【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于半导体器件集成，具体涉及基于inp衬底的srd与耿氏二极管集成器件及其制备方法。
技术介绍
1、太赫兹波段指的是频率在0.1～10thz之间，波长在3毫米到30微米之间的电磁波。太赫兹应用技术在成像、安检、公共安全、生物医药学、无损探伤、通信甚至军事领域都有着极其重要的应用。但是由于缺乏高性能太赫兹源和探测器，太赫兹科学和技术的发展和应用在很大程度上受到限制。产生太赫兹的方法有多种，其中微电子学方法实现相对容易。耿氏二极管(gunn diode)可以将直流转换成微波，并不需要添加复杂的电路，耿氏二极管的工作频率可以达到太赫兹范围，是一个相对便宜且稳定的可行器件。耿氏二极管作为固态太赫兹源，可以用在毫米波和亚毫米波的频率源中，其可被应用于机场的安检、物质成像与检测和环境的监控中。
2、随着科技的不断深入发展，超宽带雷达凭借着其高穿透力和超宽的信号带宽被广泛地应用于短距离通信和精确室内定位等方面。而超宽带窄脉冲是超宽带通信和超宽带雷达的重要组成部分，也是高速取样器的关键部分。因此，一个电压幅值更高、脉冲宽度更窄的脉冲源对超宽带领域格外的重要。自阶跃恢复二极管(step recovery diode，srd)出现以后，凭借着其极快的反向恢复时间、脉冲重复频率高、寿命较长、适用于很多对边沿时间有较高要求电路等优点，被广泛应用于窄脉冲的产生和梳状信号发生器中。
3、现有技术中，srd和耿氏二极管是分别制造和使用的，在实际应用中需要将两者组合使用，通常需要独立的封装和互连。这种方式不仅增加了系统的复杂性
技术实现思路
1、为了解决现有技术中存在的上述问题，本专利技术提供了基于inp衬底的srd与耿氏二极管集成器件及其制备方法。本专利技术要解决的技术问题通过以下技术方案实现：
2、本专利技术的第一方面提供了基于inp衬底的srd与耿氏二极管集成器件，包括：inp衬底、缓冲层、阴极接触层、n夹层、阳极接触层、器件隔离槽、电极凹槽、阳极和阴极，其中，
3、所述inp衬底、所述缓冲层、所述阴极接触层、所述n夹层和所述阳极接触层自下而上依次设置；
4、所述n夹层的掺杂浓度自下而上逐渐增大；
5、所述器件隔离槽由所述阳极接触层的上表面贯穿至缓冲层的下表面；所述器件隔离槽的一侧为srd区，另一侧为耿氏二极管区；
6、所述电极凹槽位于所述srd区的边缘和所述耿氏二极管区的边缘，由所述阳极接触层的上表面贯穿至所述阴极接触层的上表面；
7、所述阳极位于所述阳极接触层的上表面；
8、所述阴极位于所述电极凹槽中的所述阴极接触层的上表面。
9、在一个可实现的方式中，所述srd区中的阳极接触层的材料为p型掺杂inp；
10、所述耿氏二极管区中的阳极接触层的材料为n型掺杂inp。
11、在一个可实现的方式中，所述srd区中的阳极接触层的掺杂浓度为1×1019～2×1019cm-3；
12、所述耿氏二极管区中的阳极接触层的掺杂浓度为1×1019～2×1019cm-3。
13、在一个可实现的方式中，所述缓冲层、所述阴极接触层和所述n夹层的材料均为inp。
14、在一个可实现的方式中，所述阴极接触层的掺杂类型为n型。
15、在一个可实现的方式中，所述阴极接触层的掺杂浓度为1×1019～2×1019cm-3；
16、所述n夹层的掺杂浓度为2×1015～2×1016cm-3；
17、所述n夹层的厚度为0.5～5μm。
18、在一个可实现的方式中，所述n夹层的厚度和所述n夹层的最小掺杂浓度的乘积大于或等于1012cm-2。
19、在一个可实现的方式中，所述n夹层包括：自下而上依次设置且掺杂浓度依次增大的第一子n夹层、第二子n夹层和第三子n夹层，其中，
20、所述第三子n夹层(43)的掺杂浓度小于或等于2×1016cm-3；
21、所述第一子n夹层(41)的掺杂浓度大于或等于2×1015cm-3，且所述n夹层的厚度和所述第一子n夹层的掺杂浓度的乘积大于或等于1012cm-2。
22、本专利技术的第二方面提供了基于inp衬底的srd与耿氏二极管集成器件的制备方法，包括以下步骤：
23、s1：在inp衬底的上表面制备自下而上依次设置的缓冲层、阴极接触层、n夹层和阳极接触层；所述n夹层的掺杂浓度自下而上逐渐增大；
24、s2：在所述阳极接触层的上表面进行刻蚀，形成由所述阳极接触层的上表面贯穿至缓冲层的下表面的器件隔离槽；所述器件隔离槽的一侧为srd区，另一侧为耿氏二极管区；在所述srd区边缘的所述阳极接触层的上表面和所述耿氏二极管区边缘的所述阳极接触层的上表面进行刻蚀，形成由所述阳极接触层的上表面贯穿至所述阴极接触层的上表面的电极凹槽；
25、s3：在所述阳极接触层的上表面制备阳极；在所述电极凹槽中的所述阴极接触层的上表面制备阴极。
26、在一个可实现的方式中，步骤s1和步骤s2之间还包括以下步骤：
27、在所述阳极接触层的一端进行p型掺杂离子注入，形成p型掺杂区；注入能量为50～100kev。
28、与现有技术相比，本专利技术的有益效果：
29、本专利技术的基于inp衬底的srd与耿氏二极管集成器件及其制备方法，通过器件隔离槽将器件划分为srd区和耿氏二极管区，实现在同一个衬底上制备srd和耿氏二级管，并通过n夹层渐变的掺杂浓度，在n夹层中引入自上而下的内建电场，从而减小srd的阶跃时间，增大耿氏二极管的振荡频率，避免了器件分离设计带来的体积大、损耗高、组装复杂等问题，实现紧凑高效的脉冲生成与高频振荡功能。本专利技术提供的srd与耿氏二极管集成器件能够用于微波脉冲发生器、毫米波雷达、宽带通信等领域，既可以作为独立的高频振荡器使用，也可以在需要短脉冲信号的应用中提供精准的信号控制。
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1.基于InP衬底的SRD与耿氏二极管集成器件，其特征在于，包括：InP衬底(1)、缓冲层(2)、阴极接触层(3)、N夹层(4)、阳极接触层(5)、器件隔离槽、电极凹槽、阳极(6)和阴极(7)，其中，
2.根据权利要求1所述的基于InP衬底的SRD与耿氏二极管集成器件，其特征在于，所述SRD区中的阳极接触层(5)的材料为P型掺杂InP；
3.根据权利要求2所述的基于InP衬底的SRD与耿氏二极管集成器件，其特征在于，所述SRD区中的阳极接触层(5)的掺杂浓度为1×1019～2×1019cm-3；
4.根据权利要求1所述的基于InP衬底的SRD与耿氏二极管集成器件，其特征在于，所述缓冲层(2)、所述阴极接触层(3)和所述N夹层(4)的材料均为InP。
5.根据权利要求4所述的基于InP衬底的SRD与耿氏二极管集成器件，其特征在于，所述阴极接触层(3)的掺杂类型为N型。
6.根据权利要求5所述的基于InP衬底的SRD与耿氏二极管集成器件，其特征在于，所述阴极接触层(3)的掺杂浓度为1×1019～2×1019cm-3；
...【技术特征摘要】
1.基于inp衬底的srd与耿氏二极管集成器件，其特征在于，包括：inp衬底(1)、缓冲层(2)、阴极接触层(3)、n夹层(4)、阳极接触层(5)、器件隔离槽、电极凹槽、阳极(6)和阴极(7)，其中，
2.根据权利要求1所述的基于inp衬底的srd与耿氏二极管集成器件，其特征在于，所述srd区中的阳极接触层(5)的材料为p型掺杂inp；
3.根据权利要求2所述的基于inp衬底的srd与耿氏二极管集成器件，其特征在于，所述srd区中的阳极接触层(5)的掺杂浓度为1×1019～2×1019cm-3；
4.根据权利要求1所述的基于inp衬底的srd与耿氏二极管集成器件，其特征在于，所述缓冲层(2)、所述阴极接触层(3)和所述n夹层(4)的材料均为inp。
5.根据权利要求4所述的基于inp衬底的srd与耿氏二极管集成器件，其特征在于，所述阴极接触层(3)的掺杂类型为...
【专利技术属性】
技术研发人员：汪瑛，惠帅，杜永乾，关赫，唐永川，闫柯柯，
申请(专利权)人：西北工业大学，
类型：发明
国别省市：
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