[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

权利要求书

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、N型欧姆接触层、N型次集电极层、非故意掺杂集电极层、P型基极层、N型发射极层，其中N型次集电极和非故意掺杂集电极层构成集电极层，

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S iN作掩蔽进行Zn扩散，扩散直到P型基极层界面，

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N型发射极层材料，直到露出P型基极层表面，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，直到露出N型欧姆接触层表面，

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N型欧姆接触层表面，

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N型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。

2.根据权利要求1所述的波导光探测器和异质结双极性晶体管的单片集成方法，其特征在于所述半绝缘衬底为InP或GaAs材料。

3.根据权利要求1所述的波导光探测器和异质结双极性晶体管的单片集成方法，其特征在于步骤1)所述N型次集电极层作为WGPD的下包层，非故意掺杂集电极层作为WGPD的吸收层，N型发射极层包括两层同种或不同种材料不同浓度的发射极层和发射极帽层，其两层同种或不同种材料不同浓度的发射极层作为WGPD的上包层。

4.根据权利要求1所述的波导光探测器和异质结双极性晶体管的单片集成方法，其特征在于步骤2)所述需要进行Zn扩散的区域为共用外延材料的发射极层的一部分，该区域通过Zn扩散工艺使发射极层N型材料转变为WGPD的上包层的P型材料，形成PN结。