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CN100530680C - 单片光电集成电路的调制掺杂闸流管和互补晶体管组合 - Google Patents

单片光电集成电路的调制掺杂闸流管和互补晶体管组合 Download PDF

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CN100530680C CNB028093135A CN02809313A CN100530680C CN 100530680 C CN100530680 C CN 100530680C CN B028093135 A CNB028093135 A CN B028093135A CN 02809313 A CN02809313 A CN 02809313A CN 100530680 C CN100530680 C CN 100530680C
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Abstract

用彼此反转的二个调制掺杂的晶体管结构组成的外延层结构，在单片衬底(149)上得到了闸流管以及高速晶体管和光电子器件族。借助于对赝高电子迁移率晶体管(PHEMT)结构进行平面掺杂而得到这种晶体管结构。对于一种晶体管，加入了与PHEMT的调制掺杂相反的被轻掺杂层分隔开的二个相同极性的平面掺杂层。此组合被不掺杂的材料分隔于PHEMT调制掺杂。电荷层薄而重掺杂。顶部电荷层(168)得到了低的栅接触电阻，且底部电荷层(153)确定了相对于PHEMT调制掺杂层的场效应晶体管(FET)电容。对于其它的晶体管，仅仅加入了一个额外的层。

Description

单片光电集成电路的调制掺杂闸流管和互补晶体管组合
发明的背景
1.发明的领域
本发明涉及到半导体异质结器件的领域，确切地说是涉及到一种半导体结构，它利用调制掺杂产生的反沟道来实现闸流管、晶体管、光发射器、光探测器、光调制器、光放大器、以及其它光电子器件。
2.技术的状态
本发明建立在熟知的赝脉冲掺杂的高电子迁移率晶体管(脉冲掺杂的PHEMT)，有时称为脉冲掺杂的调制掺杂场效应晶体管(脉冲掺杂的MODFET)或脉冲掺杂的二维电气场效应晶体管(脉冲掺杂的TEGFET)的现有器件结构之上。GaAs/InGaAs/AlxGa1-xAs由于能够用MBE(分子束外延)生长光学/电学性质高的外延层而已经成为这些器件所选择的III-V族材料系统。但诸如GaN之类的比较新的宽带半导体由于容易制作量子阱，故也是有前景的侯选材料。作为无线和MMIC应用中的前端放大器，目前对PHEMT有持续的需求，且其优异的低噪声和高频性能已经被广泛地承认。
在制造恰当工作于几GHz范围的微波晶体管方面，PHEMT是非常有用的，一开始被广泛地用于军用系统，现在已经被用于商业产品，特别是在蜂窝通信领域。在高频范围内结合电信号而使用光信号，能够得到许多优点。在单片上组合电子元件和光电子元件产生了光电子集成电路(OEIC)的概念。通常，由于一方面诸如FET之类的电子器件与另一方面诸如结型二极管激光器和MSM或PIN二极管之类的光电子器件的结构性质非常不同，故单片集成已经被证明很困难。事情变得甚至更为复杂的是，光电子器件组合的引入必然与目前是处于硅CMOS电路形式中的互补MOS晶体管的现有技术电子芯片技术发生竞争。其含意是光电子器件组合的引入必须提供具有光电子功能的互补器件组合。以这种方式，光电子技术基础可能提供具有明显优于常规CMOS的互补功能和光电子功能二者。利用欧姆接触代替肖特基接触，PHEMT可以被修正为光电子器件(见美国专利#4800415，此处将其整个内容列为参考)。这种器件已经被称为HFET，更准确地说是一种反沟道HFET(ICHFET)，以便区别于描述为HFET的III-V族晶体管的大范围。但由于得到的结构必须执行多种功能，故p掺杂如何加入到PHEMT的详细性质是一个关键的问题，这些功能是：1)必须提供低阻欧姆接触，2)必须提供载流子进入光电子器件有源区的漏斗，以及3)必须使自由载流子吸收减为最小。为了用欧姆接触修正的PHEMT来实现互补结构，必须生长二种不同类型的调制掺杂量子阱界面，一个产生电子的反沟道，另一个产生空穴的反沟道。这二种界面结构上组合的方式，提供了以闸流管的形式产生光开关的某些独特的机会。这些通常在CMOS技术的实现中被常规地形成为p-n-p-n结构的串联组合，但被有意地抑制，以便消除寄生闭锁。但在III-V互补技术的层结构的设计中，闸流管可以被优化来提供开关激光器和探测器的独特机会。
本发明的目的是设计一种单一的外延层结构，它能够同时被制作在单一的集成电路芯片中，以便用作电子多数载流子双极晶体管、空穴多数载流子双极晶体管、以电子作为沟道多数载流子的场效应晶体管、以空穴作为沟道多数载流子的场效应晶体管、其中沟道多数载流子从沟道接触注入而沟道少数载流子从欧姆栅接触注入的横向注入激光器、闸流管开关激光器、吸收其量子阱带隙上的辐射的闸流管开关探测器、其中多数光电子被清除到沟道接触而光空穴被清除到栅或收集极欧姆接触的钉扎(pin)型带隙探测器、以及光放大器和调制器。
本发明的另一目的是将制造技术具体化，以便产生最佳用作互补逻辑门的一对互补的n沟道和p沟道场效应晶体管。此制造程序还应该产生分别具有n沟道和p沟道控制元件的互补双极场效应晶体管。
本发明的另一目的是演示闸流管器件如何可以从相同的互补技术程序被优化，以便当被转换到其开通状态时被用作高效率激光器，以及在其高阻抗关断状态下被用作高效率探测器。
本发明的另一目的是用互补结构产生一种共面方向耦合器，其中可以借助于将电荷从可以将电荷注入到其各个波导核心中的自对准接触注入到这些波导中的任何一个或二者中，选择性地改变沿二个平行波导的传播常数。
本发明的另一目的是演示光电子器件如何能够被制造成垂直腔器件，还仍然在集成电路平面内提供由低损耗无源波导互连的源、探测器、调制器、放大器、以及开关。
本发明的再一个目的是用独特的对通常PHEMT结构进行修正并使之具有光电子性能的平面层掺杂的组合来达到这些目标。
本发明的最终目的是演示互补晶体管技术以及光电子器件技术作为可制造的解决方案如何被同时优化。
发明的概述
为了满足用同一个单片半导体器件结构与互补FET或双极运行一起达到闸流管激光器和探测器那样的垂直腔器件工作的这些目的，提出了一种半导体器件结构和制造技术。根据本发明的一个示例性实施方案，其中位于非常靠近调制掺杂层的平面掺杂层(n沟道晶体管的p型层和p沟道晶体管的n型层)被用来建立场效应晶体管的栅电容的互补ICHFET器件，被外延组合来在单个外延生长中实现二种晶体管。各个这些晶体管是PHEMT器件，其中的栅接触是欧姆接触，性质上与肖特基二极管相反。此欧姆接触是非整流的，而肖特基二极管接触是对外加信号整流的。
此n型晶体管的栅接触被生长在量子阱上(指定为正常结构)，而p型晶体管的栅接触被生长在量子阱下面(指定为反结构)。对于n型晶体管，在PHEMT的栅金属与调制掺杂层之间有二个平面掺杂层，且二者的掺杂类型(p型)都与调制掺杂层(n型)相反。表面层电荷使得能够得到低电阻欧姆接触。第二层由于在调制掺杂层上方以精密的间距建立了栅电压而确定了FET的输入电容。这些掺杂类型相反的层之间的间距是不掺杂的，并形成在相对于量子阱为中等带隙的材料中。
p型晶体管以反结构形式被生长。最低的层是n型层，被临界电容器厚度分隔在p型调制掺杂层下方。在此n型层下方，是n+型GaAs，用以形成对p型晶体管的栅的欧姆接触。用常规的合金技术来形成对底层的欧姆接触。
n型晶体管的收集极接触由p型晶体管的沟道区形成，而p型晶体管的收集极接触由n型晶体管的沟道区形成。借助于将正常器件与反器件组合在在同一组外延层中，得到了这种情况.由整个层结构来产生闸流管，以便包围n型晶体管和p型晶体管二者。此闸流管结构能够利用n型和p型晶体管的所有端子接触。
为了产生n型反沟道器件，用离子注入和标准的自对准技术，源电极和漏电极被制作在难熔金属栅/发射极的二侧上。在激活注入的粒子的高温退火之后，源电极和漏电极被金属化。对于p型器件，难熔金属确定了栅的特点，但实际上用作器件的收集极。栅层是底部N+层，并由位于源区或漏区一侧的欧姆接触提供其电连接，以便提供到底部外延层的电通道。对于场效应晶体管，栅或收集极接触金属在器件的长度(短尺度)上构成均匀的金属特征。对于光电子器件(包括闸流管激光器、探测器、光放大器、以及调制器)，栅金属被开窗口，以便允许光通过而进出有源区，且依赖于表面P++平面层掺杂来产生跨越光窗口的恒定电位。从栅金属接触流入到有源层的电流的性质于是是二维的，其载流子流动分布决定于硅注入剂的使用以引导载流子。这些光电子器件是谐振垂直腔器件，且n和p型晶体管的调制掺杂层之间的间距被调整来在腔中产生半波长的整数倍。
上述实施方案产生了垂直于表面发射或探测的光电子器件。在另一个实施方案中，垂直腔的DBR镜面用作介质波导的包封层，并利用与这些器件单片制造的无源波导，使光进入到器件的边沿中。利用腐蚀到波导中的光栅，光可以从垂直腔被连续地转换到波导传播。对于激光器、探测器、调制器、以及放大器器件，这一工作是特别重要的。
借助于构成此半导体器件结构而得到的优点是：消除了FET电容以及栅电压控制的位置与用来得到低栅接触电阻的掺杂之间的相互影响，大幅度降低了栅到源短路的发生率，栅介质的有效(电)厚度能够被制作得特别薄，各个层能够被腐蚀掉以得到低的接触电阻，阈值能够被注入剂更容易地调节以得到耗尽器件，以及大幅度改善了可制造性。组合二种晶体管所得到的优点是，形成了一种新的结构即光电子闸流管。此闸流管在其高阻抗状态下具有探测灵敏而在其关断状态下具有激光发射的独特性质。此闸流管可以被用作数字调制器、收发机、放大器、以及方向耦合器。这些器件可以被实现为波导或垂直腔器件。垂直腔构造使得能够得到所有器件模式的谐振腔运行。除了这些光电子性质之外，此结构还产生称为BICFET的以电子或空穴为多数载流子的反沟道双极器件以及具有电子和空穴沟道二者的异质结构FET。因此，FET或双极电路的互补工作是可能的。
从结合附图的下列详细描述中，本发明的进一步特点和优点将变得更为明显。
附图的简要说明
图1a是示意图，示出了根据本发明原理实施方案结构的各个层，并由此能够形成本发明的电子和光电子开关器件。
图1b示出了图1a结构的能带图。
图2a示出了具有源、漏、栅接触以及标注为收集极的背栅的n型晶体管的示意剖面。借助于引入氧注入剂以尽量减小局部电容，此漏被形成为低电容高速节点。这也是p型双极器件(n沟道BICFET)的剖面，其中端子标记是发射极、基极/源、以及收集极，优化示于图2b中。
图2b示出了pδnp晶体管的器件接触几何形状。在此布局中，基极/源端子从二侧接触沟道，且收集极接触被确定在基极接触的外面。在此情况下，基极电阻以包括基极接触区下面的未被调制掺杂的p沟道的收集极电阻为代价被减为最小。
图2c示出了为降低收集极电阻而优化了的pδnp晶体管的器件接触几何形状。基极/源接触被自对准于沟道的一侧，而收集极接触被自对准于另一侧。与图2b相比，基极/源的通路电阻更高，但收集极的通路电阻更低。
图2d、2e、2f示出了PHFET的构造，它也是pδnp晶体管的的构造。结构顶部处欧姆接触的p+层以及确定沟道器件电容器上板的p+层，都被腐蚀掉，故在淀积难熔电极之前，调制掺杂被暴露。对于双极晶体管，要求发射极接触在台面的二侧上。对于FET，台面一侧上的栅接触就足够。
图2g示出了构成为垂直发射或探测器件的光电子闸流管结构的通用化构造。为完整起见，n沟道和p沟道接触都被示出了。光圈由位于金属钨发射极接触内部的N型注入剂形成。流入到有源层中的电流被所示注入剂引导。底部镜面被生长并转换成AlO/GaAs，而顶部镜面由淀积的层组成。
图2h示出了仅仅用电子沟道接触作为第三端子输入而形成的光电子闸流管结构。由于仅仅需要单个高阻抗输入节点来改变状态，且电子沟道由于其较高的迁移率而更好，故这是最实际的闸流管结构。
图2i示出了具有电子第三端子输入形成的适合于信号的波导传播的光电子闸流管结构。光被借助于淀积DBR镜面而形成在顶部上的包封层以及借助于生长DBR镜面而形成在底部上的包封层限制为所示的光模式。对于激光器结构，由于形成在顶部淀积的镜面的第一镜面层中的二阶衍射光栅的作用，光从垂直传播模式被转换成波导传播模式。此波导器件还用作闸流管数字接收器、波导放大器、以及波导数字调制器。
图2j示出了具有电子第三端子输入且适合于形成二个平行的波导沟道的光电子闸流管波导结构。光被利用短暂耦合从一个沟道耦合到另一个沟道，反之亦然。此耦合通过由诸如空位无序之类的技术产生的带隙稍许大些因而折射率稍许低些的区域而发生。借助于将电荷注入到二个沟道之一中，就发生这种方向耦合器中的转换。
图3是光接收器电路。
图3a示出了具有串联负载元件的闸流管的电路结构，此串联负载元件是一种HFET或双极器件形式的与闸流管集成的晶体管。第三电端子提供了高阻抗输入以触发此器件。还示出了此器件的IV特性，当开关电压已经被降低到偏置电压以下时，就发生转换。
图3b示出了单波导器件共面结构的俯视图。光在由作为核心的量子阱和作为波导包封层的介质镜面形成的波导中传播。此光从无源波导进入，且出来到无源波导。这些无源波导在过渡到有源波导处具有接近零的反射率。有源器件可以具有确定在上介质镜面第一层中的光栅，以便能够从横向传播转换成垂直传播模式。
图3c示出了方向耦合器光开关的俯视图。二个有源波导沟道被短暂耦合二个波导之间的波的电隔离区分隔开。波导的其它方面与图3b完全相同。
优选实施方案的描述
图1a和图1b示出了根据本发明一个实施方案的结构的各个层，由此能够形成与光电子技术相关的所有器件结构。例如，用熟知的分子束外延(MBE)技术能够形成图1a的结构。AlAs的第一半导体层151和GaAs的第二半导体层152，被依次成对淀积在半绝缘砷化镓衬底149上，以便形成介质分布布拉格反射器(DBR)镜面。AlAs层的数目最好总是比GaAs层的数目大一个，以便镜面的第一层和最后层被示为层151。在优选实施方案中，随后对AlAs层进行高温水气氧化，以便产生化合物AlxOy，使镜面形成在设计的中心波长处。因此，镜面中层151和152的厚度被选择成GaAs和AlxOy的最终光学厚度为中心波长λD的1/4。由二种HFET器件组成的有源器件结构被淀积在镜面上。其中的第一器件是p沟道HFET，它具有p调制掺杂量子阱，且定位成栅端子在下侧(亦即在刚刚描述的镜面上)而收集极端子在上侧。其中的第二器件是n沟道HFET，它具有n调制掺杂量子阱，且定位成栅端子在上侧而收集极端子在下侧，这是p沟道器件的收集极。因此，N型非反沟道的器件被层叠在p型反沟道的器件上，以形成有源器件结构。
此层结构以厚度约为
Figure C0280931300141
的N+重掺杂的GaAs层153开始，以便能够形成欧姆接触，这是p沟道器件的栅电极。典型厚度为500-且典型掺杂为5×1017cm-3的N型Alx1Ga1-x1As层154被淀积在层153上。此层用作PHFET栅部分，且光学上用作所有激光器、放大器、以及调制器结构的下波导包封层。下一层155是厚度约为380-的Alx2Ga1-x2As，其中的x2约为15％。第一个60-
Figure C0280931300144
(层155a)以δ掺杂的形式被N+型掺杂，接着的200-
Figure C0280931300145
(层155b)不掺杂，接着的
Figure C0280931300146
(层155c)以δ掺杂的形式被P+型掺杂，而最后的20-
Figure C0280931300147
(层155d)不掺杂以形成分隔层。此层形成激光器、放大器、以及调制器的下分隔限制异质结构(SCH)层。下一层确定PHFET的量子阱。对于应变的量子阱，这由约为10-的不掺杂GaAs的分隔层156以及40-
Figure C0280931300149
的阱(标注为157)和不掺杂GaAs的势垒(标注为158)的组合组成。此阱可以由一系列组成部分组成。在此优选实施方案中，此量子阱由氮含量根据所希望的固有发射频率而在0-5％之间变化的In0.2Ga0.8AsN组成。这样，对于0.98微米的固有发射频率，氮的含量约为0％；对于1.3微米的固有发射频率，氮的含量约为2％；对于1.5微米的固有发射频率，氮的含量约为4-5％。阱势垒组合典型重复3次。非应变量子阱也是可能的。在不掺杂GaAs的最后势垒之后，是不掺杂Alx21Ga1-x2的层159，它构成PHFET器件的收集极，厚度约为0.5微米。至此所生长的所有的层构成了在底部具有栅接触的PHFET器件。
层159还形成NHFET器件的收集极区。大约200-
Figure C02809313001410
的不掺杂GaAs层160被淀积在159上，它形成第一量子阱的势垒。此层由于适应生长中断以将生长温度从610℃(光学质量Alx2Ga1-x2As层所要求的)改变到生长InGaAs的大约530℃而比大约
Figure C02809313001411
的正常势垒层更宽。因此，层160被分成大约的单层160a和大约的重复势垒层。下一层161是不掺杂的厚度约为40-的In0.2Ga0.8As量子阱。要指出的是，量子阱161的组成不必与量子阱层157相同。
Figure C0280931300154
的势垒和40-
Figure C0280931300155
的量子阱可以重复例如3次。然后是适应生长中断和生长温度改变的大约10-的不掺杂GaAs势垒层162。下一个是大约300-
Figure C0280931300157
的Alx21Ga1-x2As层163。层163由从底部到顶部的大约20-的Alx21Ga1-x2As的不掺杂的分隔层163a、是为调制掺杂层的大约3-5×1018cm-3的N+型掺杂层163b、大约200-
Figure C0280931300159
的不掺杂的电容分隔层163c、以及大约60-
Figure C02809313001510
的掺杂约为3-5×1018cm-3以形成电容器顶板的P+型δ掺杂层163d组成。层163d的掺杂粒子最好是碳(C)，以便确保扩散稳定性。与总是被耗尽的层163b相反，层163d在工作中应该决不被全部耗尽。层163d和163b构成对所有器件形成场效应输入的平板电容器的二个平板。对于光电子器件的工作，层163是上部SCH区。层163必须非常薄，以便能够得到频率非常高的运行。在所示实施方案中，对于40GHz的晶体管截止频率，可以采用
Figure C02809313001511
的厚度，而对于90GHz，采用
Figure C02809313001512
的厚度更为合适。接着淀积Alx1Ga1-x1As层164，以便形成激光器、放大器、以及调制器的上部波导包封层部分。其典型的厚度为500-
Figure C02809313001513
层164可以具有例如厚度为10-的P+型掺杂为1019cm-3的薄的第一子层164a。第二子层164b的P掺杂为1-5×1017cm-3，典型厚度为
Figure C02809313001515
接着淀积厚度约为50-
Figure C02809313001516
且掺杂到非常高水平的P+型掺杂(大约1×1020cm-3)的GaAs层或GaAs与InGaAs的组合层165，以便得到尽可能好的欧姆接触。
如以下所述，为了形成谐振腔器件，在制造工艺过程中，介质镜面被淀积在此结构上。这些镜面之间的距离是包括153-165的所有各个层的厚度。在此结构的设计中，此厚度必须代表指定波长处的1/4波长的整数倍，并调节层164和/或159的厚度，以便达到此条件。
利用上述结构，能够根据一系列通用化的制造步骤来形成双极和场效应晶体管以及闸流管和晶体管形式的光电子器件。图2 a所示的第一结构是N沟道HFET(NHFET)。如图所示，它形成有难熔金属栅接触168(由于同一组接触可以被用来使结构用作图2b和2c所示的双极器件，故此电极也被标注为发射极)。器件制造开始于难熔栅的淀积，随之以N型离子的离子注入170，以便形成对层161和160组成的沟道的自对准接触。在FET的源侧上，此结构被向下腐蚀到p型量子阱157附近(大约
Figure C0280931300161
上方)，并进行P型离子的离子注入173，以便接触p型反沟道。还在N型漏注入剂下方执行诸如氧的绝缘注入171，以便减小高速运行的电容。接着，对器件进行约为900℃或以上的快速热退火(RTA)，以便激活所有的注入剂。然后，借助于向下腐蚀到半绝缘衬底，包括穿过AlAs/GaAs的成对镜面151/152的腐蚀，此器件被隔离于其它器件。此时，在水汽气氛中对器件进行氧化，以便产生AlO/GaAs层作为最后的DBR镜面。在此氧化步骤中，被腐蚀的AlGaAs层的暴露侧壁由于形成非常薄的氧化物层而被钝化。最后的制造步骤是淀积金的金属接触。这些接触有3种形式。一种是用于N+型注入剂的AuGe/Ni/Au接触169(169a，169b)，一种是用于P+型注入剂的AuZn/Cr/Au接触172(172a)，而第三种是用来形成各个器件节点之间的互连的纯金的最后层(未示出)。
图2b示出了第二结构，其中采用了相同的制造步骤，但结构已经被更恰当地优化为双极器件。为了达到这一点，在形成用作发射极的难熔接触168之后，接触沟道的二个自对准的注入剂170被连接作为基极或控制电极，并具有控制反沟道中电荷电平的功能。沟道电荷控制着发射极与收集极之间的热离子电流，形成一种热离子双极器件。此器件然后被腐蚀到建立在p型量子阱157上方大约
Figure C0280931300162
的收集极台面，且这些阱被P+型离子注入剂173接触。其余的工艺与图2a中的相同。要指出的是，此双极是pδnp器件，可以生长成具有通常开通的反沟道。就双极器件而言，p型双极总是劣于n型双极，因此，此器件的主要应用是作为互补双极技术中的p型元件。
在图2b中要注意的是，由于收集极172a和172b都在基极或源接触外面，故为了沟道或基极通路电阻而丧失了收集极通路电阻。此器件可以如图2c所示不同地构成，即借助于注入剂170自对准于发射极接触168的一侧而形成源接触169a以及借助于注入剂173自对准于发射极接触的另一侧而形成收集极接触172b而构成。制造程序因此要求掩模对准在发射极栅特征168之内，这限定了能够形成多么小的特征。为了更高的速度，因而形成了折中。利用此结构，收集极电阻已经以总的源电阻为代价被优化。
在图2d-2f中，示出了与nδpn双极器件剖面完全相同的PHFET的剖面。图2d显示出顶部p+层165被腐蚀掉，并在淀积难熔金属168之前使用N+注入179，以便形成对PHFET或nδpn双极器件的收集极区159的N接触。用难熔接触168作为掩模，半导体被腐蚀到p量子阱的
Figure C0280931300171
以内，然后进行P+型注入173，以便形成对p反沟道157/158的自对准接触。要指出的是，P+型注入能够进行到深得足以渗透到下面的半绝缘衬底，这有利于对于双极和HFET二者高速电路工作的低电容。然后，执行RTA步骤，以便激活所有注入剂。然后形成台面，且各个层向下被腐蚀到形成下方栅电极的N+层153。接着，较大的台面被向下腐蚀穿过镜面层，以便隔离所有的器件，并执行氧化步骤，形成器件下面的镜面，并钝化所有的器件侧壁。最后的步骤是对P+型注入剂淀积p型金合金金属172以及对N+栅层淀积n型金合金金属174。
在图2e中，借助于用难熔金属作为掩模但仅仅在特征的一侧上注入的注入方法，形成对n型量子阱沟道161/160的自对准接触，改善了收集极接触电阻。在难熔接触的另一侧上，半导体被向下腐蚀到离p型量子阱157/并执行P+型注入，借助于到达p型反沟道而形成nδpn晶体管的基极或源接触(如在图2d中，此注入可以渗透到半绝缘衬底)。由于在特征的中心要求对准，故这种构造要求比图2d更大的栅/发射极特征168。在激活注入剂的RTA步骤之后，形成较大的台面，以便形成对N+底层153的发射极接触174a和174b，如在图2d中那样形成器件隔离以及金接触金属化。利用这种构造，收集极接触电阻以基极(源)通路电阻为代价被降低了。因此，为了得到更高的速度，容忍了较高的基极通路电阻，以便得到较低的收集极通路电阻。
在图2f中，示出了另一种得到低收集极通路电阻的方法的剖面，此方法对图2e和2d有潜在的优越性。在此情况下，材料一开始被腐蚀，以便清除层165、164和163d。借助于进行这一腐蚀，所有的P+型层都在淀积难熔接触之前被清除。借助于淀积W/In接触金属化和采用RTA步骤，出现足以引起W/In与N+电荷层163b发生反应的少量合金。此方法的使用要求非常严格地控制半导体的腐蚀，以便能够得到精确的腐蚀和P+电荷层的清除。利用此处引进的新颖外延生长，能够实现此方法。外延生长已经被设计来将所有的p型势垒电荷集中到与n型调制掺杂分隔开的薄层中。借助于以这种方式分隔开二种电荷层，有可能腐蚀到它们之间的位置，因而有效地从器件的顶部清除所有的p型掺杂层。若能够有效地实现此方法，则是最佳的方法，因为它能够将收集极电阻和基极电阻一起减为最小，且同时将收集极电容减为最小。一旦已经确定并腐蚀了难熔栅168，接着就进行图2d所述的制造。
应该指出的是，图2a-2f的各种结构(以及下面讨论的图2g-2j的结构)能够彼此相邻地形成(例如在分立的台面上)并按需要被互连。于是，例如图2a的NHFET结构和图2d的PHFET结构可以被互连，以便形成互补FET电路，其中，图2a的栅端子168被耦合到图2d的栅端子174a或174b，图2a的漏169b被耦合到图2d的漏172b，图2a的NHFET源169a被耦合到地，而图2d的PHFET源172a被连接到正电源电压。还应该理解的是，借助于向下腐蚀到所希望的层而形成台面。于是，根据所希望的电隔离和热隔离特性，例如借助于向下腐蚀到顶部镜面层152，或甚至向下深到衬底层149，就能够形成台面。
在图2g-2j中，先前描述的制造程序被用来形成光发射、光探测、光调制、以及光放大器件。图2g示出了采用N+离子注入170来形成自对准于n型反沟道的沟道接触的以及采用P+离子注入173来形成自对准于p型反沟道的沟道接触的闸流管器件的器件剖面。这些沟道注入使得能够得到具有n型和/或p型高阻抗第三端子输入的闸流管的转换。用完全相同于图2a-2f刚刚描述的制造步骤来进行这些注入。借助于进行腐蚀到N+底层153以及涂敷AuGe/Ni/Au欧姆合金接触174(174a，174b)，还形成了子收集极或背栅连接，且p型和n型掺杂剂173/170分别如先前所述被p型和n型金合金金属(172和169)接触。各种光器件的关键差别在于发射极接触的形成。器件制造开始于利用腐蚀来确定对准掩模(未示出)，然后淀积Si3N4层(未示出)作为表面层的保护和作为后续离子注入的阻挡层。然后用对准于此对准掩模的光掩模进行N型离子的离子注入175，并产生由各个离子注入之间的分隔所确定的光圈176。离子注入在n型量子阱与表面之间的各个层中产生p-n结，且各个注入之间的空间确定了其中可以流动电流的区域即光学有源区。由于对电流注入的势垒，故电流不能流入到n型注入区域175中图中示出了电流流动的轨迹。在电压开通这一势垒之前，达到了激光器的阈值条件。在注入之前，淀积难熔栅168，并确定为也对准于对准掩模因而对准于掺杂剂的环形。金属的腐蚀停止于环形内的氮化物上以及环形外的半导体上。其余的制造遵循上面所述，直至确定所有金属互连之后。为了形成谐振腔器件，在制造工艺中将介质镜面淀积在此结构上。各个镜面之间的距离是包括153-165的所有层的厚度。在这一结构的设计中，此厚度最好代表指定波长的四分之一波长的整数倍，并调整层164和/或159的厚度以便达到这一条件。然后，借助于淀积介电层166和167，典型为二氧化硅和诸如GaAs或GaN之类的高折射率材料层，在器件的顶部上形成介电镜面。此介电镜面用于二个目的。它确定光垂直发射和吸收的腔，并用作波导的包封层以便光可以沿晶片平面传播。对于大多数应用，仅仅会使用电子第三端子169(169a，169b)而不使用空穴第三端子172(172a，172b)。图2h示出了没有空穴端子172的器件的剖面，此器件用作垂直腔反射器或探测器。
返回到图2g，此器件是多功能的光电子元件。若源169被正偏置或收集极172被负偏置，则闸流管将转换到其开通状态，而若偏置在激射阈值以上，则将通过器件顶部的光圈得到激光发射。这是一种垂直腔激光器的工作。若闸流管处于关断状态且光被允许通过顶部光圈，则在当已经产生足够电子-空穴对以得到临界转换条件时将发生转换到开通状态，从这一意义上来说，此时此器件用作数字探测器。光接收器的结构被示于图3。假设器件通过负载电阻器RL 180被偏置到其电源电压VDD。还假设N+电子源电极169(指定注入极)通过电流源181被偏置到最正的电压VDD。当强度足够的光入射在探测器上以产生超过注入极端子上的电流源的光电流时，闸流管将开通。当入射光被减小时，由于注入极上的电流源使沟道电荷枯竭，闸流管将关断。此电路因而起光接收器的作用。
若根据其整个在此处被列为参考的Taylor的美国专利#6031243所讨论的技术在上镜面层166和167中形成光栅，则图2h所示的器件也可以用作共面或波导器件。此光栅起将垂直腔产生的光衍射成为在以上镜面层(166，167)和下镜面层(151，152)为波导包封层且注入剂170作为横向限制区的波导中传播的光的作用。图2i示出了这种工作。图3b示出了此器件的平面图，显示了无源波导如何连接到有源波导。此器件具有激光器、探测器、调制器、以及放大器的工作模式。作为激光器，垂直腔中产生的所有光被横向引导进入各个镜面所形成的波导，然后在器件边沿处被连接到无源波导。作为波导探测器，光从无源波导进入器件，被衍射进入垂直腔模式，并在垂直腔中被共振吸收。在这种工作方式中，器件可能如图3所示被偏置，电路的功能可能是光接收器功能。但还要指出的是，若图2h或2i中的子收集极接触174不被连接(亦即允许浮置)，则由于光电流可能产生于栅/发射极到源电路中且可能禁止转换，故此器件可以用作具有到栅168和到源169的连接的简单钉扎探测器。
作为波导吸收调制器，二种工作是可能的。第一，若器件被偏置为闸流管且电数据经由注入极进入，则器件可以用作数字调制器。注入极将电流注入到器件中，且若数据为1，则转换到开通状态。在被转换的开通状态中，不存在光损耗，从而产生光学“1”。另一方面，若数据为0，则注入极连续地清除电荷(电流流出器件)，并强迫器件保持在关断状态。在关断状态中，所有的光信号被吸收，从而产生光学“0”。对于这种工作，器件可以工作于有光栅或无光栅。但利用光栅，有可能得到更短的器件长度。第二，若器件的子收集极不被连接，则器件可以用作模拟调制器。作为模拟调制器，由于在子收集极不连接时不出现转换，故借助于改变注入极的输入电压直至无双极导电的FET导电的最大电压产生的调制器的最大吸收改变，可以得到任何水平的调制强度。
此器件的最后工作模式是作为波导放大器。若图2i的器件工作于转换开通的状态但低于激射阈值很多，则从无源波导一端输入到器件的光信号在器件的输出端可以被放大成更大的光信号。对于放大器，也可以使用或不使用光栅。但使用光栅将导致更短的器件。由于光栅对TE模的支持比对TM模的支持强的多，故还会导致偏振的稳定。
迄今讨论的所有工作模式仅仅涉及到器件输入端上连接到无源波导的一种有源波导以及器件输出端上的另一种无源波导。若使二种调制器波导沿横向紧密靠近，致使沿一个波导被引导的光短暂地耦合到沿第二波导被引导的光，反之亦然，则得到特别明显的改善。图2j示出了此器件的剖面，此图显示出在二个波导中传播的光学模式177和179。除了快速热退火(RTA)之前的制造之外，此制造完全相同于单个调制器件的制造，保护光学窗口的氮化物层被图形化，以便形成窗口178，将整个光学有源区均匀地分割成二个波导沟道。在此窗口中清除p+层。然后淀积二氧化硅，并在RTA过程中，出现空位无序，致使在区域178中产生稍许大些的能隙。此能隙提供了发生短暂耦合的一个理想区域。其余的工艺遵循先前讨论的波导器件的工艺。如图3c中平面图所示，此器件具有二个作为输入的无源波导沟道以及二个作为输出的无源波导沟道。这种器件被称为方向耦合器，且利用波导A和B之间波导传播常数的差动变换而引发图2j中光从模式A到模式B的转换。借助于将电荷从自对准沟道接触注入到反沟道中而产生这一改变，并可以借助于将电荷注入到二个沟道中的任何一个(但不是二者)中而产生。要指出的是，二个沟道的构造技术必须使二个波导在所有方面完全相同，致使大面积上的耦合长度恒定。存在着可以考虑的不同的工作模式。在一种工作模式中，子收集极通过负载电阻器被偏置到地，而发射极被正偏置。因此，二个波导区段都是潜在的开关。然后，当电流被注入到一侧(源区169之一)中时，此侧将转换并导致仅仅此侧上的电子沟道的填充(要指出的是，当一侧转换时，由于跨越器件的电压已经被降低，故其它侧可以不转换)。这将产生对短暂耦合是理想的在二个波导之间的传播常数明显的差别。要指出的是，一旦转换到开通状态，就可以调节作为放大器的波导的增益，以便抵消所有其它的光学损耗(诸如插入损耗等)。利用电荷的注入，波导中量子阱的吸收边将被偏移，且将存在对应于吸收最大改变的波长λmax。根据Kramers Kronig关系，对于λ＞λmax，折射率将增大，而对于λ＜λmax，折射率将减小。对于通过状态即不转换状态，要求光短暂地从沟道A耦合到沟道B，然后回到A，反之对于沟道B也是这样。因此，对于通过状态，要求最大的折射率，可以选择波长λ＞λmax。这意味着在通过状态中，二个沟道都应该充满电荷，对应于转换开通状态。因此，当以闸流管模式操作方向耦合器时，开通状态对应于通过状态。但由于我们知道闸流管转换仅仅能够出现在一个波导中，然后在模拟模式中借助于注入来提供第二波导中的电荷而不转换。因此，所希望的转换模式是开通开关的一侧，然后将转换数据提供给其它侧。此交叉状态(转换状态)对应于沟道A上的光信号仅仅耦合到沟道B一次，且反之对沟道B上的光信号也是这样。假设沟道A闸流管被开通。然后，当输入到沟道B的源被注入电荷时，就发生从通过状态到交叉状态的跃迁。当沟道B没有电荷时，此沟道中的吸收增大被取消，折射率的增大因而也被取消。这导致传播常数改变，因而导致与交叉状态相关的耦合长度增大。要指出的是，在二个沟道中都具有电荷的通过状态中，存在着在二个沟道中都可得到的光增益。在交叉状态中，存在着在一个沟道中可得到的光增益。这种增益可用来抵消插入损耗和在通过方向耦合器过程中遭到的损耗。要指出的是，为了利用这一增益，可能需要调节光学模式的波长，以便符合折射率的最大改变。借助于用专用的HFET作为加热元件来局部地加热开关，能够实现这一点。
利用空位无序技术，还产生了互连所有器件的无源波导。在无源波导区域中，脊被腐蚀并被二氧化硅涂敷，致使形成一个非吸收(损耗因而低)区域。此无源波导稍后被上部介质镜面层涂敷，以便提供为了波导传播的上部包封层。
此处已经描述了一种半导体结构，它利用由调制掺杂产生的反沟道来实现闸流管、晶体管、光发射器、光探测器、光调制器、光放大器、以及其它光电子器件。虽然已经描述了本发明的特定的实施方案，但本发明不局限于此，而是其范围如本技术所允许的那样宽广。这样，虽然已经以特定的厚度和以特定的掺杂类型和强度描述了各个特定的层，但可以理解的是，可以取消某些过渡层和/或能够利用一些子层，而且，一些层可以具有不同的厚度并被不同地掺杂。而且，虽然已经参照其某些组成部分的百分比含量描述了一些特定的层，但可以理解的是，各个层可以利用具有不同百分比的相同的组成部分或其它的组成部分。此外，虽然已经描述了特定的制作和金属化技术，但可以理解的是，能够以其它的方式来制作所述的结构，并用其它的金属来制作端子。而且，虽然已经描述了由所述半导体结构制作的双极和FET晶体管、光发射器、光探测器、光调制器、光放大器等的特定安排以及利用这些元件的电路，但可以理解的是，能够由所提供的结构和元件来形成其它的器件和电路。因此，本技术领域熟练人员可以理解的是，对所提供的本发明还能够进行不超越本发明的其它的修正。

Claims (24)

1.一种用于实现包括至少一个电子电路元件和/或至少一个光电子电路元件的至少一个电路元件的半导体器件，该电子电路元件是从包括晶体管和闸流管的组中选择的，该光电子电路元件是从包括激光发生器、光探测器、光放大器、光调制器和方向耦合器光开关的组中选择的，该半导体器件包含：
生长在衬底上的一系列外延层，所述外延层包括N+型掺杂层、被至少第一外延层分隔于所述N+型掺杂层的形成p型调制掺杂量子阱的第一多个层，形成n型调制掺杂量子阱的第二多个层，所述第一多个层被至少第二外延层分隔于所述第二多个层，以及被至少第三外延层分隔于所述第二多个层的P+型掺杂层，
其中所述p型调制掺杂量子阱和所述n型调制掺杂量子阱的至少一个分别限定反沟道，用于至少一个电路元件或
其中所述p型调制掺杂量子阱和所述n型调制掺杂量子阱都是用于至少一个电路元件的有源区的一部分。
2.根据权利要求1的半导体器件，其中：
所述p型调制掺杂量子阱形成在所述N+型掺杂层上面，所述p型调制掺杂量子阱包括在至少一个不掺杂的InGaAs量子阱层下面形成的P+掺杂的AlGaAs层以及至少一个GaAs势垒层。
3.根据权利要求1的半导体器件，其中：
所述n型调制掺杂量子阱形成在所述p型调制掺杂量子阱上面，所述n型调制掺杂量子阱包括在至少一个不掺杂的InGaAs量子阱层上面形成的N+掺杂的AlGaAs层以及至少一个GaAs势垒层。
4.根据权利要求1的半导体器件，其中：
至少所述n型调制掺杂量子阱和所述p型调制掺杂量子阱之一包括不掺杂的InGaAsN。
5.根据权利要求1的半导体器件，其中：
所述系列外延层包括由AlAs和GaAs组成的多个分布布拉格反射器镜面层，它们被用来限定至少一个光电子电路元件的谐振腔。
6.根据权利要求1的半导体器件，其中：
所述分隔p型和n型调制掺杂量子阱的至少第二外延层是AlGaAs层。
7.根据权利要求6的半导体器件，其中：
所述至少第二外延层还包括GaAs层。
8.根据权利要求1的半导体器件，其中：
所述系列外延层包括被用来限定至少一个光电子电路元件的谐振腔的分布布拉格反射器镜面，和
所述系列外延层包括在所述分布布拉格反射器镜面上面形成的第一系列层和第二系列层，
(i)其中所述第一系列层用来实现第一类型的异质结场效应晶体管，其栅极淀积在所述分布布拉格反射器镜面上，而其收集极作为顶部表面层，所述第一类型的异质结场效应晶体管在调制掺杂界面处具有p型反沟道，用作场效应控制元件，以及
(ii)其中所述第二系列层淀积在所述第一系列层上，并用来实现第二类型的异质结场效应晶体管，其收集极层与所述第一类型的异质结场效应晶体管的收集极共用，而其栅极作为顶部表面层，所述第二类型的异质结场效应晶体管在调制掺杂界面处具有n型反沟道，用作场效应控制元件。
9.根据权利要求8的半导体器件，其中：
所述第一类型的异质结场效应晶体管包含一系列层，所述一系列层包含N+GaAs的第一底层，N型AlxGa1-xAs层，AlyGa1-yAs的N+掺杂层、不掺杂AlyGa1-yAs的至少第一外延层、以及p调制掺杂量子阱包括P+型AlyGa1-yAs的δ掺杂层，不掺杂AlyGa1-yAs的分隔层，不掺杂GaAs的分隔层，以及至少一个具有AlyGa1-yAs势垒的非应变GaAs量子阱或至少一个具有GaAs势垒的不掺杂InGaAsN量子阱，
所述至少一个第二外延层包含不掺杂的AlyGa1-yAs，以便起所述第一类型的异质结场效应晶体管的收集极的作用，且其中所述第二类型的异质结场效应晶体管以所述收集极作为公共收集极开始，且
所述第二类型的异质结场效应晶体管包含淀积在所述至少一个第二外延层上的一系列层，所述一系列层包括不掺杂GaAs的分隔层，其在包括至少一个AlyGa1-yAs势垒和非应变GaAs量子阱或至少一个具有GaAs势垒的不掺杂InGaAsN量子阱的n调制掺杂量子阱的下面，在所述n调制掺杂量子阱上面的不掺杂的GaAs分隔层，不掺杂的AlyGa1-yAs分隔层，N+型AlyGa1-yAs的δ掺杂层，不掺杂的AlyGa1-yAs层，P+掺杂的AlyGa1-yAs层，P型AlxGa1-xAs层，以及P++型GaAs层或GaAs与InGaAs的组合层，以便用作接触所述第二类型的异质结场效应晶体管的栅电极的栅极。
10。根据权利要求9的半导体器件，其中：
x＝0.7，而y＝0.15。
11。根据权利要求9的半导体器件，其中：
所述至少一个AlyGa1-yAs势垒和非应变GaAs量子阱或至少一个具有GaAs势垒的InGaAsN的不掺杂量子阱，包含一系列AlyGa1-yAs势垒和非应变GaAs量子阱或一系列具有GaAs势垒的InGaAsN的不掺杂量子阱。
12。根据权利要求9的半导体器件，其中：
所述至少一个AlyGa1-yAs的第二外延层的厚度为4000-
13。根据权利要求9的半导体器件，其中：
所述第一类型的异质结场效应晶体管的所述N型AlxGa1-xAs层的掺杂为5×1017cm-3，厚度为500-
Figure C028093130004C2
所述N+型掺杂的AlyGa1-yAs层的掺杂为3×1018cm-3，厚度为60-
Figure C028093130004C3
不掺杂AlyGa1-yAs的至少第一外延层的厚度为200-
Figure C028093130004C4
所述P+型AlyGa1-yAs的δ掺杂层的掺杂为3-4×1018cm-3，厚度为60-
Figure C028093130004C5
所述不掺杂AlyGa1-yAs的分隔层的厚度为20-
Figure C028093130004C6
所述不掺杂GaAs的分隔层的厚度为
Figure C028093130004C7
在所述第二类型的异质结场效应晶体管的所述n调制掺杂量子阱下面的所述不掺杂GaAs的分隔层为
Figure C028093130004C8
在所述第二类型的异质结场效应晶体管的所述n调制掺杂量子阱上面的所述不掺杂GaAs的分隔层的厚度为所述第二类型的异质结场效应晶体管的所述不掺杂AlyGa1-yAs的分隔层的厚度为60-所述第二类型的异质结场效应晶体管的不掺杂AlyGa1-yAs的所述层的厚度为200-
Figure C028093130004C11
所述第二类型的异质结场效应晶体管的所述P+型AlyGa1-yAs层的掺杂为3×1018cm-3，而厚度为60-
Figure C028093130004C12
所述P型AlxGa1-xAs层的掺杂为5×1017cm-3，而厚度为1000-且所述P+型GaAs层或GaAs与InGaAs的组合层的掺杂为5×1019-1020cm-3。
14.根据权利要求1-13中的任一项的半导体器件，还包括接触所述n型调制掺杂量子阱的N+离子注入区，该半导体器件实现光电子闸流管，其中与所述第二多个层分隔开的所述P+型掺杂层是所述光电子闸流管的阳极，与所述p型调制掺杂量子阱分隔开的所述N+层是所述光电子闸流管的阴极，而接触所述n型调制掺杂量子阱的N+离子注入区用作高阻抗第三端子的输入节点，该光电子闸流管在电学操作上具有非常确定的关断和开通状态以及可以被从所述第三端子输入的电流调制的开关电压。
15.根据权利要求14的半导体器件，还包括光圈和分布布拉格反射器镜面，该分布布拉格反射器镜面涂覆在所述系列外延层的上方和生长在所述系列外延层的下方，用作波导传播的包封层。
16.根据权利要求15的半导体器件，其中该光电子闸流管实现垂直腔表面发射激光器，由此在开通状态流动的电流超过激光器的阈值，用于产生从所述光圈发射的光。
17.根据权利要求15的半导体器件，其中所述光电子闸流管实现光探测器，其中N+离子注入区被电流源偏置，以便从所述n型调制掺杂量子阱清除电子，光电子闸流管的阴极相对于其阳极通过一系列耦合负载元件被偏置，致使通过允许通过所述光圈的光输入功率来控制所述光电子闸流管在其开通状态和关断状态之间转换，所述光电子闸流管在所述光电子闸流管和所述系列耦合负载元件的连接节点处提供电输出。
18.根据权利要求15的半导体器件，其中所述光电子闸流管实现光放大器，其中以低于阈值激光产生电流的电流电平偏置处于开通状态的所述光电子闸流管。
19.根据权利要求15的半导体器件，还包括接触p型调制掺杂量子阱的P+型离子注入区，其中所述光电子闸流管实现光调制器，其中N+离子注入区被偏置以便将电子注入到n型调制掺杂量子阱中，P+离子注入区被偏置以便用作填充n型调制掺杂量子阱的空穴源，被注入的电子和被注入的空穴导致所述n型调制掺杂量子阱的吸收边偏移，所述吸收边的偏移减少了通过所述光电子闸流管传播的光的吸收。
20.根据权利要求15的半导体器件，其中所述光电子闸流管实现数字光调制器，所述数字光调制器具有二种状态，一种状态对应于高吸收的正常关断状态，而另一种状态对应于正常开通状态，在正常开通状态中量子阱能级被电子和空穴填满，致使量子阱中的吸收边都向更高的能量偏移，使光信号能够无吸收损耗地通过所述光电子闸流管。
21.根据权利要求1的半导体器件，还包括涂覆在所述系列外延层的上方和生长在所述系列外延层的下方的分布布拉格反射器镜面，用作波导传播的包封层，其中所述器件实现方向耦合器光开关，包括被通过杂质无序产生的电隔离光耦合区分隔开的二个平行的有源第一波导和第二波导，每个波导通过一个源节点和一个P++栅/发射极节点被电接入，所述方向耦合器光开关在交叉状态和通过状态之间选择性操作，由此在交叉状态中进入第一波导的光功率被短暂地耦合到第二波导，在通过状态中进入第一波导的光功率通过该第一波导，由此通过在任一波导的所述栅/发射极节点和所述源节点之间施加电压来控制交叉状态和通过状态的选择。
22。根据权利要求8-13的任一项的半导体器件，其实现互补异质结场效应晶体管，其中第二类型的异质结场效应晶体管形成在一个台面上，而第一类型的异质结场效应晶体管形成在另一个台面上。
23.根据权利要求1-7的任一项的半导体器件，其实现互补双极晶体管。
24.一种制造根据权利要求1-13中的任一项所述的半导体器件的方法，包括以下步骤：
提供在衬底上生长的一系列外延层；
提供一组为重合图形而被腐蚀的对准掩模；
注入N型离子以便产生pn结，来形成正载流子进入至少一个光电子电路元件的有源区的电流引导路径和二维导电并且还被用于建立对于耗尽模式的晶体管的负阈值；
通过除去与第二多层分隔开的P+型掺杂层的一部分，对难熔金属构图，以便形成用于至少一个电子电路元件的电极和/或形成至少一个光电子电路元件的p型接触，所述电极包括用于第二类型的异质结场效应晶体管的栅电极和/或用于第一类型的异质结场效应晶体管的收集极电极，和所述难熔金属形成光圈，以便使光能流进和流出所述至少一个光电子电路元件；
利用难熔金属及其光抗蚀剂作为掩模来产生自对准，注入N型离子以便形成对第二类型的异质结场效应晶体管的n型反沟道的低阻接触，由于n型调制掺杂量子阱的存在，所述n型反沟道被产生在GaAs、应变InGaAs、或应变和非应变InGaAsN的量子阱中；
利用起收集极作用的难熔金属作为掩模来产生自对准，注入P型离子以便形成对第一类型的异质结场效应晶体管的p型反沟道的低阻接触，由于p型所述调制掺杂量子阱的存在，所述p型反沟道被产生在GaAs、应变InGaAs、或应变和非应变InGaAsN的量子阱中；
进行对所述注入的快速热退火，以便激活选择的区域和使选择的区域无序；
利用深腐蚀将有源器件区形成为台面，以便暴露底部镜面层，再随之对有源器件下方的AlAs层的完全水气氧化；
确定并腐蚀对P+离子注入区、对N+离子注入区、以及对与所述p型调制掺杂量子阱分隔开的N+层的接触区，其中对与所述p型调制掺杂量子阱分隔开的N+层的接触区用作所述第一类型的异质结场效应晶体管的栅接触；
确定用于p和n型金合金剥离步骤的抗蚀剂，随之是金属化以及在n型和p型区中的金属的剥离；
涂敷聚酰亚胺隔离，腐蚀接触窗口以及剥离金属图形互连；和
涂敷用于限定光电子电路元件的谐振腔的顶部分布布拉格反射镜面层。
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