倍频二极管芯片结构及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种倍频二极管芯片结构及其制备方法。该结构包括：衬底；设置在衬底上的N+氮化镓层；沿第一方向，设置在衬底上，分别位于N+氮化镓层两侧的第一、第二阳极焊盘；沿第二方向，设置在衬底上，分别位于N+氮化镓层两侧的共阴极焊盘；沿第二方向，设置在N+氮化镓层上，且分别位于N+氮化镓层两侧的阴极金属，阴极金属通过阴极空气桥与共阴极焊盘对应连接；沿第一方向，设置在N+氮化镓层上的第一N

【技术实现步骤摘要】
倍频二极管芯片结构及其制备方法


[0001]本专利技术涉及半导体器件
，尤其涉及一种倍频二极管芯片结构及其制备方法。

技术介绍

[0002]氮化镓具有高禁带宽度、高击穿电场、高电子饱和漂移速度以及低介电常数的优势，非常适用于高频大功率倍频器件的研制。
[0003]现有的倍频二极管芯片结构包括两个背靠背结构的氮化镓肖特基二极管，每个氮化镓肖特基二极管具有独立的阴极。在现有的倍频二极管芯片结构中，阴极焊盘与阳极焊盘之间必须保持较大的距离(至少5微米)以满足制备工艺需求，但是阴极焊盘和阳极焊盘之间的距离越大，就会导致倍频二极管的寄生电阻越大。
[0004]由此使得，现有的倍频二极管芯片结构的寄生电阻较大，进而影响倍频器的转换效率。

技术实现思路

[0005]本专利技术实施例提供了一种倍频二极管芯片结构及其制备方法，以解决现有的倍频二极管寄生电阻大，影响倍频器的转换效率的问题。
[0006]第一方面，本专利技术实施例提供了一种倍频二极管芯片结构，包括：
[0007]衬底；
[0008]设置在所述衬底上表面的N+氮化镓层；所述N+氮化镓层的外边缘位于所述衬底的外边缘内；
[0009]沿所述衬底的第一方向，设置在所述衬底上表面，且分别位于所述N+氮化镓层两侧的第一阳极焊盘和第二阳极焊盘；所述第一阳极焊盘和所述第二阳极焊盘用于接地；
[0010]沿所述衬底的第二方向，设置在所述衬底上表面，且分别位于所述N+氮化镓层两侧的共阴极焊盘；所述第一方向与所述第二方向垂直；所述共阴极焊盘分别用于输入射频信号以及输出射频信号；
[0011]沿所述第二方向，设置在所述N+氮化镓层上表面，且分别位于所述N+氮化镓层两侧的阴极金属，且所述阴极金属分别通过阴极空气桥与所述共阴极焊盘对应连接；
[0012]沿所述第一方向，设置在所述N+氮化镓层上表面的第一N
‑
氮化镓层和第二N
‑
氮化镓层，且所述第一N
‑
氮化镓层和所述第二N
‑
氮化镓层之间间隔预设间距；所述第一N
‑
氮化镓层和所述第二N
‑
氮化镓层均不与所述阴极金属接触；
[0013]设置在所述第一N
‑
氮化镓层上表面的第一阳极金属，且所述第一阳极金属通过第一阳极空气桥与所述第一阳极焊盘连接；
[0014]设置在所述第二N
‑
氮化镓层上表面的第二阳极金属，且所述第二阳极金属通过第二阳极空气桥与所述第二阳极焊盘连接。
[0015]在一种可能的实现方式中，所述第一阳极焊盘外边缘和所述第二阳极焊盘外边缘
均暴露于所述衬底的边缘外。
[0016]在一种可能的实现方式中，所述预设间距为10nm～10μm。
[0017]在一种可能的实现方式中，所述第一N
‑
氮化镓层和所述第二N
‑
氮化镓层的厚度范围均为10μm～500μm；所述第一N
‑
氮化镓层和所述第二N
‑
氮化镓层的掺杂浓度范围均为e
16
cm
‑3～5
×
e
18
cm
‑3。
[0018]在一种可能的实现方式中，所述N+氮化镓层的厚度大于或等于500μm；所述N+氮化镓层的掺杂浓度范围为e
18
cm
‑3～5
×
e
18
cm
‑3。
[0019]在一种可能的实现方式中，所述衬底的材质为硅、碳化硅、蓝宝石或氮化镓；
[0020]所述衬底的厚度范围为5μm～10μm。
[0021]第二方面，本专利技术实施例提供了一种倍频二极管芯片结构的制备方法，包括：
[0022]在衬底上依次生长N+氮化镓层和N
‑
氮化镓层，并对所述N+氮化镓层和所述N
‑
氮化镓层的外边缘进行刻蚀，使得所述衬底的外边缘暴露于所述N+氮化镓层和所述N
‑
氮化镓层的边缘外侧；
[0023]按照第一预设金属图形在所述N
‑
氮化镓层上表面沉积金属，制备得到沿所述衬底的第一方向的第一阳极金属和第二阳极金属，且所述第一阳极金属和所述第二阳极金属之间间隔预设间距；
[0024]对所述N
‑
氮化镓层上未被所述第一阳极金属和所述第二阳极金属覆盖的位置进行刻蚀，得到第一N
‑
氮化镓层和第二N
‑
氮化镓层；
[0025]按照第二预设金属图形在所述N+氮化镓层上表面沉积金属，制备得到沿所述衬底的第二方向的，位于所述N+氮化镓层上表面两侧的阴极金属；所述阴极金属均不与所述第一N
‑
氮化镓层和所述第二N
‑
氮化镓层接触；所述第一方向与所述第二方向垂直；
[0026]沿所述第一方向，在所述衬底的上表面，且分别位于所述N+氮化镓层两侧的位置处电镀第一阳极焊盘和第二阳极焊盘；
[0027]沿所述第二方向，在所述衬底的上表面，且分别位于所述N+氮化镓层两侧的位置处电镀共阴极焊盘；
[0028]在所述第一阳极金属和所述第一阳极焊盘之间制备第一阳极空气桥；在所述第二阳极金属和所述第二阳极焊盘之间制备第二阳极空气桥；在所述阴极金属及其对应的共阴极焊盘之间分别制备阴极空气桥。
[0029]在一种可能的实现方式中，在所述沿所述第二方向，在所述衬底的上表面，且分别位于所述N+氮化镓层两侧的位置处电镀共阴极焊盘之后，还包括：
[0030]分别电镀加厚所述第一阳极金属、所述第二阳极金属、所述阴极金属、所述第一阳极焊盘、所述第二阳极焊盘和所述共阴极焊盘。
[0031]在一种可能的实现方式中，所述第一阳极焊盘外边缘和所述第二阳极焊盘外边缘均暴露于所述衬底的边缘外。
[0032]在一种可能的实现方式中，所述预设间距为10nm～10μm。
[0033]本专利技术实施例提供一种倍频二极管芯片结构及其制备方法，通过采用共用阴极，阳极分别接地的结构，一方面可以有效消除现有技术中因接地的阴极焊盘与N+氮化镓层接触而形成的寄生电阻；另一方面由于寄生电阻存在于两个阳极金属之间，且阳极金属能够被同时制备，使得阳极金属之间的间隔能够被有效缩短，从而有效缩小寄生电阻，最终达到
降低寄生电阻，提高倍频器的转换效率的技术效果。
附图说明
[0034]为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0035]图1是现有技术中的倍频二极管芯片结构的结构示意图；
[0036]图2是本专利技术一实施例提供的倍频二极管芯片本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种倍频二极管芯片结构，其特征在于，包括：衬底；设置在所述衬底上表面的N+氮化镓层；所述N+氮化镓层的外边缘位于所述衬底的外边缘内；沿所述衬底的第一方向，设置在所述衬底上表面，且分别位于所述N+氮化镓层两侧的第一阳极焊盘和第二阳极焊盘；所述第一阳极焊盘和所述第二阳极焊盘用于接地；沿所述衬底的第二方向，设置在所述衬底上表面，且分别位于所述N+氮化镓层两侧的共阴极焊盘；所述第一方向与所述第二方向垂直；所述共阴极焊盘分别用于输入射频信号以及输出射频信号；沿所述第二方向，设置在所述N+氮化镓层上表面，且分别位于所述N+氮化镓层两侧的阴极金属，且所述阴极金属分别通过阴极空气桥与所述共阴极焊盘对应连接；沿所述第一方向，设置在所述N+氮化镓层上表面的第一N
‑
氮化镓层和第二N
‑
氮化镓层，且所述第一N
‑
氮化镓层和所述第二N
‑
氮化镓层之间间隔预设间距；所述第一N
‑
氮化镓层和所述第二N
‑
氮化镓层均不与所述阴极金属接触；设置在所述第一N
‑
氮化镓层上表面的第一阳极金属，且所述第一阳极金属通过第一阳极空气桥与所述第一阳极焊盘连接；设置在所述第二N
‑
氮化镓层上表面的第二阳极金属，且所述第二阳极金属通过第二阳极空气桥与所述第二阳极焊盘连接。2.如权利要求1所述的倍频二极管芯片结构，其特征在于，所述第一阳极焊盘外边缘和所述第二阳极焊盘外边缘均暴露于所述衬底的边缘外。3.如权利要求1所述的倍频二极管芯片结构，其特征在于，所述预设间距为10nm～10μm。4.如权利要求1所述的倍频二极管芯片结构，其特征在于，所述第一N
‑
氮化镓层和所述第二N
‑
氮化镓层的厚度范围均为10μm～500μm；所述第一N
‑
氮化镓层和所述第二N
‑
氮化镓层的掺杂浓度范围均为e
16
cm
‑3～5
×
e
18
cm
‑3。5.如权利要求1所述的倍频二极管芯片结构，其特征在于，所述N+氮化镓层的厚度大于或等于500μm；所述N+氮化镓层的掺杂浓度范围为e
18
cm
‑3～5
...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯志红，卜爱民，宋旭波，吕元杰，梁士雄，顾国栋，张立森，郝晓林，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第十三研究所，
类型：发明
国别省市：