[发明专利]基于垂直PIN二极管双向限幅电路及制作方法

说明书

本发明涉及一种基于垂直PIN二极管双向限幅电路的制作方法，包括步骤：刻蚀AlGaN势垒层，在GaN缓冲层上形成正向PIN二极管制作区域和反向PIN二极管制作区域；在刻蚀后的AlGaN势垒层上制作GaN基高频器件；在正向PIN二极管制作区域制作正向PIN二极管；在反向PIN二极管制作区域制作反向PIN二极管；在GaN基高频器件、正向PIN二极管和反向PIN二极管上制作互联层，完成双向限幅电路的制作。本发明实施例的双向限幅电路具有电路面积小、低开态电阻、低关态电容等优点，在大功率信号冲击时的承受能力较强，能够满足高频率、高功率电子器件的需求。

技术领域

本发明属于半导体领域，具体涉及一种基于垂直PIN二极管双向限幅电路及制作方法。

背景技术

雷达接收机的前端往往有高灵敏的低噪声放大器，而低噪声放大器是小功率信号线性器件，它接受的信号是非常微弱的，但是整个系统又必须能够承受较大的功率。为了保护器件免遭烧毁，通常在噪声放大器前端加入微波限幅器。小功率信号输入时，限幅器仅仅呈现小损耗，大功率信号输入时，限幅器对其进行大幅度衰减。

目前国内外主要采用GaAs MESFET限幅器、GaAs肖特基势垒限幅器等，但是砷化镓二代半导体材料无法满足更高频率、更高功率电子器件的需求，且肖特基势垒限幅器在同等面积下承受大功率信号冲击的能力不够强，缺点较为显著。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种基于垂直 PIN二极管双向限幅电路及制作方法。本发明要解决的技术问题通过以下技术方案实现：

本发明实施例提供了一种基于垂直PIN二极管双向限幅电路的制作方法，所述双向限幅电路在包含衬底层、成核层、GaN缓冲层和AlGaN势垒层的样片上制作而成，包括步骤：

S1、刻蚀所述AlGaN势垒层，在所述GaN缓冲层上形成正向PIN二极管制作区域和反向PIN二极管制作区域；

S2、在所述AlGaN势垒层上制作GaN基高频器件；

S3、在所述正向PIN二极管制作区域制作正向PIN二极管；

S4、在所述反向PIN二极管制作区域制作反向PIN二极管；

S5、在所述GaN基高频器件、所述正向PIN二极管和所述反向PIN二极管上制作互联层，得到双向限幅电路。

在本发明的一个实施例中，步骤S2包括：

S201、在所述AlGaN势垒层上制作源电极和漏电极，形成源电极欧姆接触与漏电极欧姆接触；

S202、刻蚀所述AlGaN势垒层，形成有源区的电隔离；

S203、在所述AlGaN势垒层、所述源电极和所述漏电极上生长介质层材料，形成介质层；

S204、刻蚀所述介质层，形成凹槽结构；

S205、在所述介质层上光刻栅区域，在所述栅区域和所述凹槽结构蒸发栅电极金属，形成栅电极；

S206、在所述介质层、所述栅电极表面淀积第一保护层材料，形成第一保护层，得到所述GaN基高频器件；

在本发明的一个实施例中，所述栅电极为T形结构。

在本发明的一个实施例中，步骤S3包括：

S301、在所述正向PIN二极管制作区域依次外延N+层材料、I层材料、 P+层材料，分别形成正向N+层、正向I层、正向P+层；

S302、在所述正向P+层光刻正向P+电极区域，在所述正向P+电极区域蒸发电极金属，形成正向P+电极；

S303、刻蚀所述正向P+层和所述正向I层，形成正向挖槽结构；