本发明专利技术提供了一种GaAs微电子集成器件，其包括外延层、三个器件结构层，外延层包括衬底和N-GaAs集电区，三个器件结构层、第二器件结构层与第三器件结构层均形成在该集电区上，且相互通过器件隔离区隔离；第一器件结构层包括第一P-GaAs基区、第一N-InyGa1-yP发射区、第一N+-InzGa1-zAs帽层、器件隔离层、AlN薄膜层和SAW电极；第二器件结构层包括第二P-GaAs基区、第二N-InyGa1-yP发射区和第二N+-InzGa1-zAs帽层；第三器件结构层包括第三P-GaAs基区；第二器件结构层与第三器件结构层均具有N型电极和P型电极。本发明专利技术能够实现射频接收前端的器件极集成。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及半导体器件
，特别是涉及一种GaAs微电子集成器件。
技术介绍
当前，在射频通信技术中，主流的射频接收前端架构为：SAW(声表面波，Surfaceacousticwave)滤波器+GaAsHBT放大器+限幅器，三种独立的芯片构成一个完整的接收端，但这种架构存在以下问题：1.在组装后需要调试，不利于大批量生产且调试过程中的人为因素的介入会给调试结果引入不确定因素，不利于提升架构质量；2.三种芯片各自独立，没有集成在一起，不利于射频系统的小型化和功能多样性；3.由于需要用到三种芯片，不利于降低成本。
技术实现思路
本专利技术主要解决的技术问题是提供一种GaAs微电子集成器件，能够实现射频接收前端的器件极集成。为解决上述技术问题，本专利技术采用的一个技术方案是：提供一种GaAs微电子集成器件，包括外延层、第一器件结构层、第二器件结构层与第三器件结构层，所述外延层包括下层的衬底和上层的N-GaAs集电区，所述第一器件结构层、第二器件结构层与第三器件结构层均形成在所述N-GaAs集电区上，且相互通过器件隔离区隔离，所述器件隔离区嵌入延伸至所述N-GaAs集电区内部；所述第一器件结构层包括由下自上依次形成的第一P-GaAs基区、第一N-InyGa1-yP发射区、第一N+-InzGa1-zAs帽层、器件隔离层、AlN薄膜层和SAW电极；所述第二器件结构层包括由下自上依次形成的第二P-GaAs基区、第二N-InyGa1-yP发射区和第二N+-InzGa1-zAs帽层；所述第三器件结构层包括第三P-GaAs基区；其中，所述第二N+-InzGa1-zAs帽层上以及所述第二器件结构层和所述第三器件结构层所在区域的N-GaAs集电区上具有N型电极，所述第三P-GaAs基区上以及所述第二N-InyGa1-yP发射区两侧的第二P-GaAs基区上具有P型电极。优选地，所述衬底的材料为GaAs、Si、SiC、GaN、蓝宝石或Diamond。优选地，所述N-GaAs集电区的掺杂浓度小于或等于5×1017cm-3，厚度为0.5μm～3μm。优选地，所述第一P-GaAs基区、第二P-GaAs基区和第三P-GaAs基区的掺杂浓度大于或等于5×1017cm-3，厚度为20nm～500nm。优选地，所述第一N-InyGa1-yP发射区和第二N-InyGa1-yP发射区的掺杂浓度大于或等于1×1017cm-3，厚度为10nm～500nm，其中，y为0.49～0.51。优选地，所述第一N+-InzGa1-zAs帽层和第二N+-InzGa1-zAs帽层的掺杂浓度大于或等于1×1018cm-3，厚度为10～200nm，其中，z为0～1。优选地，所述器件隔离层的厚度为10～200nm，所述器件隔离层的的材料包括AlN或SiN。优选地，所述AlN薄膜层的厚度50～500nm。优选地，所述SAW电极的材料为Al、Mo或Ni。优选地，所述N型电极和P型电极的接触方式均为欧姆接触。区别于现有技术的情况，本专利技术的有益效果是：通过将AINSAW滤波器、InGaPHBT放大器以及GaAsPN限幅器集成在同一衬底上，并采用器件隔离区相互隔开，从而能够实现射频接收前端的器件极集成，具有增加芯片功能，提高集成度，简化射频系统架构，降低尺寸和成本等优点。附图说明图1是本专利技术实施例GaAs微电子集成器件的结构示意图。图2和图3是本专利技术实施例GaAs微电子集成器件的制作流程图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利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专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，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，都属于本专利技术保护的范围。参见图1，是本专利技术实施例GaAs微电子集成器件的结构示意图。本实施例的GaAs微电子集成器件包括外延层1、第一器件结构层2、第二器件结构层3与第三器件结构层4，外延层1包括下层的衬底11和上层的N-GaAs集电区12，第一器件结构层2、第二器件结构层3与第三器件结构层4均形成在N-GaAs集电区12上，且相互通过器件隔离区5隔离，器件隔离区5嵌入延伸至N-GaAs集电区12内部。第一器件结构层2包括由下自上依次形成的第一P-GaAs基区21、第一N-InyGa1-yP发射区22、第一N+-InzGa1-zAs帽层23、器件隔离层24、AlN薄膜层25和SAW电极26；第二器件结构层3包括由下自上依次形成的第二P-GaAs基区31、第二N-InyGa1-yP发射区32和第二N+-InzGa1-zAs帽层33；第三器件结构层4包括第三P-GaAs基区41。其中，第二N+-InzGa1-zAs帽层33上以及第二器件结构层3和第三器件结构层4所在区域的N-GaAs集电区12上具有N型电极61，第三P-GaAs基区41上以及第二N-InyGa1-yP发射区32两侧的第二P-GaAs基区31上具有P型电极62。第一器件结构层2、第二器件结构层3与第三器件结构层4均集成在相同的外延层1上，第一器件结构层2与外延层1构成了AlNSAW器件，第二器件结构层3与外延层1构成了InGaPHBT放大器，第三器件结构层4与外延层1构成了GaAsPN限幅器。在本实施例中，衬底11的材料优选为GaAs，当然，也可以为Si、SiC、GaN、蓝宝石或Diamond等材料。衬底11主要起器件支撑作用。N-GaAs集电区12的掺杂浓度小于或等于5×1017cm-3，厚度为0.5μm～3μm。N-GaAs集电区12的主要作用是作为InGaPHBT放大器的集电极和GaAsPN限幅器的N结。第一P-GaAs基区21、第二P-GaAs基区31和第三P-GaAs基区41的掺杂浓度大于或等于5×1017cm-3，厚度为20nm～500nm。第二P-GaAs基区31的主要作用是作为InGaPHBT放大器的集电极和GaAsPN限幅器的P结。第一N-InyGa1-yP发射区22和第二N-InyGa1-yP发射区32的掺杂浓度大于或等于1×1017cm-3，厚度为10nm～500nm，其中，y为0.49～0.51。第二N-InyGa1-yP发射区32的主要作用是作为InGaPHBT放大器的基极。考虑到晶格匹配的因素，本实施例的y值范围为0.49～0.51。由于存在异质结结构，所以第一N-InyGa1-yP发射区22和第二N-InyGa1-yP发射区32掺杂浓度不需要比第一P-GaAs基区21、第二P-GaAs基区31和第三P-GaAs基区41的掺杂浓度高。第一N+-InzGa1-zAs帽层23和第二N+-InzGa1-zAs帽层33的掺杂浓度大于或等于1×1018cm-3，厚度为10～200nm，其中，z为0～1。第一N+-InzGa1-zAs帽层23和第二N+-InzGa1-zAs帽层33有利于电极材料的欧姆接触，进一步地，N型电极61和P本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种GaAs微电子集成器件，其特征在于，包括外延层、第一器件结构层、第二器件结构层与第三器件结构层，所述外延层包括下层的衬底和上层的N‑GaAs集电区，所述第一器件结构层、第二器件结构层与第三器件结构层均形成在所述N‑GaAs集电区上，且相互通过器件隔离区隔离，所述器件隔离区嵌入延伸至所述N‑GaAs集电区内部；所述第一器件结构层包括由下自上依次形成的第一P‑GaAs基区、第一N‑InyGa1‑yP发射区、第一N+‑InzGa1‑zAs帽层、器件隔离层、AlN薄膜层和SAW电极；所述第二器件结构层包括由下自上依次形成的第二P‑GaAs基区、第二N‑InyGa1‑yP发射区和第二N+‑InzGa1‑zAs帽层；所述第三器件结构层包括第三P‑GaAs基区；其中，所述第二N+‑InzGa1‑zAs帽层上以及所述第二器件结构层和所述第三器件结构层所在区域的N‑GaAs集电区上具有N型电极，所述第三P‑GaAs基区上以及所述第二N‑InyGa1‑yP发射区两侧的第二P‑GaAs基区上具有P型电极。
【技术特征摘要】
1.一种GaAs微电子集成器件，其特征在于，包括外延层、第一器
件结构层、第二器件结构层与第三器件结构层，所述外延层包括下层的
衬底和上层的N-GaAs集电区，所述第一器件结构层、第二器件结构层
与第三器件结构层均形成在所述N-GaAs集电区上，且相互通过器件隔
离区隔离，所述器件隔离区嵌入延伸至所述N-GaAs集电区内部；
所述第一器件结构层包括由下自上依次形成的第一P-GaAs基区、
第一N-InyGa1-yP发射区、第一N+-InzGa1-zAs帽层、器件隔离层、AlN薄
膜层和SAW电极；所述第二器件结构层包括由下自上依次形成的第二
P-GaAs基区、第二N-InyGa1-yP发射区和第二N+-InzGa1-zAs帽层；所述
第三器件结构层包括第三P-GaAs基区；
其中，所述第二N+-InzGa1-zAs帽层上以及所述第二器件结构层和所
述第三器件结构层所在区域的N-GaAs集电区上具有N型电极，所述第
三P-GaAs基区上以及所述第二N-InyGa1-yP发射区两侧的第二P-GaAs
基区上具有P型电极。
2.根据权利要求1所述的GaAs微电子集成器件，其特征在于，所
述衬底的材料为GaAs、Si、SiC、GaN、蓝宝石或Diamond。
3.根据权利要求1所述的GaAs微电子集成器件，其特征在于，所
述N-GaAs集电区的掺杂浓度小于或等于5×1017c...
【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：发明
国别省市：四川;51
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