[发明专利]实现微波开关及其逻辑控制电路单片集成的制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及化合物半导体器件技术领域，特别是指一种利用GaAs基E/D PHEMT技术实现微波开关及其逻辑控制电路单片集成的制作方法。

背景技术

微波开关是许多微波系统中的关键电路，其应用领域覆盖了从精密的空间通信系统，到常见的手机等电子产品。只要我们将射频信号从一个通道切换至另一个通道，或者仅仅是需要改变射频信号的通断状态时，就需要使用微波开关。高性能、体积小、具有通用性的微波开关广泛应用于各种微波系统。

微波开关在使用中需要用逻辑电路控制其通断状态。一个方法是将两部分电路用不同的芯片实现，通过引线连接逻辑电路输出端口与微波开关的控制电压端口，目前许多微波系统仍采用这种方案。但是，当开关通道较多时，所需的控制信号位数也会相应增加。

以多波段微波开关为例，该开关为了满足手机收发电路切换及GSM和UMTS等频段间转换，设计为单刀7掷开关(SP7T)。这意味着至少需要7位控制信号才能保证开关正常工作，这还不包括开关电路较复杂时所需要的额外控制信号，如果逻辑控制电路与开关仍是分立的芯片，这两个电路间的引线将异常复杂，而且过多的焊盘会浪费大部分芯片面积。

这样的方案对于要求体积小、成本低的手机等系统来说无疑是不合适的。

发明内容

(一)要解决的技术问题

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种使用GaAs E/DPHEMT技术实现微波开关及其逻辑控制电路单片集成的制作方法，用以解决在复杂的手机系统中，过多的控制信号引线导致大量的焊盘，浪费大部分芯片面积的问题，同时采用单电源供电，极大的降低手机的功耗，制作成内置反相器逻辑电路的SPDT MMIC，有效的减少开关电路的控制端口数目。

(二)技术方案

为达到上述目的，本发明提供了一种实现微波开关及其逻辑控制电路单片集成的制作方法，该方法包括：

对GaAs基应变高电子迁移率晶体管外延片进行预处理；

对源漏进行光刻，蒸发Ti/Pt/Au形成欧姆接触，实现源漏的制备；

腐蚀InGaAs帽层，形成增强型栅极，实现栅极的制备；

采用PECVD生长一层SiN介质，溅射NiCr合金制作电阻；

刻孔，蒸发一次布线金属，再长介质SiN，再进行光刻二次布线Ti/Au；

常规金属剥离形成金属图形。

上述方案中，所述对GaAs基应变高电子迁移率晶体管外延片进行预处理具体包括：对GaAs基应变高电子迁移率晶体管外延片进行腐蚀隔离，丙酮冲洗，乙醇清洗，水冲洗6遍，120℃烘箱10分，130℃走程序，991原胶3000转/分，涂1分，厚度1.5μm，95℃热板，90s，正胶显影液显60s，水冲洗，吹干，打底胶RIE O₂，流量60sccm，功率20W，120秒，HCL∶H₂O＝1∶10，漂10s，去除表面氧化层，测台阶高度，采用腐蚀液H₃PO₄∶H₂O₂∶H₂O＝3∶1∶50进行腐蚀，腐蚀时间40s，监测电流及岛高，漂酸，丙酮去胶，清洗，吹干。

上述方案中，所述对源漏进行光刻，蒸发Ti/Pt/Au形成欧姆接触，实现源漏的制备包括：涂胶原胶AZ5214，3500转/分，涂1分，厚度1.6μm，95℃热板，90秒，源漏版，小机器曝光20秒，AZ5214显影液显60s，水冲洗，打底胶30s，H₃PO₄∶H₂O＝1∶15，漂20s去除氧化层，丙酮剥离。

上述方案中，所述腐蚀InGaAs帽层，形成增强型栅极，实现栅极的制备包括：涂胶AZ5206，3000转/分，涂1分，厚度1.4μm，95℃热板，90s，栅金属版，大机器曝光2.1s，挖栅槽，柠檬酸∶双氧水＝1∶1，腐蚀InGaAs帽层，形成增强耗尽型栅极，蒸发栅金属Ti/Pt/Au，丙酮剥离，其中，Ti的厚度为200，Pt的厚度为500，Au的厚度为3000。

上述方案中，所述采用PECVD生长一层SiN介质的步骤中SiN介质的厚度为2000埃。

上述方案中，所述溅射NiCr合金制作电阻的步骤包括：涂AZ5214胶，4000转/分，60秒，1.5μm，热板95℃，烘90秒，光刻，反转，泛曝光，采用SP-3型磁控溅射机，溅射厚度为870的NiCr合金。