專利名稱：一種砷化鎵基單片光電子集成接收機(jī)前端結(jié)構(gòu)及制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種單片光電子集成接收機(jī)前端結(jié)構(gòu)及制作方法，尤其是一種砷 化鎵贗配高電子遷移率晶體管(PHEMT)放大器與金屬-半導(dǎo)體-金屬光探測(cè)器(MSM PD) 單片集成的設(shè)計(jì)及制造工藝，屬于單片微波集成電路和光電子技術(shù)的交叉領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
單片光電子集成將激光器、光探測(cè)器等光電子器件與前置放大器、限幅放大器等 微波電路制作在同一襯底之上(單芯片)，以最大程度地減小互聯(lián)寄生參數(shù)對(duì)器件最高工 作速率的限制，并且消除或減少了互聯(lián)焊點(diǎn)而有利于提高集成器件的可靠性。光探測(cè)器與 前置放大器組成的光接收機(jī)前端是單片光電子集成的兩個(gè)主要方向之一。光探測(cè)器通常采 用PIN、APD和MSM三種形式，各具特點(diǎn)，從單片集成的角度考慮，MSM光探測(cè)器為平面結(jié)構(gòu)， 工藝相對(duì)簡(jiǎn)單，易于集成，而且其電容僅為相同光敏面積PIN光探測(cè)器的l/4 l/5，在高速 率應(yīng)用中具有優(yōu)勢(shì)。單片集成光接收機(jī)前端通常采用光探測(cè)器在上、放大電路在下的重疊 結(jié)構(gòu)，因此流水過程中電路區(qū)域的上層光探測(cè)器材料需要被去除，然后才能進(jìn)行放大電路 有源和無源元件的加工。由于光電轉(zhuǎn)換效率的要求，光探測(cè)器通常具有較厚(微米量級(jí)) 的有源區(qū)，而高速化合物半導(dǎo)體微波器件層結(jié)構(gòu)通常為深亞微米或數(shù)十納米量級(jí)，流水中 將較厚的光探測(cè)器材料均勻地去除而不對(duì)其下的微波器件材料帶來不利影響是一項(xiàng)難度 很大的工作，極具挑戰(zhàn)性。 一般采用干法刻蝕或者濕法刻蝕終止技術(shù)來完成該區(qū)域的加工， 不過由于光探測(cè)器有源層刻蝕技術(shù)是單片光電集成接收機(jī)前端研制中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，在公開 發(fā)表的論文中，國內(nèi)外研究者一般只是簡(jiǎn)單提及，或者回避這個(gè)問題，鮮有詳細(xì)論述。前置 放大器是單片光電集成接收機(jī)前端的另一個(gè)組成部分，其增益、帶寬和噪聲性能的優(yōu)化存 在沖突，需要根據(jù)實(shí)際目標(biāo)進(jìn)行折衷。相對(duì)于以跨阻放大器為代表的集總參數(shù)放大器，分布 參數(shù)放大器將晶體管輸入、輸出電容納入人工傳輸線(ATL)結(jié)構(gòu)，克服了前者難以避免的 寬帶匹配問題，極大地拓展了帶寬。分布放大器柵、漏傳輸線特性阻抗、截止頻率、終端負(fù)載 等決定了其主要電學(xué)性能，而由于分布效應(yīng)的存在，傳輸線布局在很大程度上影響了上述 特性，目前的設(shè)計(jì)中大量存在傳輸線布局可進(jìn)一步改進(jìn)的情況，這在一定程度上制約了分 布放大器帶寬優(yōu)勢(shì)的充分發(fā)揮。此外，分布式放大器多采用共源-共柵(Cascode)結(jié)構(gòu)， 通過調(diào)整其中的電阻與若干段微帶線來獲得需要的增益曲線，由于這些元件涉及放大器噪 聲、增益、群延遲等性能，需要確定有效的調(diào)整方法以獲得綜合性能優(yōu)良的前置放大器。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提出一種砷化鎵基單片光電子集成接收機(jī)前端結(jié)構(gòu)及制作方法，MSM光探 測(cè)器叉指電極長(zhǎng)度、寬度和間距設(shè)計(jì)兼顧量子效率和工作速率的要求，表面覆蓋一定厚度 的氮化硅介質(zhì)作為增透層和鈍化層。PHEMT分布式前置放大器采用Cascode結(jié)構(gòu)作為增益 單元，確立了一種方法來調(diào)整該單元中相關(guān)電阻與微帶線阻抗，以獲得適當(dāng)?shù)呢?fù)阻效應(yīng)而 在一定程度上補(bǔ)償漏傳輸線損耗，并得到小的噪聲系數(shù)與較為一致的信號(hào)群延遲；采用最短?hào)艂鬏斁€直線布局，以消除微帶線彎折帶來的額外電容，有利于提高傳輸線截止頻率，以 及縮短漏傳輸線中相位匹配微帶線和輸出微帶線的長(zhǎng)度；適當(dāng)增大漏傳輸線反向輸出末端 微帶線阻抗、減小正向輸出末端微帶線阻抗以提高放大器高頻增益。 本發(fā)明的技術(shù)解決方案一種砷化鎵基單片光電子集成接收機(jī)前端結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu) 是包括分布式前置放大器和光探測(cè)器，其中分布式前置放大器PHEMT器件源極長(zhǎng)度和寬度 為10 ii m和50 ii m、柵電極長(zhǎng)度和寬度分別是0. 5 y m和100 y m、漏極長(zhǎng)度和寬度分別是 10 m和50 m ;放大器采用7個(gè)共源-共柵結(jié)構(gòu)作為增益單元，柵傳輸線終端負(fù)載、漏傳 輸線反向終端負(fù)載阻抗均為50 Q ，柵傳輸線輸入微帶寬度10 m、長(zhǎng)度1780 y m，共柵晶體 管柵端串聯(lián)電阻阻值15Q、共柵晶體管柵偏置電阻阻值148Q，電容為2. lpF，共源晶體管 源端微帶寬度和長(zhǎng)度分別是10 m和200 m、共源晶體管漏端與共柵晶體管源端之間的微 帶寬度和長(zhǎng)度分別是16 m和554 m，微帶線寬度和長(zhǎng)度分別是20 y m和50 y m，共柵晶體 管漏端微帶寬度和長(zhǎng)度分別是16 m和610 m，放大器輸出端微帶傳輸線寬度20 y m、長(zhǎng)度 3120 ii m，放大器漏傳輸線正向輸出端口微帶線寬度和長(zhǎng)度分別是30 ii m和270 y m，放大器 漏傳輸線反向輸出端口微帶線寬度和長(zhǎng)度分別是llPm和60iim;光探測(cè)器叉指電極寬度 和長(zhǎng)度0. 75 ii m，電極間距0. 75 y m。 —種砷化鎵基單片光電子集成接收機(jī)前端結(jié)構(gòu)及制作方法，包括如下設(shè)計(jì) —、砷化鎵基單片光電子集成接收機(jī)前端中的分布式前置放大器輸入端微帶傳輸
線采用直線布局，其長(zhǎng)、寬數(shù)值與晶體管輸入電容及所傳輸?shù)男盘?hào)功率相匹配； 二、放大器漏傳輸線反向輸出端口微帶線寬度小于放大器輸出端微帶傳輸線的寬
度，放大器漏傳輸線正向輸出端口微帶線寬度大于放大器輸出端微帶傳輸線的寬度，即適
當(dāng)增大反向端口微帶阻抗，同時(shí)減小正向輸出端口微帶阻抗； 三、調(diào)整共源晶體管源端微帶、共源晶體管漏端與共柵晶體管源端之間的微帶、微 帶阻抗及共柵晶體管柵端串聯(lián)電阻阻值，使Cascode結(jié)構(gòu)輸出阻抗實(shí)部為負(fù)，以補(bǔ)償漏傳 輸線損耗，優(yōu)化過程中共柵晶體管柵端串聯(lián)電阻始終小于20Q ，使放大器在獲得平坦增益 曲線的同時(shí)，也具有較低的噪聲系數(shù)； 四、調(diào)整共源晶體管漏端與共柵晶體管源端之間的微帶與共柵晶體管漏端微帶阻 抗，使得增益曲線在中、高頻段略呈平滑的下降趨勢(shì)，以獲得一致的信號(hào)群延遲；
五、采用氯氣與三氯化硼作為氣源的反應(yīng)離子刻蝕形成臺(tái)階高度準(zhǔn)確、刻蝕后的 鋁鎵砷表面光滑平整的MSM光探測(cè)器臺(tái)面，該臺(tái)面高度1.4iim，刻蝕氣氛為Cl2 : BC13 = 1 : 5，微波功率150W，氣壓10mTorr，直流偏置150V，刻蝕至1. 35 y m時(shí)撤去微波功率，氣壓 不變，直流偏置降至20V，直至臺(tái)階高度達(dá)到1. 4ii m ; 六、砷化鎵基單片光電子集成接收機(jī)前端中的MSM光探測(cè)器叉指電極與PHEMT器 件柵電極均采用Ti/Pt/Au金屬體系與砷化鎵材料形成肖特基接觸，因二者位于高度不同 的平面，以及金屬層厚度不一致，采用先加工光探測(cè)器叉指電極，然后加工柵電極；
七、整個(gè)流程淀積三次氮化硅材料，滿足作為MSM光探測(cè)器增透層的要求，并
且具有較小的體泄漏電流，總厚度5500 A，分別作為輔助剝離介質(zhì)、柵保護(hù)介質(zhì)以及電 容介質(zhì)，厚度依次為3200 A、 1000 A和1300 A，淀積氣體組份NH3 : SiH4 : He分別為
i : ioo : 200、i : 80 : 200、i : 100 : 200，淀積溫度分別為220°c、i60°c、220°c。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)設(shè)計(jì)的分布放大器布局緊湊，柵、漏傳輸線寄生電容小，在有效減
4小芯片面積的同時(shí)，充分發(fā)揮了分布參數(shù)前置放大器大帶寬的優(yōu)勢(shì)；此外，還具有小的噪聲 系數(shù)和較為一致的群延遲，即放大器頻域和時(shí)域綜合性能良好；MSM光探測(cè)器臺(tái)面刻蝕控 制精確，表面光滑平整，損傷小，沒有對(duì)后續(xù)工藝帶來不利影響。尤其值得一提的是，沒有采 用通常的刻蝕終止技術(shù)，簡(jiǎn)化了材料層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及外延；將砷化鎵PHEMT放大器工藝與MSM 光探測(cè)器工藝有機(jī)地整合在一起，提高了流水效率，并兼顧了各自特點(diǎn)，大大提高了一次投 片成功率，有利于批量生產(chǎn)。


附圖1是本發(fā)明的單片光電子集成接收機(jī)前端材料示意圖
附圖2是本發(fā)明的單片光電子集成接收機(jī)前端結(jié)構(gòu)示意圖。
附圖3是本發(fā)明的分布式前置放大器原理框圖。
附圖4是本發(fā)明的分布式前置放大器增益單元框圖。
附圖5是本發(fā)明的金屬_半導(dǎo)體_金屬光探測(cè)器示意圖。
附圖6是本發(fā)明的贗配高電子遷移率晶體管示意圖。 附圖中1是前置放大器，2是光探測(cè)器，3是RIE刻蝕后的鋁鎵砷表面，4是連接光 探測(cè)器與放大器的空氣橋，5是放大器輸入端壓點(diǎn)、6是放大器輸入端微帶傳輸線、7是放大 器柵傳輸線終端負(fù)載，8 14是相同的七個(gè)Cascode增益單元，15是放大器漏傳輸線反向 終端負(fù)載，16是放大器漏傳輸線反向輸出端口微帶線，17是放大器輸出端微帶傳輸線，18 是放大器漏傳輸線正向輸出端口微帶線，19是放大器輸出端壓點(diǎn)，20是共源晶體管源端微 帶，21是共源晶體管，22是共柵晶體管柵端串聯(lián)電容，23是共源晶體管漏端與共柵晶體管 源端之間的微帶，24是共柵晶體管柵端串聯(lián)電阻、25是微帶，26是共柵晶體管，27是共柵晶 體管柵偏置電阻，28是共柵晶體管漏端微帶，29、32分別是光探測(cè)器叉指電極引出端壓點(diǎn)， 30、31均是光探測(cè)器叉指電極，32是PHEMT器件漏極引出端，33是PHEMT源極、34是柵電極、 35是漏極，36是柵極引出端。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1 :設(shè)計(jì)砷化鎵基單片光電子集成接收機(jī)前端，其結(jié)構(gòu)包括分布式前置放 大器和光探測(cè)器，其中分布式前置放大器PHEMT器件源極33長(zhǎng)度和寬度分別是10 ii m和 50 ii m、柵極34長(zhǎng)度和寬度分別是0. 5 ii m和100 y m、漏極35長(zhǎng)度和寬度分別是10 y m禾口 50 ii m ;放大器采用7個(gè)共源-共柵結(jié)構(gòu)作為增益單元，柵傳輸線終端負(fù)載7、漏傳輸線反 向終端負(fù)載15阻抗均為50Q，柵傳輸線輸入微帶6寬度10iim、長(zhǎng)度1780iim微米，電阻 24、27阻值分別為15 Q 、 148 Q ，電容22為2. lpF，微帶線20寬度和長(zhǎng)度分別是10 y m禾口 200 ii m、微帶線23寬度和長(zhǎng)度分別是16 ii m和554 y m，微帶線25寬度和長(zhǎng)度分別是20 y m 和50 ii m，微帶線28寬度和長(zhǎng)度分別是16 ii m和610 ii m，漏傳輸線輸出微帶17寬度20 y m、 長(zhǎng)度3120iim，正向、反向輸出端口微帶18寬度和長(zhǎng)度分別是30iim和270iim，正向、反向 輸出端口微帶16寬度和長(zhǎng)度分別是llym和60iim;光探測(cè)器叉指電極30、光探測(cè)器叉指 電極31寬度和長(zhǎng)度0. 75 ii m，電極間距0. 75 y m。
砷化鎵基單片光電子集成接收機(jī)前端的制作方法 光探測(cè)器臺(tái)面設(shè)計(jì)高度1.4iim， RIE刻蝕氣氛為Cl2 : BC13 = 1 : 5，微波功率
5150W，氣壓10mTorr，直流偏置150V，刻蝕至1. 35 y m時(shí)撤去微波功率，氣壓不變，直流偏置 降至20V，直至臺(tái)階高度達(dá)到1.4iim; 氮化硅介質(zhì)總厚度5500 A，其中輔助剝離介質(zhì)厚度3200 A、柵保護(hù)介質(zhì)厚 度1000 A、電容介質(zhì)厚度1300 A，氣體組份NH3 : SiH4 : He分別為l : 100 : 200、 1 : 80 : 200、1 : IOO : 200，淀積溫度分別為220。C、160。C、22(TC。 實(shí)施例2 :設(shè)計(jì)砷化鎵基單片光電子集成接收機(jī)前端，其結(jié)構(gòu)包括分布式前置放 大器和光探測(cè)器，其中分布式前置放大器PHEMT器件源極33長(zhǎng)度和寬度分別是10 ii m和 50 ii m，柵極長(zhǎng)度和寬度分別是340. 5 ii m和100 ii m，漏極35長(zhǎng)度和寬度分別是10 y m禾口 50 i！ m ;放大器采用7個(gè)共源-共柵結(jié)構(gòu)作為增益單元，傳輸線特性阻抗及終端負(fù)載7、 15阻 抗均為50 Q ，柵傳輸線輸入微帶6寬度10 ii m、長(zhǎng)度1780 y m微米，電阻24、27阻值分別為 22 Q 、 148 Q ，電容22為2. lpF，微帶線20寬度和長(zhǎng)度分別是10 y m禾P 200 y m、微帶線23寬 度和長(zhǎng)度分別是16 ii m和500 ii m、微帶線25寬度和長(zhǎng)度分別是20 y m和50 y m、微帶線28 寬度和長(zhǎng)度分別是16 ii m和550 ii m，漏傳輸線輸出微帶17寬度20 y m、長(zhǎng)度3300 y m，正向、 反向輸出端口微帶18寬度和長(zhǎng)度分別是30iim和270iim，正向、反向輸出端口微帶16寬 度和長(zhǎng)度分別是lliim和60iim;光探測(cè)器叉指電極30、光探測(cè)器叉指電極31寬度和長(zhǎng)度 0. 75iim，電極間距O. 75iim。 砷化鎵基單片光電子集成接收機(jī)前端的制作方法 光探測(cè)器臺(tái)面設(shè)計(jì)高度1.4iim， RIE刻蝕氣氛為BCl3，微波功率150W，氣壓 10mTorr，直流偏置150V，刻蝕至1. 35 y m時(shí)撤去微波功率，氣壓不變，直流偏置降至20V，直 至臺(tái)階高度達(dá)到1.4iim。 氮化硅介質(zhì)總厚度5500 A，其中輔助剝離介質(zhì)、柵保護(hù)介質(zhì)、電容介質(zhì)厚度分別為 3200 A、 1000 A、 1300 A，氣體組份NH3 : SiH4 : He均為l : 80 : 200，淀積溫度分別為 240°C、160°C、240°C。
具體實(shí)施時(shí)， 1)分布式前置放大器設(shè)計(jì)中，首先提取包括S參數(shù)、輸入輸出電容等在內(nèi)的晶體 管模型，并設(shè)定傳輸線特性阻抗，然后根據(jù)電路原理進(jìn)行原理圖布局、模擬，以得到適當(dāng)?shù)?正、反向增益曲線、輸入輸出端口駐波比曲線、噪聲系數(shù)、穩(wěn)定因子、群延遲曲線、眼圖等為 目標(biāo)?？紤]到光探測(cè)器輸出光電流一般較小，柵傳輸線輸入微帶寬度及長(zhǎng)度選擇余地較大， 可在適當(dāng)范圍內(nèi)調(diào)整其寬度及長(zhǎng)度，并結(jié)合史密斯圓圖對(duì)圖3所示Cascode增益單元中相 關(guān)無源元件進(jìn)行調(diào)整(關(guān)鍵元件參數(shù)調(diào)整方法及要求已在技術(shù)方案特征一節(jié)中敘述)，從 而得到如前所述的相應(yīng)輸出曲線。最后根據(jù)晶體管橫向和縱向尺寸，以及由電路模擬和設(shè) 計(jì)規(guī)則確定的相關(guān)無源元件尺寸，確定符合柵傳輸線輸入微帶直線布局的方案，并依此進(jìn) 行版圖設(shè)計(jì)，其合理性通過電磁場(chǎng)模擬確認(rèn)； 2)采用反應(yīng)離子刻蝕形成光探測(cè)器臺(tái)面，在一定的微波功率、氣壓以及直流偏置 下，通過調(diào)整混合氣體中氯氣與三氯化硼比例來獲得適當(dāng)?shù)目涛g速率、各向異性效果、以及 表面形貌。由于常規(guī)干法刻蝕所致表面損傷可能對(duì)PHEMT器件性能帶來不利影響，刻蝕過 程中采用較低的偏置電壓和中等微波功率，并在刻蝕結(jié)束前的一段時(shí)間內(nèi)撤去微波功率、 進(jìn)一步降低偏置電壓而保持其它參數(shù)不變，如此，損傷層得以有效去除，而且放大器區(qū)域材 料表面3光滑平整，粗糙度接近刻蝕前的表面；
3)光探測(cè)器叉指電極長(zhǎng)度通常選擇略大于光纖直徑(數(shù)十微米)，考慮到量子效 率和工作速率的要求，電極寬度和間距在亞微米至微米量級(jí)，因此，叉指電極呈密集狹長(zhǎng)的 LINE/SPACE結(jié)構(gòu)，在金屬剝離工藝上存在一定難度，這一點(diǎn)與PHEMT器件柵電極有所區(qū)別， 二者共同之處在于均對(duì)光刻工藝要求很高，對(duì)光刻條件中的最佳焦平面位置及曝光時(shí)間 要求嚴(yán)格。流水過程中必須面對(duì)的是光探測(cè)器叉指電極與PHEMT器件柵電極位于高度不 同的兩個(gè)平面上，光刻機(jī)焦深難以同時(shí)滿足二者要求。因此，采用叉指電極在前、柵電極在 后制作的方案，光刻條件完全一致，叉指電極金屬層厚度略小于柵電極，以利于金屬剝離；
4)介質(zhì)生長(zhǎng)分三次完成，依次是輔助剝離介質(zhì)、柵保護(hù)介質(zhì)和電容介質(zhì)，分別用于 源漏電極、電阻、一次布線等金屬化后的剝離、柵電極保護(hù)，以及MM電容制作，同時(shí)，這三 層介質(zhì)也作為光探測(cè)器增透和鈍化層，其厚度滿足介質(zhì)上下兩個(gè)表面反射光干涉相長(zhǎng)的要 求。采用氨氣(NH3)、硅烷(SiH4)和氦氣(H2)作為反應(yīng)氣體，在一定范圍內(nèi)優(yōu)化組份、溫度 等淀積條件，使得電場(chǎng)作用下的介質(zhì)具有較小的體泄漏電流，有利于提高光探測(cè)器靈敏度。
權(quán)利要求
一種砷化鎵基單片光電子集成接收機(jī)前端結(jié)構(gòu)，其特征是包括分布式前置放大器和光探測(cè)器，其中分布式前置放大器PHEMT器件源極長(zhǎng)度和寬度為10μm和50μm、柵電極長(zhǎng)度和寬度分別是0.5μm和100μm、漏極長(zhǎng)度和寬度分別是10μm和50μm；放大器采用7個(gè)共源-共柵結(jié)構(gòu)作為增益單元，柵傳輸線終端負(fù)載、漏傳輸線反向終端負(fù)載阻抗均為50Ω，柵傳輸線輸入微帶寬度10μm、長(zhǎng)度1780μm，共柵晶體管柵端串聯(lián)電阻阻值15Ω、共柵晶體管柵偏置電阻阻值148Ω，電容為2.1pF，共源晶體管源端微帶寬度和長(zhǎng)度分別是10μm和200μm、共源晶體管漏端與共柵晶體管源端之間的微帶寬度和長(zhǎng)度分別是16μm和554μm，微帶線寬度和長(zhǎng)度分別是20μm和50μm，共柵晶體管漏端微帶寬度和長(zhǎng)度分別是16μm和610μm，放大器輸出端微帶傳輸線寬度20μm、長(zhǎng)度3120μm，放大器漏傳輸線正向輸出端口微帶線寬度和長(zhǎng)度分別是30μm和270μm，放大器漏傳輸線反向輸出端口微帶線寬度和長(zhǎng)度分別是11μm和60μm；光探測(cè)器叉指電極寬度和長(zhǎng)度0.75μm，電極間距0.75μm。
2. —種砷化鎵基單片光電子集成接收機(jī)前端結(jié)構(gòu)及制作方法，其特征是包括如下設(shè)計(jì)一、 砷化鎵基單片光電子集成接收機(jī)前端中的分布式前置放大器輸入端微帶傳輸線采 用直線布局，其長(zhǎng)、寬數(shù)值與晶體管輸入電容及所傳輸?shù)男盘?hào)功率相匹配；二、 放大器漏傳輸線反向輸出端口微帶線寬度小于放大器輸出端微帶傳輸線的寬度， 放大器漏傳輸線正向輸出端口微帶線寬度大于放大器輸出端微帶傳輸線的寬度，即適當(dāng)增 大反向端口微帶阻抗，同時(shí)減小正向輸出端口微帶阻抗；三、 調(diào)整共源晶體管源端微帶、共源晶體管漏端與共柵晶體管源端之間的微帶、微帶阻 抗及共柵晶體管柵端串聯(lián)電阻阻值，使Cascode結(jié)構(gòu)輸出阻抗實(shí)部為負(fù)，以補(bǔ)償漏傳輸線 損耗，優(yōu)化過程中共柵晶體管柵端串聯(lián)電阻始終小于20Q，使放大器在獲得平坦增益曲線 的同時(shí)，也具有較低的噪聲系數(shù)；四、 調(diào)整共源晶體管漏端與共柵晶體管源端之間的微帶與共柵晶體管漏端微帶阻抗， 使得增益曲線在中、高頻段略呈平滑的下降趨勢(shì)，以獲得一致的信號(hào)群延遲；五、 采用氯氣與三氯化硼作為氣源的反應(yīng)離子刻蝕形成臺(tái)階高度準(zhǔn)確、刻蝕后的鋁鎵 砷表面光滑平整的MSM光探測(cè)器臺(tái)面，該臺(tái)面高度1.4iim，刻蝕氣氛為Cl2 : BC13=1 : 5， 微波功率150W，氣壓10mTorr，直流偏置150V，刻蝕至1. 35 y m時(shí)撤去微波功率，氣壓不變， 直流偏置降至20V，直至臺(tái)階高度達(dá)到1. 4iim ;六、 砷化鎵基單片光電子集成接收機(jī)前端中的MSM光探測(cè)器叉指電極與PHEMT器件柵 電極均采用Ti/Pt/Au金屬體系與砷化鎵材料形成肖特基接觸，因二者位于高度不同的平 面，以及金屬層厚度不一致，采用先加工光探測(cè)器叉指電極，然后加工柵電極；七、 整個(gè)流程淀積三次氮化硅材料，滿足作為MSM光探測(cè)器增透層的要求，并且具有較小的體泄漏電流，總厚度5500A，分別作為輔助剝離介質(zhì)、柵保護(hù)介質(zhì)以及電容介質(zhì)，厚度依次為3200A、1000 A和1300 A，淀積氣體組份NH3 : SiH4 : He分別為i : ioo : 200、，1 : 80 : 200、1 : IOO : 200，淀積溫度分別為220。C、160。C、22(TC。
全文摘要
本發(fā)明是一種砷化鎵基單片光電子集成接收機(jī)前端結(jié)構(gòu)及其制作方法。針對(duì)通常采用共源-共柵結(jié)構(gòu)作為增益單元的分布放大器，提出了包括柵傳輸線輸入微帶直線布局、漏傳輸線正反向終端微帶阻抗調(diào)整、以及增益單元中電阻和若干微帶線阻抗調(diào)整的方法，獲得良好頻域和時(shí)域響應(yīng)；整合了砷化鎵PHEMT放大器工藝與MSM光探測(cè)器工藝，采用反應(yīng)離子刻蝕形成光探測(cè)器臺(tái)面工藝、MSM光探測(cè)器叉指電極與PHEMT器件柵電極分先后制作工藝、以及三次氮化硅介質(zhì)淀積形成MSM光探測(cè)器增透和鈍化介質(zhì)工藝。優(yōu)點(diǎn)分布放大器布局緊湊，其帶寬優(yōu)勢(shì)得到充分發(fā)揮，綜合性能良好；單片集成工藝合理，兼顧PHEMT放大器與MSM光探測(cè)器特點(diǎn)，流水效率高。
文檔編號(hào)H01L21/8252GK101740585SQ20091023238
公開日2010年6月16日 申請(qǐng)日期2009年12月9日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月9日
發(fā)明者葉玉堂, 焦世龍, 錢峰, 陳堂勝 申請(qǐng)人:中國電子科技集團(tuán)公司第五十五研究所