[发明专利]异质结AlGaAs/GaAs二极管及其制备方法

说明书

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_0.09Ga_0.91As层和掺杂Be或C的GaAs层；衬底层、GaAs缓冲层、高掺杂N+层、低掺杂N层、GaAs本征层、掺杂Be或C的Al_0.09Ga_0.91As层和掺杂Be或C的GaAs层依次层叠连接。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Al_0.09Ga_0.91As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。

技术领域

本申请涉及集成电路技术领域，特别涉及一种异质结AlGaAs/GaAs二极管及其制备方法。

背景技术

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GaAs PIN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。

发明内容

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Al_0.09Ga_0.91As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Al_0.09Ga_0.91As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Al_0.09Ga_0.91As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Al_0.09Ga_0.91As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。