异质结AlGaAs/GaAs二极管及其制备方法技术

本申请提供一种异质结AlGaAs/GaAs二极管及其制备方法，该二极管包括衬底层、GaAs缓冲层、第一掺杂Si的GaAs层、第二掺杂Si的GaAs层、GaAs本征层、掺杂Be或C的Al

Heterojunction AlGaAs / GaAs diode and its preparation

【技术实现步骤摘要】
异质结AlGaAs/GaAs二极管及其制备方法
本申请涉及集成电路
，特别涉及一种异质结AlGaAs/GaAs二极管及其制备方法。
技术介绍
在毫米波成像和5G系统中，常常需要开关对信号进行控制，如信号传输路径改变，电路的通断等。目前用于毫米波控制电路的二极管类型主要有PHEMT管和PIN二极管，PHEMT管的优点是集成度高，可使电路小型化，但承受功率有限。PIN二极管不仅易于集成，小型化，且承受功率较大。因此一般采用PIN二极管作为控制电路元器件。由于GaAsPIN二极管具有较低的结电容和导通电阻，并且截止频率高，耐压高，且易于集成，因此广泛应用在毫米波开关控制系统中。其中，设计出性能优良的外延材料结构是实现高性能PIN二极管的基础。传统的PIN二极管材料结构是在高掺杂的P型半导体材料和高掺杂的N型半导体材料之间加入一层非掺杂的本征层。随着微波系统对射频特性的要求越来越高，对PIN二极管的要求也越来越高，一般要求二极管同时满足插入损耗小，隔离度大，能承受较高电压(一般大于25V)的要求。传统的PIN二极管材料结构已不能满足更高的要求，因此需设计出更优的二极管材料结构。
技术实现思路
本申请要解决是如何能够提高二极管射频特性的技术问题。为解决上述技术问题，本申请实施例公开了一种异质结AlGaAs/GaAs二极管，包括衬底层、GaAs缓冲层、第一掺杂Si的GaAs层、第二掺杂Si的GaAs层、GaAs本征层、掺杂Be或C的Al0.09Ga0.91As层和掺杂Be或C的GaAs层；衬底层、GaAs缓冲层、第一掺杂Si的GaAs层、第二掺杂Si的GaAs层、GaAs本征层、掺杂Be或C的Al0.09Ga0.91As层和掺杂Be或C的GaAs层依次层叠连接。进一步地，GaAs缓冲层的厚度为200-1000nm，第一掺杂Si的GaAs层的厚度为500-1000nm，第二掺杂Si的GaAs层的厚度为100-300nm，GaAs本征层的厚度为900-1500nm，掺杂Be或C的Al0.09Ga0.91As层的厚度为150-200nm，掺杂Be或C的GaAs层的厚度为50-100nm。进一步地，第一掺杂Si的GaAs层中Si的浓度为5E18cm-3，第二掺杂Si的GaAs层中Si的浓度为3E17cm-3，掺杂Be或C的Al0.09Ga0.91As层中Be或C的浓度为5E18cm-3，掺杂Be或C的GaAs层中Be或C的浓度为3E19cm-3。进一步地，衬底层的材质包括单晶GaAs。进一步地，GaAs缓冲层、第一掺杂Si的GaAs层、第二掺杂Si的GaAs层、GaAs本征层、掺杂Be或C的Al0.09Ga0.91As层和掺杂Be或C的GaAs层均采用化学气相沉积或分子束外延技术的方法制备。本申请另一方面提供一种异质结AlGaAs/GaAs二极管的制备方法，包括以下步骤：获取衬底层；在衬底层上制备形成GaAs缓冲层；在GaAs缓冲层制备形成第一掺杂Si的GaAs层；在第一掺杂Si的GaAs层上制备形成第二掺杂Si的GaAs层；在第二掺杂Si的GaAs层上制备形成GaAs本征层；在GaAs本征层上制备形成掺杂Be或C的Al0.09Ga0.91As层；在掺杂Be或C的Al0.09Ga0.91As层上制备形成掺杂Be或C的GaAs层。进一步地，GaAs缓冲层的厚度为200-1000nm，第一掺杂Si的GaAs层的厚度为500-1000nm，第二掺杂Si的GaAs层的厚度为100-300nm，GaAs本征层的厚度为900-1500nm，掺杂Be或C的Al0.09Ga0.91As层的厚度为150-200nm，掺杂Be或C的GaAs层的厚度为50-100nm。进一步地，第一掺杂Si的GaAs层中Si的浓度为5E18cm-3，第二掺杂Si的GaAs层中Si的浓度为3E17cm-3，掺杂Be或C的Al0.09Ga0.91As层中Be或C的浓度为5E18cm-3，掺杂Be或C的GaAs层中Be或C的浓度为3E19cm-3。进一步地，衬底层的材质包括单晶GaAs。进一步地，GaAs缓冲层、第一掺杂Si的GaAs层、第二掺杂Si的GaAs层、GaAs本征层、掺杂Be或C的Al0.09Ga0.91As层和掺杂Be或C的GaAs层均采用化学气相沉积或分子束外延技术的方法制备。采用上述技术方案，本申请具有如下有益效果：本申请提供的异质结AlGaAs/GaAs二极管中，Al组分和GaAs本征层厚度的优化使该二极管在进一步减小材料的导通电阻的同时保持其较大的耐压能力，同时在掺杂Be或C的Al0.09Ga0.91As层上面增加了高浓度掺杂Be或C的GaAs层，能够有效减小欧姆接触电阻，从而减低二极管的插入损耗，能够有效提高二极管材料的射频性能。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本申请实施例一种异质结AlGaAs/GaAs二极管的结构示意图；图2为本申请实施例一种异质结AlGaAs/GaAs二极管的制备方法的流程示意图。具体实施方式下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本申请至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本申请实施例的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含的包括一个或者更多个该特征。而且，术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。请参见图1，图1为本申请实施例一种异质结AlGaAs/GaAs二极管的结构示意图，图1中的异质结AlGaAs/GaAs二极管包括衬底层、GaAs缓冲层、第一掺杂Si的GaAs层、第二掺杂Si的GaAs层、GaAs本征层、掺杂Be或C的Al0.09Ga0.91As层和掺杂Be或C的GaAs层；本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种异质结AlGaAs/GaAs二极管，其特征在于，包括衬底层、GaAs缓冲层、第一掺杂Si的GaAs层、第二掺杂Si的GaAs层、GaAs本征层、掺杂Be或C的Al

【技术特征摘要】
1.一种异质结AlGaAs/GaAs二极管，其特征在于，包括衬底层、GaAs缓冲层、第一掺杂Si的GaAs层、第二掺杂Si的GaAs层、GaAs本征层、掺杂Be或C的Al0.09Ga0.91As层和掺杂Be或C的GaAs层；
所述衬底层、所述GaAs缓冲层、所述高掺杂N+层、所述低掺杂N层、所述GaAs本征层、所述掺杂Be或C的Al0.09Ga0.91As层和所述掺杂Be或C的GaAs层依次层叠连接。


2.根据权利要求1所述的异质结AlGaAs/GaAs二极管，其特征在于，所述GaAs缓冲层的厚度为200-1000nm，所述第一掺杂Si的GaAs层的厚度为500-1000nm，所述第二掺杂Si的GaAs层的厚度为100-300nm，所述GaAs本征层的厚度为900-1500nm，所述掺杂Be或C的Al0.09Ga0.91As层的厚度为150-200nm，所述掺杂Be或C的GaAs层的厚度为50-100nm。


3.根据权利要求1所述的异质结AlGaAs/GaAs二极管，其特征在于，所述第一掺杂Si的GaAs层中Si的浓度为5E18cm-3，所述第二掺杂Si的GaAs层中Si的浓度为3E17cm-3，所述掺杂Be或C的Al0.09Ga0.91As层中Be或C的浓度为5E18cm-3，所述掺杂Be或C的GaAs层中Be或C的浓度为3E19cm-3。


4.根据权利要求1所述的异质结AlGaAs/GaAs二极管，其特征在于，所述衬底层的材质包括单晶GaAs。


5.根据权利要求1所述的异质结AlGaAs/GaAs二极管，其特征在于，所述GaAs缓冲层、第一掺杂Si的GaAs层、所述第二掺杂Si的GaAs层、所述GaAs本征层、所述掺杂Be或C的Al0.09Ga0.91As层和所述掺杂Be或C的GaAs层均采用化学气相沉积或分子束外延技术的方法制备。


6.一种异质结AlGaAs/GaAs二极管的制备方法，其特征在于，包...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙浩，刘莉，李彩艳，张祁莲，高一强，钱蓉，孙晓玮，
申请(专利权)人：中国科学院上海微系统与信息技术研究所，
类型：发明
国别省市：上海;31