[发明专利]采用干法刻蚀技术实现RTD与HEMT单片集成的方法

权利要求书

1、一种采用干法刻蚀技术实现RTD与HEMT单片集成的方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1：在衬底上采用分子束外延或金属有机化学气相电极的方法依次生长HEMT材料结构和RTD材料结构；

步骤2：光刻出RTD发射区的图形，采用蒸发或溅射的方法制备AuGeNi金属层，去胶剥离，形成RTD金属发射极；

步骤3：采用非选择ICP干法刻蚀技术，以RTD金属发射极作为掩蔽，刻蚀RTD材料结构中的重掺杂的InGaAs收集区接触层；

步骤4：采用高选择性的湿法腐蚀液去除残余的InGaAs层，露出中间的选择性腐蚀停止层；

步骤5：去除选择性腐蚀停止层；

步骤6：光刻，形成有源区，采用ICP干法刻蚀技术刻蚀有源区外部分至半绝缘InP衬底，去胶；

步骤7：光刻出HEMT的源、漏电极，蒸发或溅射AuGeNi金属制备HEMT源电极、漏电极；

步骤8：在保护气体气氛下实行快速高温退火；

步骤9：光刻出HEMT栅槽图形，采用选择性ICP干法刻蚀技术刻蚀掉部分重掺杂帽层，刻蚀停止于InAlAs势垒上，去胶；

步骤10：在器件表面淀积生长一层钝化介质层；

步骤11：光刻出HEMT的栅电极图形，挖去部分的钝化介质层，采用蒸发或溅射的方法生成TiPtAu金属作为HEMT器件的栅电极；

步骤12：光刻出引线孔，挖去金属电极上面的钝化介质层，去胶；

步骤13：光刻出引线互连区域，再蒸发或溅射厚TiAlTiAu金属电极，去胶剥离。

2、根据权利要求1所述的采用干法刻蚀技术实现RTD与HEMT单片集成的方法，其特征在于，其中衬底为半绝缘InPIII-V族衬底。

3、根据权利要求1所述的采用干法刻蚀技术实现RTD与HEMT单片集成的方法，其特征在于，其中HEMT材料结构包括依次生长的InAlAs缓冲层、InGaAs沟道、InAlAs隔离层、delta掺杂层、InAlAs势垒、重掺杂InGaAs帽层以及InP选择性腐蚀停止层。

4、根据权利要求1所述的采用干法刻蚀技术实现RTD与HEMT单片集成的方法，其特征在于，其中RTD材料结构包括依次生长的重掺杂的InGaAs收集区接触层、InGaAs收集区隔离层、AlAs势垒、InGaAs/InAs/InGaAs阱、AlAs势垒、InGaAs发射区隔离层以及重掺杂的InGaAs发射区接触层。

5、根据权利要求1所述的采用干法刻蚀技术实现RTD与HEMT单片集成的方法，其特征在于，其中光刻步骤采用常规的光学方法或采用电子束投影光刻或浸入式光刻技术的方法实现。

6、根据权利要求1所述的采用干法刻蚀技术实现RTD与HEMT单片集成的方法，其特征在于，其中最后的引线互连，采用常规的介质层上金属互连或采用空气桥技术进行互连。

7、根据权利要求1所述的采用干法刻蚀技术实现RTD与HEMT单片集成的方法，其特征在于，其中衬底既可以是InP，也可以是GaAs，GaN化合物半导体。

8、根据权利要求1或3或4所述的采用干法刻蚀技术实现RTD与HEMT单片集成的方法，其特征在于，其中HEMT材料结构和RTD材料结构的生长，使用MBE的方法或使用MOCVD方法，或是二者结合的方法生长。

9、根据权利要求1所述的采用干法刻蚀技术实现RTD与HEMT单片集成的方法，其特征在于，其中高选择性的湿法腐蚀液是无机酸溶液或有机酸溶液。

10、根据权利要求1所述的采用干法刻蚀技术实现RTD与HEMT单片集成的方法，其特征在于，其中所述的退火时间为10秒到30分钟，退火温度为200-500摄氏度。

11、根据权利要求1所述的采用干法刻蚀技术实现RTD与HEMT单片集成的方法，其特征在于，其中钝化介质层是氧化硅或氮化硅或者氮氧化硅绝缘介质层。