[发明专利]氮化镓基低漏电流悬臂梁开关交叉耦合振荡器及制备方法

权利要求书

1.一种氮化镓基低漏电流悬臂梁开关交叉耦合振荡器，其特征是该振荡器包括第一悬臂梁N型MESFET(1)、第二悬臂梁N型MESFET(2)、LC谐振回路和恒流源(15)组成，该交叉耦合振荡器中的第一悬臂梁N型MESFET(1)和第二悬臂梁N型MESFET(2)都是制作在半绝缘GaN衬底(3)上，其输入引线(4)是利用金制作,N型MESFET栅极(5)与有源层形成肖特基接触，在栅极(5)上方设计了悬臂梁(6)，悬臂梁(6)下方的锚区(7)制作在半绝缘GaN衬底(3)上，在每个悬臂梁(6)下方设计了两个电极板(8)，电极板(8)的上表面覆盖有氮化硅层(9)，电极板(8)接地，第一悬臂梁N型MESFET(1)和第二悬臂梁N型MESFET(2)的源极连在一起并与恒流源相连，恒流源另一端接地，第一悬臂梁N型MESFET(1)的漏极(10)通过引线(14)，锚区(7)与第二悬臂梁N型MESFET(2)的悬臂梁(6)相连，第二悬臂梁N型MESFET(2)的漏极(10)通过引线(14)，锚区(7)与第一悬臂梁N型MESFET(1)的悬臂梁(6)相连形成交叉耦合结构，LC谐振回路接在第一悬臂梁N型MESFET(1)的漏极(10)和第二悬臂梁N型MESFET(2)的漏极(10)之间。

2.根据据权利要求1所述的氮化镓基低漏电流悬臂梁开关交叉耦合振荡器，其特征在于所述的悬臂梁(6)由钛/金/钛三层复合制作而成。

3.如权利要求1所述的氮化镓基低漏电流悬臂梁开关交叉耦合振荡器的制备方法，其特征在于该制备方法包括以下几个步骤：

1) .准备半绝缘GaN衬底；

2) .淀积氮化硅，用等离子体增强型化学气相淀积法工艺(PECVD)生长一层氮化硅，然后光刻和刻蚀氮化硅，去除N型MESFET有源区的氮化硅；

3) .N型MESFET有源区离子注入：注入磷后，在氮气环境下退火；退火完成后，在高温下进行N⁺杂质再分布，形成N型MESFET有源区的N型有源层；

4) .去除氮化硅层：采用干法刻蚀技术将氮化硅全部去除；

5) .光刻开关区，去除开关区的光刻胶；

6) .电子束蒸发钛-铂-金；

7) .去除光刻胶以及光刻胶上的钛-铂-金；

8) .加热，使钛-铂-金与N型GaN有源层形成肖特基接触；

9) .涂覆光刻胶，光刻并刻蚀N型MESFET源极和漏极区域的光刻胶；

10) .注入重掺杂N型杂质，在N型MESFET源极和漏极区域形成的N型重掺杂区，注入后进行快速退火处理；

11) .光刻源极和漏极，去除引线、源极和漏极的光刻胶；

12) .真空蒸发金锗镍-金；

13) .去除光刻胶以及光刻胶上的金锗镍-金；

14) .合金化形成欧姆接触，形成引线、源极和漏极；

15) .涂覆光刻胶，去除输入引线、电极板和悬臂梁的锚区位置的光刻胶；

16) .蒸发第一层金，其厚度为0.3μm；

17) .去除光刻胶以及光刻胶上的金，初步形成输入引线、电极板和悬臂梁的锚区；

18) .淀积氮化硅：用等离子体增强型化学气相淀积法工艺(PECVD)生长厚的氮化硅介质层；

19) .光刻并刻蚀氮化硅介质层，保留在电极板上的氮化硅；

20) .淀积并光刻聚酰亚胺牺牲层：在砷化镓衬底上涂覆1.6μm厚的聚酰亚胺牺牲层，要求填满凹坑；光刻聚酰亚胺牺牲层，仅保留悬臂梁下方的牺牲层；

21) .蒸发钛-金-钛，其厚度分别为蒸发用于电镀的钛-金-钛；

22) .光刻：去除要电镀地方的光刻胶；

23) .电镀金，其厚度为2μm；

24) .去除光刻胶：去除不需要电镀地方的光刻胶；

25) .反刻钛-金-钛，腐蚀钛-金-钛，形成悬臂梁；

26) .释放聚酰亚胺牺牲层：显影液浸泡，去除悬臂梁下的聚酰亚胺牺牲层，去离子水稍稍浸泡，无水乙醇脱水，常温下挥发，晾干。