專利名稱：新結構肖特基毫米波混頻二極管的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及微電子技術，具體地說，涉及一種高頻高性能混頻器件。
背景技術：
混頻是通信領域一項十分關鍵的技術。當高頻信號是微波毫米波段時，多采用肖特基勢壘二極管混頻。肖特基勢壘混頻管是利用金屬與半導體接觸時形成的勢壘，正向偏置時，多數(shù)載流子從半導體注入到金屬中，因而有電流流動，實際上可忽略少數(shù)載流子的影響。與pn結二極管相比，沒有長的反向恢復時間和電荷存儲電容，正向I-V曲線斜率較陡，串聯(lián)電阻較小，正向開啟電壓較低。尤其砷化鎵(GaAs)肖特基混頻二極管，與點接觸混頻管相比，具有串聯(lián)電阻低、擊穿電壓較高、噪聲系數(shù)低、工藝上重復性及均勻性好、耐機械沖擊性能好等特點，因此在軍事和民用無線領域得到廣泛的應用。
開啟電壓、反向漏電、擊穿電壓、串聯(lián)電阻和結電容是影響肖特基混頻二極管高頻特性的主要技術參數(shù)。在超高頻率通信領域，我國目前采用的混頻二極管仍依賴進口，導致我們的系統(tǒng)設計受制于人。常規(guī)的肖特基混頻二極管沒有使用隔離工藝，導致級間串聯(lián)電容較大，從而影響高頻工作時的品質(zhì)穩(wěn)定性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種毫米波混頻器件，其全面技術指標達到通信等領域應用的需求，技術指標滿足高性能混頻的要求，且結構簡單，成品率高。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術解決方案是提供一種新結構肖特基毫米波混頻二極管，其芯片的外延結構為在砷化鎵襯底上生長一層重摻雜砷化鎵第一外延層，在第一外延層的上面生長一層輕摻雜砷化鎵第二外延層。
所述的毫米波混頻二極管，其所述重摻雜，其含雜濃度為1018量級；所述輕摻雜，其含雜濃度為1016量級；所含雜質(zhì)為硅。
所述的毫米波混頻二極管，其采用電鍍梁式引線和雙層介質(zhì)保護。
所述的毫米波混頻二極管，其制作工藝如下(1)光刻下電極圖形；(2)腐蝕去掉電極圖形下的勢壘層；(3)蒸發(fā)歐姆接觸金屬，剝離多余部分，形成接觸電極圖形；(4)電極金屬合金化處理；(5)光刻上電極圖形，蒸發(fā)上電極金屬，剝離多余部分的金屬，形成上電極圖形；(6)光刻島，掩蔽住上電極、下電極；(7)腐蝕島；去掉電極外的外延層，以減小寄生電容；(8)淀積二氧化硅介質(zhì)鈍化層，保護形成的肖特基結；(9)開引線孔，腐蝕周邊二氧化硅；
(10)光刻、蒸發(fā)內(nèi)布線金屬，剝離多余部分，將金屬電極從鈍化介質(zhì)下引出；(11)氮化硅鈍化層生長；(12)光刻形成引線孔圖形；(13)刻蝕引線孔，開出電鍍梁式引線窗口；(14)梁式引線電鍍；(15)背面減??；(16)背面光刻；(17)背面腐蝕；(18)得成品毫米波混頻二極管；(19)將成品分件包裝。
本發(fā)明優(yōu)化設計了外延層結構。
本發(fā)明結構混頻二極管與常規(guī)肖特基混頻二極管的差別主要在于以下三點1.使用隔離島腐蝕技術；去掉電極外的外延層，減小寄生電容，有利于提高器件在高頻時的工作性能；2.使用電鍍梁式引線，連接方便，串聯(lián)電阻小；3.采用雙層介質(zhì)保護，器件可靠性高。
4.


圖1本發(fā)明的外延層結構圖；圖2本發(fā)明的混頻管結構示意圖。
具體實施例方式
本發(fā)明的外延結構見附圖1。為獲得合適的開啟電壓和低的串聯(lián)電阻，我們選擇了半絕緣砷化鎵襯底1上生長一層厚的重摻雜砷化鎵(GaAs)第一外延層2，用于制作歐姆接觸電極，摻雜濃度一般選10的18次方量級；在第一外延層2的上層生長一層適合工藝要求厚度和雜質(zhì)濃度的輕攙雜砷化鎵(GaAs)第二外延層3，用于制作肖特基勢壘，摻雜濃度一般選10的16次方量級。兩外延層攙雜用的雜質(zhì)選擇硅。
在器件工藝結構方面，我們選擇1微米以上電極寬度，引線選擇梁式引線方式，以期望減小串聯(lián)電阻和寄生電容。器件結構示意圖見附圖2。
本發(fā)明的混頻管，基本工藝流程的具體工藝步驟如下(1)光刻下電極圖形；(2)腐蝕去掉電極圖形下的勢壘層；(3)蒸發(fā)歐姆接觸金屬，剝離多余部分，形成接觸電極圖形4；(4)電極金屬合金化處理；(5)光刻上電極圖形，蒸發(fā)上電極金屬，剝離多余部分的金屬，形成上電極圖形5；(6)光刻島，掩蔽住上電極、下電極；(7)腐蝕島6；去掉電極外的外延層，以減小寄生電容；(8)淀積二氧化硅(SiO2)介質(zhì)鈍化層，保護形成的肖特基結；(9)開引線孔7，腐蝕周邊二氧化硅(SiO2)；(10)光刻、蒸發(fā)內(nèi)布線金屬8，剝離多余部分，將金屬電極從鈍化介質(zhì)下引出；(11)氮化硅鈍化層生長；(12)光刻形成引線孔圖形；(13)刻蝕引線孔，開出電鍍梁式引線窗口；(14)梁式引線電鍍9；(15)背面減??；(16)背面光刻；(17)背面腐蝕；(18)得成品毫米波混頻二極管；(19)將成品分件包裝。
權利要求
1.一種新結構肖特基毫米波混頻二極管，其特征在于，芯片的外延結構為在砷化鎵襯底上生長一層重摻雜砷化鎵第一外延層，在第一外延層的上面生長一層輕摻雜砷化鎵第二外延層。
2.如權利要求1所述的毫米波混頻二極管，其特征在于，所述重摻雜，其含雜濃度為1018量級；所述輕摻雜，其含雜濃度為1016量級；所含雜質(zhì)為硅。
3.如權利要求1所述的毫米波混頻二極管，其特征在于，采用電鍍梁式引線和雙層介質(zhì)保護。
4.如權利要求1所述的毫米波混頻二極管的制作工藝，其特征在于(1)光刻下電極圖形；(2)腐蝕去掉電極圖形下的勢壘層；(3)蒸發(fā)歐姆接觸金屬，剝離多余部分，形成接觸電極圖形；(4)電極金屬合金化處理；(5)光刻上電極圖形，蒸發(fā)上電極金屬，剝離多余部分的金屬，形成上電極圖形；(6)光刻島，掩蔽住上電極、下電極；(7)腐蝕島；去掉電極外的外延層，以減小寄生電容；(8)淀積二氧化硅介質(zhì)鈍化層，保護形成的肖特基結；(9)開引線孔，腐蝕周邊二氧化硅；(10)光刻、蒸發(fā)內(nèi)布線金屬，剝離多余部分，將金屬電極從鈍化介質(zhì)下引出；(11)氮化硅鈍化層生長；(12)光刻形成引線孔圖形；(13)刻蝕引線孔，開出電鍍梁式引線窗口；(14)梁式引線電鍍；(15)背面減薄；(16)背面光刻；(17)背面腐蝕；(18)得成品毫米波混頻二極管；(19)將成品分件包裝。
全文摘要
本發(fā)明一種新結構肖特基毫米波混頻二極管，其芯片的外延結構為在砷化鎵襯底上生長一層重摻雜砷化鎵第一外延層，在第一外延層的上面生長一層輕摻雜砷化鎵第二外延層。本發(fā)明優(yōu)化設計了外延層結構。
文檔編號H01L29/872GK1630101SQ20031012234
公開日2005年6月22日 申請日期2003年12月16日 優(yōu)先權日2003年12月16日
發(fā)明者張海英 申請人:中國科學院微電子研究所