CN113345953A - 具有反向隔离槽的毫米波肖特基二极管 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种具有反向隔离槽的毫米波肖特基二极管，涉及电子元器件技术领域。所述二极管包括半绝缘衬底层，所述半绝缘衬底层上表面的中部形成有钝化层，钝化层的左右两侧分别形成有重掺杂GaAs层，左右两侧的所述重掺杂GaAs层上内嵌有欧姆接触金属层，所述欧姆接触金属层的上表面高于所述重掺杂GaAs层的上表面，不具有欧姆接触金属层的重掺杂GaAs层的上表面形成有低掺杂GaAs层，左侧的所述重掺杂GaAs层以及低掺杂GaAs层与对应的右侧的重掺杂GaAs层以及低掺杂GaAs层之间的距离从下到上逐渐减小，使得在二极管的中间形成正八字型的隔离槽结构。所述二极管可有效的降低二极管在高频工作时候的电容寄生效应。
Description
技术领域
本发明涉及电子元器件技术领域，尤其涉及一种具有反向隔离槽的毫米波肖特基二极管。
背景技术
毫米波波是指频率在 30GHz-300GHz范围内的电磁波，在毫米波频段，基于肖特基二极管的方式可以实现毫米波的倍频和混频。为了使肖特基二极管在90GHz及以上频段有更好的性能，需要降低二极管的寄生参量来提高二极管的性能。通过不断的优化肖特基二极管的器件结构，可以实现降低寄生参量，并提高二极管的性能。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是如何提供一种可有效的降低二极管在高频工作时候的电容寄生效应的毫米波肖特基二极管。
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种具有反向隔离槽的毫米波肖特基二极管，其特征在于：包括半绝缘衬底层，所述半绝缘衬底层上表面的中部形成有钝化层，所述钝化层的左右两侧分别形成有重掺杂GaAs层，且所述重掺杂GaAs层与所述钝化层之间不接触，左右两侧的所述重掺杂GaAs层上内嵌有欧姆接触金属层，所述欧姆接触金属层的上表面高于所述重掺杂GaAs层的上表面，且所述欧姆接触金属层的面积小于相应侧的重掺杂GaAs层的面积，不具有欧姆接触金属层的重掺杂GaAs层的上表面形成有低掺杂GaAs层，所述低掺杂GaAs层的高度高于所述欧姆接触金属层的高度，所述欧姆接触金属层的的上表面形成有金属加厚层，所述低掺杂GaAs层的上表面形成有二氧化硅层，且左侧的二氧化硅层上内嵌有肖特基接触金属层，且所述肖特基接触金属层与所述低掺杂GaAs层相接触，所述金属加厚层的高度高于所述二氧化硅层的高度，右侧的金属加厚层通过金属空气桥与所述肖特基接触金属层连接，左侧的所述重掺杂GaAs层以及低掺杂GaAs层与对应的右侧的重掺杂GaAs层以及低掺杂GaAs层之间的距离从下到上逐渐减小，使得在所述二极管的中间形成正八字型的隔离槽结构。
优选的，所述钝化层为二氧化硅、氮化硅或金刚石。
优选的，所述欧姆接触金属层自下而上为Ti层、Al层、Ni层和Au层。
优选的，所述金属加厚层的成分为Au。
优选的，所述肖特基接触金属层自下而上为Ti层、Pt层和Au层。
优选的，所述隔离槽结构通过湿法腐蚀的方法获得。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：本申请所述二极管采用正八字型的隔离槽，去除了更多的GaAs介质，可显著降低空气桥桥指和GaAs重掺杂层之间的电容效应，即降低了二极管在高频工作时候的电容寄生效应，尤其是在90GHz及以上频段，可显著降低C fb ，可由原来的常用结构的1fF（飞法）降低50%到0.5fF。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1是本发明实施例所述二极管的剖视结构示意图；
其中： 1、钝化层，2、二氧化硅层，3、欧姆接触金属层，4、金属加厚层，5、半绝缘GaAs衬底层，6、重掺杂GaAs层，7、低掺杂GaAs层，8、肖特基接触金属层；9、金属空气桥。
具体实施方式
下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
如图1所示，本发明实施例公开了一种具有反向隔离槽的毫米波肖特基二极管，所述二极管包括半绝缘衬底层5，所述半绝缘衬底层5上表面的中部形成有钝化层1，优选的，所述钝化层可以使用二氧化硅、氮化硅或金刚石；所述钝化层1的左右两侧分别形成有重掺杂GaAs层6，且所述重掺杂GaAs层6与所述钝化层1之间不接触；左右两侧的所述重掺杂GaAs层6上内嵌有欧姆接触金属层3，所述欧姆接触金属层3的上表面高于所述重掺杂GaAs层6的上表面，且所述欧姆接触金属层3的面积小于相应侧的重掺杂GaAs层6的面积，优选的，所述欧姆接触金属层3自下而上可以为Ti层、Al层、Ni层和Au层，需要说明的是，所述欧姆接触金属层3的具体形式本领域技术人员还可以选择其它材料进行制作。
如图1所示，不具有欧姆接触金属层3的重掺杂GaAs层6的上表面形成有低掺杂GaAs层7，所述低掺杂GaAs层7的高度高于所述欧姆接触金属层3的高度；所述欧姆接触金属层3的的上表面形成有金属加厚层4，优选的，所述金属加厚层4的可以使用Au进行制作，当然，所述金属加厚层4的具体制作材料还可以根据需要选用其它材质；所述低掺杂GaAs层7的上表面形成有二氧化硅层2，且左侧的二氧化硅层2上内嵌有肖特基接触金属层8，且所述肖特基接触金属层8与所述低掺杂GaAs层7相接触，优选的，所述肖特基接触金属层8自下而上为Ti层、Pt层和Au层；所述金属加厚层4的高度高于所述二氧化硅层2的高度，右侧的金属加厚层4通过金属空气桥9与所述肖特基接触金属层8连接，左侧的所述重掺杂GaAs层6以及低掺杂GaAs层7与对应的右侧的重掺杂GaAs层6以及低掺杂GaAs层7之间的距离从下到上逐渐减小，使得在所述二极管的中间形成正八字型的隔离槽结构。
本发明所述的肖特基二极管可通过成熟的肖特基二极管加工工艺实现，包括阴极欧姆接触、阳极肖特基金属蒸发，空气桥连接以及隔离槽及钝化层制作。
该隔离槽可采用湿法腐蚀的方法获得，湿法腐蚀的溶液可采用以磷酸体系为主的酸性腐蚀溶液体系。采用正八字型的隔离槽，去除了更多的GaAs介质，可显著降低空气桥桥指和GaAs重掺杂层之间的电容效应，即降低了二极管在高频工作时候的电容寄生效应，尤其是在90GHz及以上频段，可显著降低C fb，可由原来的常用结构（倒八字型的隔离槽）的1fF（飞法）降低50%到0.5fF。
Claims (6)
1.一种具有反向隔离槽的毫米波肖特基二极管，其特征在于：包括半绝缘衬底层（5），所述半绝缘衬底层（5）上表面的中部形成有钝化层（1），所述钝化层（1）的左右两侧分别形成有重掺杂GaAs层（6），且所述重掺杂GaAs层（6）与所述钝化层（1）之间不接触，左右两侧的所述重掺杂GaAs层（6）上内嵌有欧姆接触金属层（3），所述欧姆接触金属层（3）的上表面高于所述重掺杂GaAs层（6）的上表面，且所述欧姆接触金属层（3）的面积小于相应侧的重掺杂GaAs层（6）的面积，不具有欧姆接触金属层（3）的重掺杂GaAs层（6）的上表面形成有低掺杂GaAs层（7），所述低掺杂GaAs层（7）的高度高于所述欧姆接触金属层（3）的高度，所述欧姆接触金属层（3）的的上表面形成有金属加厚层（4），所述低掺杂GaAs层（7）的上表面形成有二氧化硅层（2），且左侧的二氧化硅层（2）上内嵌有肖特基接触金属层（8），且所述肖特基接触金属层（8）与所述低掺杂GaAs层（7）相接触，所述金属加厚层（4）的高度高于所述二氧化硅层（2）的高度，右侧的金属加厚层（4）通过金属空气桥（9）与所述肖特基接触金属层（8）连接，左侧的所述重掺杂GaAs层（6）以及低掺杂GaAs层（7）与对应的右侧的重掺杂GaAs层（6）以及低掺杂GaAs层（7）之间的距离从下到上逐渐减小，使得在所述二极管的中间形成正八字型的隔离槽结构。
2.如权利要求1所述的具有反向隔离槽的毫米波肖特基二极管，其特征在于：所述钝化层（1）为二氧化硅、氮化硅或金刚石。
3.如权利要求1所述的具有反向隔离槽的毫米波肖特基二极管，其特征在于：所述欧姆接触金属层（3）自下而上为Ti层、Al层、Ni层和Au层。
4.如权利要求1所述的具有反向隔离槽的毫米波肖特基二极管，其特征在于：所述金属加厚层（4）的成分为Au。
5.如权利要求1所述的具有反向隔离槽的毫米波肖特基二极管，其特征在于：所述肖特基接触金属层（8）自下而上为Ti层、Pt层和Au层。
6.如权利要求1所述的具有反向隔离槽的毫米波肖特基二极管，其特征在于：所述隔离槽结构通过湿法腐蚀的方法获得。
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