其中鈍化介質(zhì)層是氧化硅或氮化硅或者氮氧化硅絕緣介質(zhì)層。
本發(fā)明的干法刻蝕與濕法腐蝕技術(shù)相比，在刻蝕均勻性、方向性以及提高良品率等方面都具有很大優(yōu)勢，廣泛應(yīng)用于工業(yè)化生產(chǎn)中。感應(yīng)耦合等離子體(ICP)刻蝕在低的電壓偏置下產(chǎn)生較高的等離子體濃度，與一般的干法刻蝕技術(shù)如反應(yīng)離子束刻蝕(RIE)相比對器件造成的損傷低，同時方向性更好，更適用于微小尺寸的制作。由于具有較好的刻蝕均勻性，使下面的HEMT結(jié)構(gòu)界面保持平整，有利于HEMT閾值電壓與跨導(dǎo)一致性的改善。采用低損傷，可重復(fù)的ICP干法刻蝕工藝代替?zhèn)鹘y(tǒng)濕法腐蝕，各向異性腐蝕代替各向各向同性腐蝕，既解決了整片刻蝕的一致性問題，又使小線條工藝得以實現(xiàn)，提高了良品率，適用于未來微納米尺寸RTD與HEMT單片集成電路產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)的需要。


為了進(jìn)一步說明本發(fā)明的內(nèi)容，以下結(jié)合實施例對本發(fā)明做一詳細(xì)的描述，其中圖1是本發(fā)明的材料結(jié)構(gòu)圖；圖2是本發(fā)明的光刻生成RTD臺面后的器件橫截面圖；圖3是本發(fā)明的光刻器件隔離后橫截面圖；圖4是本發(fā)明的光刻生成HEMT源漏電極后的器件剖面圖；圖5是本發(fā)明的光刻腐蝕柵槽后的器件橫截面圖；圖6是本發(fā)明的淀積氧化硅鈍化介質(zhì)層后的器件橫截面圖；圖7是本發(fā)明的光刻生成HEMT柵電極后的器件橫截面圖；圖8是本發(fā)明的光刻挖出引線孔后的器件橫截面圖；圖9是本發(fā)明的光刻引線互連加厚后的器件最終的橫截面圖。
具體實施例方式
請參閱圖1至圖9，本發(fā)明一種采用干法刻蝕技術(shù)實現(xiàn)RTD與HEMT單片集成的方法，包括如下步驟步驟1在襯底100上采用分子束外延或金屬有機(jī)化學(xué)氣相電極的方法依次生長典型的HEMT材料結(jié)構(gòu)200和RTD材料結(jié)構(gòu)300(圖1中)，該襯底100為半絕緣InPIII-V族襯底；所述的HEMT材料結(jié)構(gòu)200包括依次生長的InAlAs緩沖層101、InGaAs溝道102、InAlAs隔離層103、delta摻雜層、InAlAs勢壘104、重?fù)诫sInGaAs帽層105以及InP選擇性腐蝕停止層106；所述的RTD材料結(jié)構(gòu)包括依次生長的重?fù)诫s的InGaAs收集區(qū)接觸層107、InGaAs收集區(qū)隔離層108、AlAs勢壘109、InGaAs 110/InAs111/InGaAs 112阱、AlAs勢壘113、InGaAs發(fā)射區(qū)隔離層114以及重?fù)诫s的InGaAs發(fā)射區(qū)接觸層115；所述的襯底既可以是InP，也可以是GaAs，GaN等化合物半導(dǎo)體；
所述的HEMT材料結(jié)構(gòu)200和RTD材料結(jié)構(gòu)300的生長，使用MBE的方法或使用MOCVD方法，或是二者結(jié)合的方法生長步驟2光刻出RTD發(fā)射區(qū)的圖形，采用蒸發(fā)或濺射的方法制備AuGeNi金屬層120，去膠剝離，形成RTD金屬發(fā)射極(圖2中)，所述的光刻步驟采用常規(guī)的光學(xué)方法或采用電子束投影光刻或浸入式光刻技術(shù)的方法實現(xiàn)；步驟3采用非選擇ICP干法刻蝕技術(shù)，以RTD金屬發(fā)射極作為掩蔽，刻蝕RTD結(jié)構(gòu)到重?fù)诫s的InGaAs收集區(qū)接觸層107；步驟4采用高選擇性的濕法腐蝕液去除殘余的InGaAs層107，露出中間的選擇性腐蝕停止層106；所述的高選擇性的濕法腐蝕液是無機(jī)酸溶液或有機(jī)酸溶液；步驟5去除選擇性腐蝕停止層106；步驟6光刻，形成有源區(qū)，采用ICP干法刻蝕技術(shù)刻蝕有源區(qū)外部分至半絕緣InP襯底100，去膠(圖3中)；步驟7光刻出HEMT的源漏電極，蒸發(fā)或濺射AuGeNi金屬制備HEMT源電極121、漏電極122(圖4中)；步驟8在保護(hù)氣體氣氛下實行快速高溫退火，所述的退火時間為10秒到30分鐘，退火溫度為200-500攝氏度；步驟9光刻出HEMT柵槽圖形，采用選擇性ICP干法刻蝕技術(shù)刻蝕掉部分重?fù)诫s帽層105，刻蝕停止于InAlAs勢壘104上，去膠(圖5中)；步驟10在器件表面淀積生長一層鈍化介質(zhì)層130(圖6中)，其中鈍化介質(zhì)層130是氧化硅或氮化硅或者氮氧化硅絕緣介質(zhì)層；步驟11光刻出HEMT的柵電極圖形，挖去部分的鈍化介質(zhì)層130，采用蒸發(fā)或濺射的方法生成TiPtAu金屬作為HEMT器件的柵電極123(圖7中)；步驟12光刻出引線孔，挖去金屬電極上面的鈍化介質(zhì)層130，去膠(圖8中)；步驟13光刻出引線互連區(qū)域，蒸發(fā)或濺射厚TiAlTiAu金屬電極，去膠剝離(圖9中)，最后的引線互連，采用常規(guī)的介質(zhì)層上金屬互連或采用空氣橋技術(shù)進(jìn)行互連。
實施例請再參閱圖1-圖9，本發(fā)明一種采用干法刻蝕技術(shù)實現(xiàn)RT D與HEMT單片集成的方法，包括如下步驟步驟1在半絕緣InP襯底100上采用分子束外延的方法依次生長HEMT和RTD的材料結(jié)構(gòu)HEMT結(jié)構(gòu)包括2000A非摻雜InAlAs緩沖層101，150A非摻雜InGaAs溝道102，30A非摻雜InAlAs隔離層103，4×1012cm-2 delta平面摻雜層，200A非摻雜InAlAs勢壘104以及200A重?fù)诫sInGaAs帽層105。緊接著是50AInP選擇性腐蝕停止層106，以及RTD結(jié)構(gòu)，包括重?fù)诫s的500AInGaAs收集區(qū)接觸層107，50A非摻雜的收集區(qū)隔離層108，16A非摻雜AlAs勢壘109，13A非摻雜InGaAs阱110，18A非摻雜InAs子阱111，13A非摻雜InGaAs阱112，16A非摻雜AlAs勢壘113，50A非摻雜InGaAs發(fā)射區(qū)隔離層114以及500A重?fù)诫s的InGaAs發(fā)射區(qū)接觸層115。生長完畢的材料結(jié)構(gòu)如圖1所示；步驟2采用電子束投影光刻出RTD發(fā)射區(qū)的圖形，面積為1×1um2，采用電子束蒸發(fā)的方法蒸發(fā)Ni/Ge/Au/Ni/Au(50A/300A/800A/50A/1000A)金屬，去膠剝離，形成RTD發(fā)射極120。電子束投影光刻有利于小尺寸的制作，本步光刻也可采用普通光學(xué)光刻或者浸入式曝光的方法實現(xiàn)；步驟3采用ICP干法刻蝕技術(shù)，以RTD發(fā)射極120作為掩蔽，刻蝕RTD結(jié)構(gòu)到重?fù)诫s的InGaAs收集區(qū)接觸層107，此步為非選擇性刻蝕，反應(yīng)氣體為Cl2，射頻功率為15W，直流偏壓30V。ICP刻蝕在低直流偏壓下可產(chǎn)生高的等離子體密度，與濕法腐蝕相比具有方向性好、刻蝕表面一致性好的優(yōu)點，廣泛應(yīng)用于化合物半導(dǎo)體與深硅刻蝕工藝中；步驟4采用高選擇性的檸檬酸腐蝕液去除殘余的InGaAs層，露出InP選擇性腐蝕停止層106。其中檸檬酸腐蝕液的配比為C6H8O7∶H2O2＝2∶1，pH值為5.5，除此之外以丁二酸為代表的有機(jī)酸類也可用于此步選擇性的腐蝕；步驟5在1∶10的稀鹽酸中漂5s鐘去除InP選擇性腐蝕停止層106，如圖2所示；步驟6光刻出需要隔離的部分，采用ICP干法刻蝕到半絕緣InP襯底100，此步為非選擇性刻蝕，反應(yīng)氣體為Cl2，射頻功率為15W，直流偏壓30V。去膠后如圖3所示；步驟7光刻出HEMT的源漏電極，蒸發(fā)Ni/Ge/Au/Ni/Au(50A/300A/800A/50A/1000A)金屬生成HEMT漏電極121和源電極122，如圖4所示；步驟8在N2∶H2＝2∶1的混合氣氛下，在500攝氏度條件下退火10秒。過度退火使雜質(zhì)離子進(jìn)入到非摻雜的阱區(qū)，造成RTD峰谷電流比的下降，而退火不足不易形成良好的歐姆接觸，造成器件直流特性的下降；在N2∶H2＝2∶1的混合氣氛下，在360攝氏度條件下退火1分鐘。過度退火使雜質(zhì)離子進(jìn)入到非摻雜的阱區(qū)，造成RTD峰谷電流比的下降，而退火不足不易形成良好的歐姆接觸，造成器件直流特性的下降；在N2∶H2＝2∶1的混合氣氛下，在200攝氏度條件下退火30分鐘。過度退火使雜質(zhì)離子進(jìn)入到非摻雜的阱區(qū)，造成RTD峰谷電流比的下降，而退火不足不易形成良好的歐姆接觸，造成器件直流特性的下降；步驟9光刻出HEMT柵槽圖形，采用選擇性ICP干法刻蝕技術(shù)刻蝕掉重?fù)诫s帽層105，刻蝕停止于InAlAs勢壘104上。此步刻蝕為選擇性刻蝕，反應(yīng)氣體為比例1∶3的SF6與BCl3的混合氣體，射頻功率為15W，直流偏壓30V，去膠后如圖5所示。干法刻蝕通過對反應(yīng)氣體的選擇可實現(xiàn)對不同材料的選擇性腐蝕，而ICP具有低損傷的特點，采用ICP技術(shù)進(jìn)行選擇性刻蝕，既保持了對不同材料結(jié)構(gòu)的高選擇性，又在方向性與表面一致性等方面得到了改善，適用于未來小尺寸大規(guī)模集成電路的需要；步驟10采用PECVD的方法生長一層SiO2鈍化介質(zhì)層130，厚度為3000A，如圖6所示。生長溫度300攝氏度，功率15W，厚的氧化硅有利于減少結(jié)面電容；步驟11光刻出HEMT的柵電極圖形，使用BOE氧化硅腐蝕液去除表面的SiO2鈍化介質(zhì)層130，采用電子束蒸發(fā)的方法蒸發(fā)Ti/Pt/Au(500A/500A/2000A)金屬作為HEMT器件的柵電極123，如圖7所示；步驟12光刻出引線孔圖形，使用BOE氧化硅腐蝕液去除金屬電極上面的SiO2鈍化介質(zhì)層130，去膠后如圖8所示；步驟13光刻出引線互連加厚的區(qū)域，采用電子束蒸發(fā)的方法蒸發(fā)Ti/Al/Ti/Au(500A/8000A/1500A/2000A)電極，去膠剝離，最終形成如圖9所示的結(jié)構(gòu)。在工藝允許的情況下盡量加厚電極，厚的互連電極可降低串聯(lián)電阻，從而提高電路的直流與高頻性能。
權(quán)利要求
1.一種采用干法刻蝕技術(shù)實現(xiàn)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(jī)化學(xué)氣相電極的方法依次生長典型的HEMT材料結(jié)構(gòu)和RTD材料結(jié)構(gòu)；步驟2光刻出RTD發(fā)射區(qū)的圖形，采用蒸發(fā)或濺射的方法制備AuGeNi金屬層，去膠剝離，形成RTD金屬發(fā)射極；步驟3采用非選擇ICP干法刻蝕技術(shù)，以RTD金屬發(fā)射極作為掩蔽，刻蝕RTD結(jié)構(gòu)到重?fù)诫s的InGaAs收集區(qū)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(qū)，采用ICP干法刻蝕技術(shù)刻蝕有源區(qū)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(fā)或濺射AuGeNi金屬制備HEMT源電極、漏電極；步驟8在保護(hù)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(shù)刻蝕掉部分重?fù)诫s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(zhì)層；步驟11光刻出HEMT的柵電極圖形，挖去部分的鈍化介質(zhì)層，采用蒸發(fā)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(zhì)層，去膠；步驟13光刻出引線互連區(qū)域，蒸發(fā)或濺射厚TiAlTiAu金屬電極，去膠剝離。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用干法刻蝕技術(shù)實現(xiàn)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(jù)權(quán)利要求1所述的采用干法刻蝕技術(shù)實現(xiàn)RTD與HEMT單片集成的方法，其特征在于，其中HEMT材料結(jié)構(gòu)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?fù)诫sInGaAs帽層以及InP選擇性腐蝕停止層。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用干法刻蝕技術(shù)實現(xiàn)RTD與HEMT單片集成的方法，其特征在于，其中RTD材料結(jié)構(gòu)包括依次生長的重?fù)诫s的InGaAs收集區(qū)接觸層、InGaAs收集區(qū)隔離層、AlAs勢壘、InGaAs/InAs/InGaAs阱、AlAs勢壘、InGaAs發(fā)射區(qū)隔離層以及重?fù)诫s的InGaAs發(fā)射區(qū)接觸層。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用干法刻蝕技術(shù)實現(xiàn)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(guī)的光學(xué)方法或采用電子束投影光刻或浸入式光刻技術(shù)的方法實現(xiàn)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用干法刻蝕技術(shù)實現(xiàn)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(guī)的介質(zhì)層上金屬互連或采用空氣橋技術(shù)進(jìn)行互連。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用干法刻蝕技術(shù)實現(xiàn)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等化合物半導(dǎo)體；
8.根據(jù)權(quán)利要求1或3或4所述的采用干法刻蝕技術(shù)實現(xiàn)RTD與HEMT單片集成的方法，其特征在于，其中HEMT材料結(jié)構(gòu)和RTD材料結(jié)構(gòu)的生長，使用MBE的方法或使用MOCVD方法，或是二者結(jié)合的方法生長。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用干法刻蝕技術(shù)實現(xiàn)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(jī)酸溶液或有機(jī)酸溶液。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用干法刻蝕技術(shù)實現(xiàn)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(jù)權(quán)利要求1所述的采用干法刻蝕技術(shù)實現(xiàn)RTD與HEMT單片集成的方法，其特征在于，其中鈍化介質(zhì)層是氧化硅或氮化硅或者氮氧化硅絕緣介質(zhì)層。
全文摘要
一種采用干法刻蝕技術(shù)實現(xiàn)RTD與HEMT單片集成的方法，包括如在襯底上依次生長典型的HEMT材料結(jié)構(gòu)和RTD材料結(jié)構(gòu)；光刻出RTD發(fā)射區(qū)的圖形制備AuGeNi金屬層，形成RTD金屬發(fā)射極；光刻，形成有源區(qū)；光刻出HEMT的源漏電極；高溫退火；光刻出HEMT柵槽圖形刻蝕掉部分重?fù)诫s帽層；在器件表面淀積生長一層鈍化介質(zhì)層；光刻出HEMT的柵電極圖形生成TiPtAu金屬作為HEMT器件的柵電極；光刻出引線孔；光刻出引線互連區(qū)域，蒸發(fā)或濺射厚TiAlTiAu金屬電極，去膠剝離。
文檔編號H01L21/84GK101064275SQ20061007652
公開日2007年10月31日 申請日期2006年4月28日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月28日
發(fā)明者馬龍, 楊富華, 王良臣, 黃應(yīng)龍 申請人:中國科學(xué)院半導(dǎo)體研究所