CN101924142B - 一种GaAs肖特基变容二极管及其制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种GaAs肖特基变容二极管，该GaAs肖特基变容二极管包括：用于支撑整个GaAs肖特基变容二极管的GaAs绝缘衬底；在该GaAs绝缘衬底上外延生长的高掺杂N+层，在N+层上继续外延生长的普通掺杂的N型层；经过挖岛、隔离两个工艺步骤，在N型层、N+层上形成的台面结构；在N型层上蒸发金属形成肖特基接触的上电极；以及在N+层上蒸发金属形成欧姆接触的下电极。本发明同时公开了一种GaAs肖特基变容二极管的制作方法。利用本发明，在不改变肖特基二极管特性的前提下采用平面制造工艺，减小了器件体积，提高了集成度。
Description
技术领域
本发明涉及微波器件中二极管技术领域，尤其涉及一种GaAs肖特基变容二极管及其制作方法。
背景技术
肖特基势垒二极管是微波倍频电路中的常用非线性器件，由于肖特基势垒二极管制备过程简单，且变容比大，非线性强，所以多用于毫米波、亚毫米波范围内的倍频电路上。其工作频率高、输出功率高。
传统的肖特基势垒二极管，如图1所示，采用垂直结构，是一种蜂巢点接触式结构。这种结构的二极管应用在倍频电路中，需要大量的器件载体、外部偏置电路和金属波导等大体积器件，严重影响了肖特基二极管的单片集成，提高了制造成本。
发明内容
(一)要解决的技术问题
有鉴于此，本发明的一个目的在于提供一种GaAs肖特基变容二极管，以在不改变肖特基二极管特性的前提下采用平面制造工艺，减小器件体积，提高集成度。
本发明的另一个目的在于提供一种GaAs肖特基变容二极管的制作方法，以在不改变肖特基二极管特性的前提下采用平面制造工艺，减小器件体积，提高集成度。
(二)技术方案
为达到上述目的，本发明提供了一种GaAs肖特基变容二极管，该GaAs肖特基变容二极管包括：
用于支撑整个GaAs肖特基变容二极管的GaAs绝缘衬底；
在该GaAs绝缘衬底上外延生长的高掺杂N+层，在N+层上继续外延生长的普通掺杂的N型层；
经过挖岛、隔离两个工艺步骤，在N型层、N+层上形成的台面结构；
在N型层上蒸发金属形成肖特基接触的上电极；以及
在N+层上蒸发金属形成欧姆接触的下电极。
上述方案中，所述在N型层上形成的上电极，其采用的金属为Ti/Pt/Au。
上述方案中，所述在N+层上形成的下电极，其采用的金属为Ni/Ge/Au/Ge/Ni/Au。
为达到上述另一个目的，本发明提供了一种GaAs肖特基变容二极管的制作方法，该方法包括：
A、在GaAs绝缘衬底上外延生长高掺杂N+层；
B、在N+层上生长普通掺杂N型层；
C、采用湿法刻蚀减小N型层的面积，形成N型层和N+层的台面结构；
D、在N+层和N型层上分别蒸发形成欧姆接触和肖特基接触；
E、采用湿法刻蚀减小N+层的面积，形成N+层和绝缘衬底的台面结构。
上述方案中，该方法进一步包括：在整个二极管器件表面淀积氮化硅，采用干法刻蚀淀积的氮化硅打开引线窗口。
(三)有益效果
从上述技术方案可以看出，本发明具有以下有益效果：
1、本发明提供的这种GaAs肖特基变容二极管，采用平面制造工艺，易于单片集成，且集成度高。
2、本发明提供的这种GaAs肖特基变容二极管，N型层与N+层形成台面结构，N+层上蒸发金属形成下电极，N型层上蒸发金属形成上电极。上、下电极从同一侧引出，这种结构灵活，易于应用在倍频电路中，且不需要大体积的载体器件。
3、本发明提供的这种GaAs肖特基变容二极管，制作简便，有更好的高频特性。
附图说明
图1为传统的蜂窝点接触式肖特基变容二极管结构示意图；
图2为本发明提供的GaAs肖特基变容二极管的截面图；
图3为本发明提供的GaAs肖特基变容二极管的俯视图；
图4是本发明提供的制作GaAs肖特基变容二极管的方法流程图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。
如图2所示，图2为本发明提供的GaAs肖特基变容二极管的截面图。所述截面图是沿GaAs肖特基变容二极管下电极两端的垂直于衬底的截面图。该GaAs PIN二极管包括：
用于支撑整个GaAs肖特基变容二极管的GaAs绝缘衬底；
在GaAs绝缘衬底上外延生长的高掺杂N+层，在N+层上继续外延生长的普通掺杂的N型层；
经过挖岛、隔离两个工艺步骤，在N型层、N+层上形成的台面结构；
在N型层上蒸发金属形成肖特基接触的上电极；以及
在N+层上蒸发金属形成欧姆接触的下电极。
如图3所示，图3为本发明提供的GaAs肖特基变容二极管的俯视图。结合图2和图3可知，本发明提供的这种二极管是一种台面结构，上、下电极从同一侧被引线引出。这种结构应用在电路中具有很大的灵活性，便于单片集成，节约成本。
基于图2和图3所示的GaAs肖特基变容二极管示意图，图4示出了本发明提供的制作GaAs肖特基变容二极管的方法流程图，该方法包括以下步骤：
1、在半绝缘衬底上外延生长高掺杂N+层；
2、在N+层上生长普通掺杂N型层；
3、采用湿法刻蚀减小N型层的面积，形成N型层和N+层的台面结构；
4、在N+层和N型层上分别蒸发形成欧姆接触和肖特基接触。
5、采用湿法刻蚀减小N+层的面积，形成N+层和绝缘衬底的台面结构。
6、在整个二极管器件表面淀积氮化硅，采用干法刻蚀淀积的氮化硅打开引线窗口。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种GaAs肖特基变容二极管，其特征在于，该GaAs肖特基变容二极管包括：
用于支撑整个GaAs肖特基变容二极管的GaAs绝缘衬底；
在该GaAs绝缘衬底上外延生长的高掺杂N+层，在N+层上继续外延生长的普通掺杂的N型层；
经过挖岛、隔离两个工艺步骤，在N型层、N+层上形成的台面结构；
在N型层上蒸发金属形成肖特基接触的上电极；以及
在N+层上蒸发金属形成欧姆接触的下电极。
2.根据权利要求1所述的GaAs肖特基变容二极管，其特征在于，所述在N型层上形成的上电极，其采用的金属为Ti/Pt/Au。
3.根据权利要求1所述的GaAs肖特基变容二极管，其特征在于，所述在N+层上形成的下电极，其采用的金属为Ni/Ge/Au/Ge/Ni/Au。
4.一种GaAs肖特基变容二极管的制作方法，其特征在于，该方法包括：
A、在GaAs绝缘衬底上外延生长高掺杂N+层；
B、在N+层上生长普通掺杂N型层；
C、采用湿法刻蚀减小N型层的面积，形成N型层和N+层的台面结构；
D、在N+层和N型层上分别蒸发形成欧姆接触和肖特基接触；
E、采用湿法刻蚀减小N+层的面积，形成N+层和绝缘衬底的台面结构。
5.根据权利要求4所述的GaAs肖特基变容二极管的制作方法，其特征在于，该方法进一步包括：在整个二极管器件表面淀积氮化硅，采用干法刻蚀淀积的氮化硅打开引线窗口。
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