[发明专利]波导光探测器和异质结双极性晶体管的单片集成方法

摘要

本发明属光电技术领域，具体涉及一种波导光探测器和异质结双极性晶体管的单片集成方法，该方法通过在HBT外延材料结构上，利用Zn扩散工艺将HBT发射极区N型材料转变为P型材料，使其成为波导光探测器的上包层，同时实现PN结功能，而集电极部的材料同时可以作为波导光探测器的吸收层，次集电极部的材料则构成波导光探测器的下包层，实现在同一外延材料上实现波导光探测器和HBT的单片集成，本方法充分兼容了HBT和WGPD的工艺，实现了HBT的发射极金属接触层和WGPD的P型欧姆接触层以及HBT的集电极金属接触层和WGPD的N型欧姆接触层的同步完成，简化了材料结构，简化了工艺；同时降低了器件垂直高度差，易于金属互连，增加了器件的成品率和提高了器件的可靠性。

主权项

1、一种波导光探测器和异质结双极性晶体管的单片集成方法，其特征在于：该方法通过在HBT外延材料结构上，利用Zn扩散工艺将HBT发射极区N型材料转变为P型材料，使其成为波导光探测器的上包层，同时实现PN结功能，而集电极部的材料同时可以作为波导光探测器的吸收层，次集电极部的材料则构成波导光探测器的下包层，实现在同一外延材料上实现波导光探测器和HBT的单片集成，该方法包括以下步骤：1)在半绝缘衬底上用MOCVD系统或MBE系统生长HBT和WGPD共用外延材料，依次生长缓冲层、欧姆接触层、集电极层、基极层、发射极层，2)在步骤1)中形成的外延材料结构上，通过光刻工艺露出WGPD需要进行Zn扩散的区域，用SiN作掩蔽进行Zn扩散，3)利用半导体微细加工工艺中的光刻工艺和金属化工艺，蒸发多层金属合金，同步完成HBT的发射极金属接触层和WGPD的P型欧姆接触电极层，4)采用光刻胶保护WGPD Zn扩散区域，余下的区域采用湿法腐蚀腐蚀掉发射极层材料，直到露出基极层表面，接着进行光刻和金属化工艺，蒸发多层金属合金，完成HBT的基极金属接触层，5)利用光刻胶保护已完成的HBT的发射极-基极区域和WGPD Zn扩散区域，接着腐蚀掉集电极层材料，直到露出欧姆接触层表面，6)进行WGPD的脊型波导制作，利用光刻胶作掩蔽，采用ICP设备干法刻蚀和湿法腐蚀外延材料，直到露出欧姆接触层表面，7)利用光刻工艺、金属化工艺、剥离工艺，在经过步骤5)、6)后的欧姆接触层表面蒸发多层金属合金，同步完成HBT的集电极金属层和WGPD的N型欧姆接触层，8)进行器件隔离和介质钝化以及开孔互连，最终完成器件的制作。