[发明专利]一种W波段IMPATT二极管阻抗匹配引脚及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及毫米波半导体器件领域，具体是一种W波段IMPATT二极管阻抗匹配引脚及其制备方法。

背景技术

毫米波是一门正在发展中的新兴学科，其工作频率范围为30～300GHz，具有应用系统带宽宽，体积小重量轻，分辨率高，动态效果好等特点，在雷达，飞机、汽车防撞雷达以及自动巡航控制等领域有着广泛的用途；IMPATT二极管具有单管输出功率大，尺寸小、工作电压低及可靠性高等优点，在60GHz以上，直至300GHz频率范围内，毫米波IMPATT二极管具有较好的应用价值；现有的低频应用情况下的二极管引脚均对匹配特性不做设计要求，引脚的承受功率低，对于W波段IMPATT二极管，即工作于75～110GHz频率范围的IMPATT二极管，无法直接应用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种W波段IMPATT二极管阻抗匹配引脚，该引脚能够与W波段IMPATT二极管的阻抗匹配，满足W波段IMPATT二极管的工作频率范围，并且增强了W波段IMPATT二极管的散热效果，为W波段IMPATT二极管工作在高功率下提高了可靠性。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种W波段IMPATT二极管阻抗匹配引脚，所述引脚由四个相同大小的梯形金属片相互连接成十字形，每个梯形金属片的上底边向内、下底边向外；所述引脚还包含设于十字中心连接梯形金属片的连接片；所述连接片与四个梯形金属片为一体化结构；所述连接片的底面与W波段IMPATT二极管的管芯固定连接，所述梯形金属片的下底边与W波段IMPATT二极管的红宝石介质环固定连接。

上述方案的一种W波段IMPATT二极管阻抗匹配引脚的制备方法包括以下步骤:

a）将衬底基片通过硫酸与过氧化氢的混合溶液进行清洗，硫酸与过氧化氢的体积比为3:1，然后采用氢氟酸与水的混合试剂对清洗后的衬底基片去除氧化层，氢氟酸与水的体积比为1:5；之后将去除氧化层的衬底基片用等离子水进行冲洗，去除氢氟酸；

b）将衬底基片置于真空电子束蒸发装置中，采用450℃，在衬底基片表面连续电子束蒸发Cr-Cu-Cr金属层；

c）采用正性光刻胶，使用旋转涂胶法对衬底基片表面均匀涂胶，胶厚1.0±0.1μm；将涂好光刻胶的衬底基片放入充氮烘箱中，在90±5℃的温度下烘烤30±2min；之后用十字形光刻掩膜版将衬底基片在光刻机上进行图形套准曝光；使用显影液对曝光后的衬底基片进行显影，然后用等离子水对显影后的衬底基片进行冲洗，去除显影液；之后将冲洗过的衬底基片放入充氮烘箱中，在120±5℃的温度下烘烤30±2min；

d）采用金属湿法化学腐蚀工艺对衬底基片表面的曝光区进行腐蚀处理，得到W波段IMPATT二极管(10)的阻抗匹配引脚(6)的十字形区域；

e）采用微电镀工艺在衬底基片表面形成的十字形区域上电镀形成10～12μm厚的金属层；

f）将金属层从衬底基片上剥离，得到呈十字形的W波段IMPATT二极管(10)的阻抗匹配引脚(6)；

g）将阻抗匹配引脚(6)置于温度为400±10℃的氢气退火炉进行退火处理。

本发明的有益效果是，利用四个完全相同的梯形金属片构成的十字形结构，在W波段，模型的等效集总参数，同W波段IMPATT二极管的管芯参数阻抗相匹配，满足W波段IMPATT二极管在波导谐振器中的谐振工作条件，使其工作在W波段频率范围，并且增强了W波段IMPATT二极管的散热效果，为W波段IMPATT二极管工作在高功率下提高了可靠性。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明：

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明的安装使用示意图；

图3是本发明的等效电路示意图。

具体实施方式

本发明提供一种W波段IMPATT二极管阻抗匹配引脚：