一种AlN SAW光电集成器件的制作方法技术

本发明专利技术涉及一种GaAs AlN SAW光电集成器件的制作方法，即将AlN SAW器件、InGaP HBT放大器、GaAs PN限幅器和GaAs pHEMT低噪放通过外延层设计，实现射频接收/发射前端的器件单片集成，从而使以下设想成为可能：在未来的射频通信中，射频信号进入射频接收/发射组件，通过AlN SAW实现滤波功能，滤波后的射频信号通过GaAs限幅器处理后，进入GaAs pHEMT低噪声放大器，利用pHEMT良好的噪声特性进行信号处理，送入后续的信号处理器件中，如混频器等；当进行信号发射时，可以利用GaAs pHEMT工艺制作开关，实现发射与接收模式的切换，也可用于输出功率不大的驱动放大器，而HBT器件制作功放芯片可用于发射端的功率放大器。

Method for making AlN SAW optoelectronic integrated device

The invention relates to a preparation method of GaAs AlN SAW devices, SAW devices, InGaP is AlN HBT GaAs PN amplifier, limiter and GaAs pHEMT low noise amplifier design through the epitaxial layer, the realization of RF receiving / transmitting front-end monolithic integrated device, thus make the following possible to: RF communication in the future, the RF signal into the RF receiver / transmitter module, the filtering function by AlN SAW, RF signal filtered by the GaAs limiter after processing, enter the GaAs pHEMT low noise amplifier, signal processing using the noise characteristics of pHEMT good, sent to the subsequent signal processor device, such as a mixer; when a signal is emitted, the switch can be made by using GaAs pHEMT process, switching transmitting and receiving mode, also can be used to drive the amplifier output power is small, and HBT devices can be used for the production of power amplifier amplifier.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种AlNSAW光电集成器件的制作方法，属于半导体制造领域。
技术介绍
进入二十一世纪以来，社会迈入了超高速发展的信息时代，全球数据业务呈现爆炸式增长，射频通信技术得到了广泛地应用。目前，主流的射频前端端架构为：SAW滤波器+GaAspHEMT放大器+GaAsHBT放大器+PN限幅器，四种独立的芯片构成一个完整的接收/发射功能单元，但存在以下问题：1.组装时需调试，不利于大生产且人为因素的介入引入不确定因素，不利于提升整个组件的质量；2.四款独立的芯片无法集成，对系统的进一步小型化和多功能不利；3.四款独立的芯片，不利于成本的进一步降低。随着科技的发展，GaAs放大器技术的应用越来越普及，另一方面，高性能的AlN薄膜已可以实现低温（≤300℃）甚至常温制备，使后续的AlN器件集成成为可能。本专利提出将GaAsHBT器件与AlN器件多个集成，即将GaAsHBT、GaAspHEMT、GaAs限幅器与AlNSAW限幅器集成。整个工作模式为：1.利用AlNSAW制作的滤波器，对空间中的射频信号进行滤波处理，2.将滤波后的信号利用GaAsHBT放大器进行放大，同时，HBT中PN结可用于限幅器的制作，限幅器的作用是小信号输入时呈现小损耗，大信号输入时进行大幅衰减，有利于对后续集成电路输入端的保护；3.单片集成的GaAspHEMT主要用于射频接收端的低噪声放大、开关，GaAsHBT主要用于发射端的功率放大器。因此，该专利对进一步提高IC功能，提高集成度，简化系统，降低尺寸和成本有很好的益处。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本专利技术采用的一个技术方案是：一种AlNSAW光电集成器件的制作方法，其特征在于，光电集成器件外延结构从下至上依次包括：衬底、缓冲层，spacer1隔离层、沟道层、spacer2隔离层、δ掺杂层、势垒层、腐蚀截至层、N+-GaAs集电区、N-GaAs集电区、基区、发射区、帽层、器件隔离层和AlN层，其制作方法包括如下步骤：步骤1：采用离子注入或刻蚀的方法，形成器件隔离，将所述外延结构分为4个相互隔离的区域；步骤2：采用光刻、刻蚀、金属沉积、剥离工艺形成在第一个隔离区域内声表面波滤波器件；步骤3：光刻、刻蚀形成在第二个隔离区域内形成HBT台面，刻蚀深度从AlN层深入集电区表面，留出集电区左侧贴近隔离器件部分形成HBT台面，在基区台面上腐蚀发射区和帽层两侧；步骤4：腐蚀第三个隔离区域的AlN层、器件隔离层和帽层区域，刻蚀第三个区域内的一侧，深度至该区域集电区；步骤5：腐蚀第四个隔离区域，腐蚀深度至该区域N+-GaAs层，并在该区域N+-GaAs层中间刻蚀凹槽，采用光刻、金属沉积，剥离，清洗工艺在凹槽内制作T型栅；步骤6：在第二个隔离区域帽层上表面、基区两侧以及露出的集电区部分制作电极，形成异质结双极型晶体管器件；在第三个隔离区域基区上表面和露出的集电区表面制作电极，形成PN二极管限幅器器件；在第四个隔离区域内N+-GaAs层制作P型和N型电极，形成高电子迁移率晶体管器件。优选地，所述δ掺杂层为二维Si掺杂，其掺杂浓度1×1011~1×1012cm-2。区别于现有技术的情况，本专利技术的有益效果是：能够进一步提高IC功能，提高集成度，简化系统，降低尺寸和成本有很好的益处。附图说明图1是本专利技术实施例AlNSAW光电集成器件的结构示意图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。参见图1提供的一种AlNSAW光电集成器件的制作方法，光电集成器件外延结构从下至上依次包括：衬底1、缓冲层2，spacer1隔离层3、沟道层4、spacer2隔离层5、δ掺杂层6、势垒层7、N+-GaAs层8、腐蚀截至层9、N+-GaAs集电区10、N-GaAs集电区11、基区12、发射区13、帽层14、器件隔离层15和AlN层16，其制作方法包括如下步骤；步骤1：采用离子注入或刻蚀的方法，形成器件隔离，将所述外延结构分为4个相互隔离的区域；步骤2：采用光刻、刻蚀、金属沉积、剥离工艺形成在第一个隔离区域内声表面波滤波器件17；步骤3：光刻、刻蚀第二个隔离区域内的外延结构，刻蚀深度从AlN层深入集电区表面，留出集电区左侧贴近隔离器件部分形成HBT台面，在基区台面上腐蚀发射区和帽层两侧；步骤4：腐蚀第三个隔离区域的AlN层、器件隔离层和帽层区域，刻蚀第三个区域内的一侧，深度至该区域集电区；步骤5：腐蚀第四个隔离区域，腐蚀深度至该区域N+-GaAs层，并在该区域N+-GaAs层中间刻蚀凹槽，采用光刻、金属沉积，剥离，清洗工艺在凹槽内制作T型栅18；步骤6：在第二个隔离区域帽层上表面、基区两侧以及露出的集电区部分制作电极，形成异质结双极型晶体管器件；在第三个隔离区域基区上表面和露出的集电区表面制作电极，形成PN二极管限幅器器件；在第四个隔离区域内N+-GaAs层制作P型和N型电极，形成高电子迁移率晶体管器件。将GaAsHBT器件与AlN器件多个集成，即将GaAsHBT、GaAspHEMT、GaAs限幅器与AlNSAW限幅器集成。整个工作模式为：1、利用AlNSAW制作的滤波器，对空间中的射频信号进行滤波处理。2、将滤波后的信号利用GaAsHBT放大器进行放大，同时，HBT中PN结可用于限幅器的制作，限幅器的作用是小信号输入时呈现小损耗，大信号输入时进行大幅衰减，有利于对后续集成电路输入端的保护。3、单片集成的GaAspHEMT主要用于射频接收端的低噪声放大、开关，GaAsHBT主要用于发射端的功率放大器以上所述仅为本专利技术的实施例，并非因此限制本专利技术的专利范围，凡是利用本专利技术说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的
，均同理包括在本专利技术的专利保护范围内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种AlN SAW光电集成器件的制作方法，光电集成器件外延结构从下至上依次包括：衬底、缓冲层，spacer1隔离层、沟道层、spacer2隔离层、δ掺杂层、势垒层、N+‑GaAs层、腐蚀截至层、集电区、基区、发射区、帽层、器件隔离层和AlN层，其制作方法包括如下步骤：步骤1：采用离子注入或刻蚀的方法，形成器件隔离，将所述外延结构分为4个相互隔离的区域；步骤2：采用光刻、刻蚀、金属沉积、剥离工艺在第一个隔离区域内形成声表面波滤波器件；步骤3：光刻、刻蚀第二个隔离区域的内外延结构，刻蚀深度从AlN层深入集电区表面，留出集电区左侧贴近隔离器件部分形成HBT台面，在基区台面上腐蚀发射区和帽层两侧；步骤4：腐蚀第三个隔离区域的AlN层、器件隔离层和帽层区域，刻蚀第三个区域内的基区一侧，深度至该区域集电区表面；步骤5：腐蚀第四个隔离区域，腐蚀深度至该区域N+‑GaAs层，并在该区域N+‑GaAs层中间刻蚀凹槽，采用光刻、金属沉积，剥离，清洗工艺在凹槽内制作T型栅；步骤6：在第二个隔离区域帽层上表面、基区两侧以及露出的集电区部分制作电极，形成异质结双极型晶体管器件；在第三个隔离区域基区上表面和露出的集电区表面制作电极，形成PN二极管限幅器器件；在第四个隔离区域内N+‑GaAs层制作P型和N型电极，形成高电子迁移率晶体管器件。...

【技术特征摘要】
1.一种AlNSAW光电集成器件的制作方法，光电集成器件外延结构从下至上依次包括：衬底、缓冲层，spacer1隔离层、沟道层、spacer2隔离层、δ掺杂层、势垒层、N+-GaAs层、腐蚀截至层、集电区、基区、发射区、帽层、器件隔离层和AlN层，其制作方法包括如下步骤：步骤1：采用离子注入或刻蚀的方法，形成器件隔离，将所述外延结构分为4个相互隔离的区域；步骤2：采用光刻、刻蚀、金属沉积、剥离工艺在第一个隔离区域内形成声表面波滤波器件；步骤3：光刻、刻蚀第二个隔离区域的内外延结构，刻蚀深度从AlN层深入集电区表面，留出集电区左侧贴近隔离器件部分形成HBT台面，在基区台面上腐蚀发射区和帽层两侧；步骤4：腐蚀第三个隔离区域的AlN层、器件隔离层和帽层区域，刻蚀第三个区域内的基区一侧，深度至...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈一峰，
申请(专利权)人：成都海威华芯科技有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51