一种AlN SAW光电集成器件制造技术

技术编号:15685364 阅读:233 留言:0更新日期:2017-06-23 18:08
本实用新型专利技术涉及一种AlN SAW光电集成器件,即将SAW器件、HBT放大器、PN二极管限幅器和GaAs pHEMT 低噪放通过外延层设计,实现射频接收/发射前端的器件单片集成,从而使以下设想成为可能:在未来的射频通信中,射频信号进入射频接收/发射组件,通过SAW实现滤波功能,滤波后的射频信号通过GaAs限幅器处理后,进入pHEMT低噪声放大器,利用pHEMT良好的噪声特性进行信号处理,送入后续的信号处理器件中,如混频器等;当进行信号发射时,可以利用pHEMT工艺制作开关,实现发射与接收模式的切换,也可用于输出功率不大的驱动放大器,而HBT器件制作功放芯片可用于发射端的功率放大器。

【技术实现步骤摘要】
一种AlNSAW光电集成器件
本技术涉及一种AlNSAW光电集成器件,包括AlNSAW器件、InGaPHBT放大器、GaAsPN限幅器和GaAspHEMT低噪放集成,属于半导体制造领域。
技术介绍
进入二十一世纪以来,社会迈入了超高速发展的信息时代,全球数据业务呈现爆炸式增长,射频通信技术得到了广泛地应用。目前,主流的射频前端端架构为:SAW滤波器+GaAspHEMT放大器+GaAsHBT放大器+PN限幅器,四种独立的芯片构成一个完整的接收/发射功能单元,但存在以下问题:1.组装时需调试,不利于大生产且人为因素的介入引入不确定因素,不利于提升整个组件的质量;2.四款独立的芯片无法集成,对系统的进一步小型化和多功能不利;3.四款独立的芯片,不利于成本的进一步降低。随着科技的发展,GaAs放大器技术的应用越来越普及,另一方面,高性能的AlN薄膜已可以实现低温(≤300℃)甚至常温制备,使后续的AlN器件集成成为可能。本专利提出将GaAsHBT器件与AlN器件多个集成,即将GaAsHBT、GaAspHEMT、GaAs限幅器与AlNSAW限幅器集成。整个工作模式为:1.利用AlNSAW制作的滤波器,对空间中的射频信号进行滤波处理,2.将滤波后的信号利用GaAsHBT放大器进行放大,同时,HBT中PN结可用于限幅器的制作,限幅器的作用是小信号输入时呈现小损耗,大信号输入时进行大幅衰减,有利于对后续集成电路输入端的保护;3.单片集成的GaAspHEMT主要用于射频接收端的低噪声放大、开关,GaAsHBT主要用于发射端的功率放大器。
技术实现思路
为解决上述技术问题,本技术采用的一个技术方案是:一种AlNSAW光电集成器件,其特征在于,包括;声表面波滤波器件、GaAs异质结双极型晶体管、GaAs高电子迁移率晶体管和GaAsPN二极管限幅器;所述声表面波滤波器件、GaAs异质结双极型晶体管、GaAs高电子迁移率晶体管和GaAsPN二极管限幅器之间有离子注入形成的隔离器件。优选地,所述集成器件从下至上包括衬底、缓冲层、spacer1隔离层、沟道层、spacer2隔离层、势垒层以及势垒层和spacer2隔离层之间的δ掺杂层作为器件的公共底层。优选地,所述GaAs高电子迁移率晶体管器件为单势垒层结构,位于公共底层一侧,其上N+GaAs层中间设置沟槽,沟槽内设置T型栅;N+GaAs层上设置P型和N型电极。优选地,所述GaAsPN二极管限幅器紧邻所述GaAsPN二极管限幅器,通过隔离器件分隔开,其上包括N-GaAs集电区,集电区上设置P-GaAs基区,所述基区宽度小于集电区。优选地,所述GaAs异质结双极型晶体管紧邻所述GaAsPN二极管限幅器,通过隔离器件分隔开,其上设置包括N-GaAs集电区,集电区上设置P-GaAs基区,所述基区宽度小于集电区;基区以上设置发射区,发射区上设置帽层,所述发射区和冒层宽度一致,小于所述基区宽度。优选地,所述声表面波滤波器件设置于所述GaAs异质结双极型晶体管一侧,通过隔离器件与其分隔开,其上依次包括宽度相同的发射区、帽层、器件隔离层、AlN层,在AlN曾上方放置声表面波滤波器。优选地,所述δ掺杂层为二维Si掺杂,其掺杂浓度1×1011~1×1012cm-2。区别于现有技术的情况,本技术的有益效果是:能够对进一步提高IC功能,对提高集成度,简化系统,降低尺寸和成本有很好的益处。附图说明图1是本技术AlNSAW光电集成器件的结构图。具体实施方式下面将结合本技术实施例中的附图,对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅是本技术的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例,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,都属于本技术保护的范围。参见图1一种AlNSAW光电集成器件,其特征在于,包括;声表面波滤波器件、GaAs异质结双极型晶体管、GaAs高电子迁移率晶体管和GaAsPN二极管限幅器;所述声表面波滤波器件、GaAs异质结双极型晶体管、GaAs高电子迁移率晶体管和GaAsPN二极管限幅器之间有离子注入形成的隔离器件111。所述集成器件从下至上包括衬底1、缓冲层2、spacer1隔离层3、沟道层4、spacer2隔离层5、势垒层7以及势垒层和spacer2隔离层之间的δ掺杂层6作为器件的公共底层。所述GaAs高电子迁移率晶体管器件为单势垒层结构,位于公共底层一侧,其上N+GaAs层中间设置沟槽,沟槽内设置T型栅18;N+GaAs层上设置P型和N型电极。所述GaAsPN二极管限幅器紧邻所述GaAsPN二极管限幅器,通过隔离器件分隔开,其上包括N-GaAs集电区,集电区上设置P-GaAs基区,所述基区宽度小于集电区。所述GaAs异质结双极型晶体管紧邻所述GaAsPN二极管限幅器,通过隔离器件分隔开,其上设置包括N-GaAs集电区,集电区上设置P-GaAs基区,所述基区宽度小于集电区;基区以上设置发射区,发射区上设置帽层,所述发射区和冒层宽度一致,小于所述基区宽度。所述声表面波滤波器件17设置于所述GaAs异质结双极型晶体管一侧,通过隔离器件与其分隔开,其上依次包括宽度相同的发射区、帽层、器件隔离层、AlN层,在AlN曾上方放置声表面波滤波器。具体的,整个外延结构包含衬底、过渡层、InyGa1-yPHBT结构、器件隔离层、AlN层,其特征在于整个结构由下至上依次为:衬底1:主要为GaAs衬底,包含但不限于Si、SiC、GaN、蓝宝石、Diamond。GaAsbuffer层2:一层GaAs与一层AlGaAs超晶格交替生长,每个周期总共厚度为10~50n,周期≥5个。spacer1层3:隔离层,将沟道层与buffer层隔离,减少界面影响,一般为AlGaAs,厚度为1~10nm。InXGa1-XAs沟道层4:0.10≤X≤0.4,非故意掺杂,杂质浓度≤1×1017cm-3,厚度为5~50nm。spacer2层5:隔离层,将沟道层与势垒层隔离,减少电子的界面散射,一般为AlGaAs,厚度为1~10nm。δ掺杂层6:二维掺杂,掺杂元素为Si,浓度范围为1×1011~1×1012cm-2。AlYGa1-YAs势垒层7:0.10≤Y≤0.4,掺杂浓度≤5×1017cm-3,厚度为5~50nm。N+-GaAs层8:掺杂浓度≥5×1017cm-3。腐蚀截止层9:包含但不限于InGaP,AlAs,厚度为10~200nm。N-GaAs集电区11:N型GaAs,掺杂浓度≤5×1017cm-3,厚度0.2μm~3μm。P-GaAs基区12:P型GaAs,掺杂浓度≥5×1017cm-3,厚度20nm~500nm。N-InZGa1-ZP发射区13:N型InZGa1-ZP,Z为0.49~0.51,掺杂浓度≥1×1017cm-3,厚度10nm~500nm。N+-InAGa1-AAs帽层14:N型InAGa1-AAs,A为0~1,掺杂浓度≥1×1018cm-3,厚度10~200nm。器件隔离层15:厚度10~200nm,包含但不限于AlN,SiN。AlN层16:厚度50~500nm。以上所述仅为本技术的实施例,并非因此限本文档来自技高网...
一种<a href="http://www.xjishu.com/zhuanli/61/201621447797.html" title="一种AlN SAW光电集成器件原文来自X技术">AlN SAW光电集成器件</a>

【技术保护点】
一种AlN SAW光电集成器件,其特征在于,包括;声表面波滤波器件、GaAs异质结双极型晶体管、GaAs高电子迁移率晶体管和GaAs PN二极管限幅器;所述声表面波滤波器件、GaAs异质结双极型晶体管、GaAs高电子迁移率晶体管和GaAs PN二极管限幅器之间有离子注入形成的隔离器件。

【技术特征摘要】
1.一种AlNSAW光电集成器件,其特征在于,包括;声表面波滤波器件、GaAs异质结双极型晶体管、GaAs高电子迁移率晶体管和GaAsPN二极管限幅器;所述声表面波滤波器件、GaAs异质结双极型晶体管、GaAs高电子迁移率晶体管和GaAsPN二极管限幅器之间有离子注入形成的隔离器件。2.根据权利要求1所述的AlNSAW光电集成器件,其特征在于:所述集成器件从下至上包括衬底、缓冲层、spacer1隔离层、沟道层、spacer2隔离层、势垒层以及势垒层和spacer2隔离层之间的δ掺杂层作为器件的公共底层。3.根据权利要求1所述的AlNSAW光电集成器件,其特征在于:所述GaAs高电子迁移率晶体管器件为单势垒层结构,位于公共底层一侧,其上N+GaAs层中间设置沟槽,沟槽内设置T型栅;N+GaAs层上设置P型和N型电极。4.根据权利要求1所述的AlNSAW光电集成器件,其特征在于:所述GaAsPN二极管限幅器紧邻所...

【专利技术属性】
技术研发人员:陈一峰
申请(专利权)人:成都海威华芯科技有限公司
类型:新型
国别省市:四川,51

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