[实用新型]一种GaAs复合PHEMT-PIN的外延材料结构

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种砷化镓（GaAs）复合PHEMT-PIN的外延材料结构，属于半导体技术领域。

背景技术

GaAs PHEMT器件和PIN 二极管器件作为微波元器件在微波毫米波系统中应用广泛，可以组合在一起，实现放大器、开关，衰减器，移相器，混频器，检波器等多种功能。

GaAs PHEMT器件具有增益高，频率特性好的特点，主要应用于放大器、开关，衰减器，混频器，检波器等电路。

GaAs PIN二极管具有高击穿电压，功率容量大的特点，经常应用于微波毫米波开关，衰减器，混频器，检波器等电路。

在传统的单片集成电路芯片设计中，采用GaAs PHEMT的材料结构，只能设计加工成PHEMT器件和电路。PIN材料结构只能设计加工PIN二极管电路。因为二者材料的差异，导致工艺无法兼容。因此传统的GaAs PHEMT管材料结构和GaAs PIN二极管材料局限了电路设计的灵活性，不能最大限度的发挥GaAs PIN管和GaAs PHEMT的优势。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是针对背景技术的缺陷，提出一种GaAs复合PHEMT-PIN的外延材料结构。

本实用新型为解决上述技术问题采用以下技术方案：

一种GaAs复合PHEMT-PIN的外延材料结构，从下至上依次包括：GaAs衬底、GaAs缓冲层、第一i-GaAs层、第一δ_掺杂层、第一spacer层、i-InGaAs层、第二spacer层、第二δ_掺杂层、i-AlGaAs层、n-GaAs层、第二i-GaAs层、P-GaAs层。

进一步的，本实用新型的GaAs复合PHEMT-PIN的外延材料结构，所述GaAs缓冲层的厚度为300~1000nm，所述第一i-GaAs层的厚度为20~200nm，所述第一δ_掺杂层的厚度为0.1~1nm，所述第一spacer层的厚度为2~4nm，所述i-InGaAs层的厚度为10~14nm，所述第二spacer层的厚度为2~4nm，所述第二δ_掺杂层的厚度为0.1~1nm，所述i-AlGaAs层的厚度为30~60nm ，n-GaAs层的厚度为30~2000nm，第二i-GaAs层的厚度为500~5000nm，P-GaAs层的厚度为100~300nm。

进一步的，本实用新型的GaAs复合PHEMT-PIN的外延材料结构，所述GaAs缓冲层的厚度为700nm。

进一步的，本实用新型的GaAs复合PHEMT-PIN的外延材料结构，所述第一i-GaAs层为不掺杂GaAs，厚度为50nm；第二i-GaAs层为不掺杂的n型GaAs，厚度为3000nm。

进一步的，本实用新型的GaAs复合PHEMT-PIN的外延材料结构，所述第一δ_掺杂层和第二δ_掺杂层均为掺杂硅的平面层，厚度均为0.5nm。

进一步的，本实用新型的GaAs复合PHEMT-PIN的外延材料结构，所述第一spacer层、第二spacer层均为不掺杂的AlGaAs，厚度均为4nm。

进一步的，本实用新型的GaAs复合PHEMT-PIN的外延材料结构，所述i-InGaAs层为不掺杂的InGaAs，厚度为12nm。

进一步的，本实用新型的GaAs复合PHEMT-PIN的外延材料结构，所述i-AlGaAs层为不掺杂的AlGaAs，厚度为30nm。

进一步的，本实用新型的GaAs复合PHEMT-PIN的外延材料结构，所述n-GaAs层为高掺杂的n型GaAs，厚度为1000nm。

进一步的，本实用新型的GaAs复合PHEMT-PIN的外延材料结构，所述P-GaAs层为高掺杂的p型GaAs，厚度为200nm。

本实用新型采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：

本实用新型通过对GaAs材料结构的新型设计，在同一材料结构中，既可以实现GaAs PIN管，也可以实现GaAs PHEMT。由于材料结构的创新，使GaAs PIN管和GaAs PHEMT可以实现了工艺的兼容性，因此增加了电路设计的灵活性，提升了单片电路的性能。本实用新型的材料结构可以实现全单片的多功能微波单片集成电路，实现多项功能（如放大器、开关、衰减器、混频器、检波器）的单芯片集成。

附图说明

图1是本实用新型提出的GaAs复合PHEMT-PIN的外延材料结构示意图。

具体实施方式