[发明专利]一种AlN SAW光电集成器件的制作方法

说明书

本发明涉及一种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。

技术领域

本发明涉及一种AlN SAW光电集成器件的制作方法，属于半导体制造领域。

背景技术

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+GaAs pHEMT放大器+ GaAs HBT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GaAs HBT器件与AlN器件多个集成，即将GaAs HBT、GaAs pHEMT、GaAs 限幅器与AlN SAW限幅器集成。整个工作模式为：

1.利用AlN SAW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GaAs HBT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GaAs pHEMT主要用于射频接收端的低噪声放大、开关，GaAs HBT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。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：一种AlN SAW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111，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；