制作单片集成ＧａＡｓ基ＰＨＥＭＴ和ＰＩＮ二极管的方法技术

本发明专利技术公开了一种制作单片集成ＧａＡｓ基ＰＨＥＭＴ和ＰＩＮ二极管的方法，该方法依次包括以下工艺步骤：光刻ＰＩＮ上电极、蒸发上电极金属、剥离上电极金属、ＰＩＮ台面腐蚀隔离、同时光刻ＰＩＮ下电极和ＰＨＥＭＴ源漏，蒸发ＰＩＮ下电极和ＰＨＥＭＴ源漏金属、剥离ＰＩＮ下电极和ＰＨＥＭＴ源漏金属、欧姆接触合金、ＰＨＥＭＴ台面腐蚀隔离、ＰＨＥＭＴ栅光刻、栅槽腐蚀、蒸发栅金属、剥离栅金属、生长钝化介质、刻孔、一次布线光刻、蒸发布线金属、剥离布线金属。本发明专利技术将ＧａＡｓ基ＰＨＥＭＴ和ＰＩＮ二极管集成在同一块衬底上，实现了单片集成ＧａＡｓ基ＰＨＥＭＴ和ＰＩＮ二极管。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及化合物半导体材料及器件
，尤其涉及一种制 作单片集成砷化镓(GaAs)基赝配高电子迁移率晶体管(PHEMT)和 PIN二极管的方法。
技术介绍
赝配高电子迁移率晶体管(PHEMT)具有高频、高速、高功率增 益和低噪声系数的特点，因而在毫米波频段有着广泛的应用，大量应 用于军事、太空和民用通讯领域，如毫米波雷达、电子战、智能装备、 卫星通讯和辐射天文学等。PIN二极管是一种特殊的电荷存储二极管。正向偏压下，导通阻抗 很小，近似短路；反向偏压下，阻抗很高，近似开路，而且具有随偏 压可连续改变阻抗的特性。在PHEMT电路中，电位转换可以由二极管完成。但是，如果采用 肖特基势垒二极管实现PHEMT电路的电位转换，则在高电流密度下， 肖特基势垒二极管将产生较大的导通阻抗，不利于PHEMT电路电位转 换的实现。如果采用PIN二极管实现PHEMT电路的电位转换，则在高 电流密度下，由于PIN二极管的正向导通阻抗较小，就可以解决这个问 题。所以，如果能够将GaAs基PHEMT和PIN二极管集成在同一块衬底 上，形成单片集成GaAs基PHEMT和PIN二极管材料结构，则将是一个 非常值得研究的技术课题。
技术实现思路
(一)要解决的技术问题 有鉴于此，本专利技术的主要目的在于提供一种制作单片集成GaAs基PHEMT和PIN 二极管的方法，以将GaAs基PHEMT和PIN 二极管 集成在同一块衬底上，实现单片集成GaAs基PHEMT和PIN 二极管。(二)技术方案为达到上述目的，本专利技术提供了一种制作单片集成GaAs基 PHEMT和PIN 二极管的方法，该方法包括光刻PIN上电极、蒸发上 电极金属、剥离上电极金属、PIN台面腐蚀隔离、同时光刻PIN下电 极和PHEMT源漏，蒸发PIN下电极和PHEMT源漏金属、剥离PIN 下电极和PHEMT源漏金属、欧姆接触合金、PHEMT台面腐蚀隔离、 PHEMT栅光刻、栅槽腐蚀、蒸发栅金属、剥离栅金属、生长钝化介质、 刻孔、 一次布线光刻、蒸发布线金属、剥离布线金属。上述方案中，所述光刻PIN上电极的步骤包括涂HMDS、匀胶 AZ5214、前烘、1#阳版光刻，曝光，反转，泛曝光，显影。上述方案中，所述蒸发上电极金属的步骤包括打底胶、漂洗， 蒸发Ni/Ge/Au/Ge/Ni/Au，其中，Ni为4纟内米，Ge为4纳米，Au为66 纳米，Ge为8纟内米，Ni为3纟内米，Au为220纳米。上述方案中，所述剥离上电极金属的步骤包括利用丙酮溶液剥 离，去除上电极区域之外的金属。上述方案中，所述PIN台面腐蚀隔离的步骤包括涂HMDS、匀 胶9912、前烘、2弁阳版光刻，曝光，显影、坚膜、打底胶、台面隔离 湿法腐蚀、测试隔离效果、去胶清洗。其中湿法腐蚀工艺，先用H3P04 —H202—H20溶液腐蚀P+ GaAs、 i —GaAs、 N+ GaAs，再用HC1 一H20溶液腐蚀N十AlAs，而PIN上电极处由于有光刻胶覆盖，所以 不被腐蚀。上述方案中，所述同时光刻PIN下电极和PHEMT源漏的步骤包 括涂HMDS、匀胶AZ5214、前烘、3弁阳版光刻，曝光，反转，泛 曝光，显影。上述方案中，所述蒸发PIN下电极和PHEMT源漏金属的步骤包 括打底胶、漂洗，蒸发Ni/Ge/Au/Ge/Ni/Au，其中，Ni为4纳米， Ge为4纟内米'Au为66纟内米，Ge为8纟内米，Ni为3纟内米，Au为220纳米。上述方案中，所述剥离PIN下电极和PHEMT源漏金属的步骤包 括利用丙酮溶液剥离，去除下电极和PHEMT源漏区域之外的金属。上述方案中，所述欧姆接触合金的步骤包括在28(TC合金1分钟， 使PIN上、下电极和PHEMT源漏电极形成欧姆接触。上述方案中，所述PHEMT台面腐蚀隔离的步骤包括涂HMDS、 匀胶9912、前烘、4井阳版光刻，曝光，显影、坚膜、打底胶、台面隔 离湿法腐蚀直至漏电流降为纳安量级、测试隔离效果、去胶清洗。其 中湿法腐蚀工艺，利用H3P04 — H202 —H20溶液腐蚀盖帽层N + GaAs、势垒层i- Al。.22GaQ.78As、平面掺杂层、空间隔离层i- Ala22GaQ.78As、 沟道i- Ina2Gao.8As和部分缓冲层i-Ala22Ga0.78As。上述方案中，所述PHEMT栅光刻的步骤包括涂HMDS、匀胶 AZ5206、前烘、5#栅版光刻，曝光，反转，泛曝光，显影、清洗、上述方案中，所述栅槽腐蚀的步骤包括坚膜、打底胶、湿法腐 蚀栅槽。湿法腐蚀工艺利用柠檬酸一H202溶液腐蚀盖帽层N+GaAs。上述方案中，所述蒸发栅金属的步骤包括漂洗、蒸发栅金属 Ti/Pt/Au，其中，Ti为50纳米，Pt为80纳米，Au为220纳米。上述方案中，所述剥离栅金属的步骤包括利用丙酮溶液剥离， 去除栅区域之外的金属。上述方案中，所述生长钝化介质的步骤包括PECVD生长SiN介 质200纳米。上述方案中，所述刻孔的步骤包括涂HMDS、匀胶9912、前烘、 6#阴版光刻、显影、坚膜、RIE刻蚀、去胶。上述方案中，所述一次布线光刻的步骤包括涂HMDS、匀胶 AZ5214、前烘、7#阳版光刻、反转、泛曝光、显影。上述方案中，所述蒸发布线金属的步骤包括打底胶、漂洗、蒸 发布线金属Ti/Au，其中，Ti为50纳米，Au为1000纳米。上述方案中，所述剥离布线金属的步骤包括利用丙酮溶液剥离，去除布线区域之外的金属。(三)有益效果从上述技术方案可以看出，本专利技术提供的这种制作单片集成GaAs 基PHEMT和PIN 二极管的方法，由于利用外延材料的选择腐蚀性， 在同一块衬底材料上制备出GaAs基PHEMT和PIN 二极管，所以能够 达到单片集成GaAs基PHEMT和PIN 二极管的目的。附图说明下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明图1是本专利技术提供的制作单片集成GaAs基PHEMT和PIN 二极 管的方法流程图2是依照本专利技术实施例的制作单片集成GaAs基PHEMT和PIN 二极管的工艺流程图3是本专利技术制作的单片集成GaAs基PHEMT和PIN 二极管的 材料结构示意图。具体实施例方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具 体实施例，并参照附图，对本专利技术进一步详细说明。如图1所示，图1是本专利技术提供的制作单片集成GaAs基PHEMT 和PIN二极管的方法流程图，该方法依次包括以下工艺步骤光刻PIN 上电极、蒸发上电极金属、剥离上电极金属、PIN台面腐蚀隔离、同 时光刻PIN下电极和PHEMT源漏，蒸发PIN下电极和PHEMT源漏 金属、剥离PIN下电极和PHEMT源漏金属、欧姆接触合金、PHEMT 台面腐蚀隔离、PHEMT栅光刻、栅槽腐蚀、蒸发栅金属、剥离栅金属、 生长钝化介质、亥!j孔、 一次布线光刻、蒸发布线金属、剥离布线金属。基于图1所示的制作单片集成GaAs基PHEMT和PIN 二极管的方 法流程图，图2示出了依照本专利技术实施例的制作单片集成GaAs基 PHEMT和PIN 二极管的工艺流程图，具体包括以下工艺步骤 1、第一步工艺为光刻PIN上电极，确定上电极区域；在本步骤中，涂HMDS、匀胶AZ5214、前烘、1#阳版光刻，曝 光，反转，泛曝光，显影。2、 第二步工艺本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制作单片集成砷化镓ＧａＡｓ基赝配高电子迁移率晶体管ＰＨＥＭＴ和ＰＩＮ二极管的方法，其特征在于，该方法依次包括以下工艺步骤：　光刻ＰＩＮ上电极、蒸发上电极金属、剥离上电极金属、ＰＩＮ台面腐蚀隔离、同时光刻ＰＩＮ下电极和ＰＨＥＭＴ源漏，蒸发ＰＩＮ下电极和ＰＨＥＭＴ源漏金属、剥离ＰＩＮ下电极和ＰＨＥＭＴ源漏金属、欧姆接触合金、ＰＨＥＭＴ台面腐蚀隔离、ＰＨＥＭＴ栅光刻、栅槽腐蚀、蒸发栅金属、剥离栅金属、生长钝化介质、刻孔、一次布线光刻、蒸发布线金属、剥离布线金属。

【技术特征摘要】
1、一种制作单片集成砷化镓GaAs基赝配高电子迁移率晶体管PHEMT和PIN二极管的方法，其特征在于，该方法依次包括以下工艺步骤光刻PIN上电极、蒸发上电极金属、剥离上电极金属、PIN台面腐蚀隔离、同时光刻PIN下电极和PHEMT源漏，蒸发PIN下电极和PHEMT源漏金属、剥离PIN下电极和PHEMT源漏金属、欧姆接触合金、PHEMT台面腐蚀隔离、PHEMT栅光刻、栅槽腐蚀、蒸发栅金属、剥离栅金属、生长钝化介质、刻孔、一次布线光刻、蒸发布线金属、剥离布线金属。2、 根据权利要求1所述的制作单片集成GaAs基PHEMT和PIN 二极管的方法，其特征在于，所述光刻PIN上电极的步骤包括涂HMDS、匀胶AZ5214、前烘、1#阳版光刻，曝光，反转，泛 曝光，显影。3、 根据权利要求1所述的制作单片集成GaAs基PHEMT和PIN 二极管的方法，其特征在于，所述蒸发上电极金属的步骤包括打底胶、漂洗，蒸发Ni/Ge/Au/Ge/Ni/Au，其中，Ni为4纳米， Ge为4纟内米，Au为66纟内米，Ge为8纟内米，Ni为3纟内米，Au为220纳米。4、 根据权利要求1所述的制作单片集成GaAs基PHEMT和PIN 二极管的方法，其特征在于，所述剥离上电极金属的步骤包括利用丙酮溶液剥离，去除上电极区域之外的金属。5、 根据权利要求1所述的制作单片集成GaAs基PHEMT和PIN 二极管的方法，其特征在于，所述PIN台面腐蚀隔离的步骤包括涂HMDS、匀胶9912、前烘、2#阳版光刻，曝光，显影、坚膜、 打底胶、台面隔离湿法腐蚀、测试隔离效果、去胶清洗；其中湿法腐 蚀工艺，先用H3P04—H202—H20溶液腐蚀P+ GaAs、 i一GaAs、 N + GaAs，再用HC1—H20溶液腐蚀N+ AlAs，而PIN上电极处由于 有光刻胶覆盖，所以不被腐蚀。6、 根据权利要求1所述的制作单片集成GaAs基PHEMT和PIN 二极管的方法，其特征在于，所述同时光刻PIN下电极和PHEMT源 漏的步骤包括涂HMDS、匀胶AZ5214、前烘、3#阳版光刻，曝光，反转，泛 曝光，显影。7、 根据权利要求1所述的制作单片集成GaAs基PHEMT和PIN 二极管的方法，其特征在于，所述蒸发PIN下电极和PHEMT源漏金 属的步骤包括打底胶、漂洗，蒸发Ni/Ge/Au/Ge/Ni/Au，其中，Ni为4纳米， Ge为4纟内米，Au为66纟内米，Ge为8纟内米，Ni为3纟内米，Au为220纳米。8、 根据权利要求1所述的制作单片集成GaAs基PHEMT和PIN 二极管的方法，其特征在于，所述剥离PIN下电极和PHEMT源漏金 属的步骤包括利用丙酮溶液剥离，去除下电极和PHEMT源漏区域之外的金属。9、 根据权利要求1所述的制作单片集成GaAs基PHEMT和PIN...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐静波，张海英，叶甜春，
申请(专利权)人：中国科学院微电子研究所，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]