[发明专利]一种新型的PIN管微观结构

说明书

本发明公开了一种新型的PIN管微观结构，其特征在于，包括Metal 1层、Metal 2层、阳极引出层AC、阴极引出层CC和PIN管；阳极引出层AC、阴极引出层CC设置在PIN管的两极上，且Metal 1层在阳极引出层AC、阴极引出层CC上方，Metal 2层在Metal 1层上方；其中，Metal 1层与阳极引出层AC或阴极引出层CC之间设置过孔Via 1，Metal 1层与Metal 2层之间设置过孔Via2；本发明提供结构简单合理、增强PIN管的击穿电压与过流能力的一种新型的PIN管微观结构。

技术领域

本发明涉及PIN管领域，更具体的说，它涉及一种新型的PIN管微观结构。

背景技术

毫米波开关和限幅器是射频前端控制电路中的重要器件，其主要作用是通路切换、信号调制、波形变换、过压保护等,被广泛应用于高速宽带通信、安检精细成像以及空间探测等重要领域。随着成像系统在小型化、高性能等方面的进一步要求，其核心电路和模块通常要求具有集成度高、隔离度高、耐压能力强、工作频率高等特性。目前用于开关和限幅器电路的二极管类型主要包括PHEMT管和PIN二极管。PIN开关插损小，隔离度大，并且承受功率较大。因此在具有一定功率要求的毫米波电路与系统中，一般多采用GaAs基PIN二极管作为元器件。

在传统的PIN微观结构中，阴极与阳极的引出是直接欧姆接触后通过过孔连接Metal 2(上层金属)引出，这样导致与衬底接触的部分欧姆接触层，无法直接与Metal 2接触，该部分比较薄，电阻率大，过流能力差，耐功率性能低。传统的阴极与阳极欧姆接触层的X轴距离约为(4～7um)，这样导致衬底要承担一定的过流能力，容易在大功率情况下击穿。传统的PIN结构中阴极与阳极金属层只有在衬底接触的那一部分采用弧形结构，这样子在方形的接触点会有的尖端放电，电荷积聚，耐压性能会较差。

发明内容

本发明克服了现有技术的不足，提供结构简单合理、增强PIN管的击穿电压与过流能力的一种新型的PIN管微观结构。

本发明的技术方案如下：

一种新型的PIN管微观结构，其特征在于，包括Metal 1层、Metal 2层、阳极引出层AC、阴极引出层CC和PIN管；阳极引出层AC、阴极引出层CC设置在PIN管的两极上，且Metal 1层在阳极引出层AC、阴极引出层CC上方，Metal2层在Metal 1层上方；其中，Metal 1层与阳极引出层AC或阴极引出层CC之间设置过孔Via 1，Metal 1层与Metal 2层之间设置过孔Via2。

进一步的，阴极引出层AC与靠近阳极引出层AC的两者的横向最近距离为1.5um。

进一步的，PIN管设置在衬底上；其中，PIN管包括P层、I层、N层，P层、I层、N层依次设置在衬底上，且N层覆盖的面积大于I层覆盖的面积，I层覆盖的面积大于P层覆盖的面积。

进一步的，P层整体为长条状，其拐角采用半圆弧状；N层整体呈“凹”字形，其拐角采用1/4圆弧状。

进一步的，衬底上不同器件之间采用IS层进行隔离，IS层采用在衬底相应位置注入硼离子。

进一步的，过孔Via 1、过孔Via 2、Metal 1层、Metal 2层的拐角处采用半圆弧状或圆弧状。

本发明相比现有技术优点在于：

本发明改变了PIN的微观结构，优化了微观上耐压与过流的薄弱点，增强了PIN管的击穿电压与过流能力。

本发明PIN管的阴极与阳极的引出即是通过欧姆接触层，欧姆接触层与Metal 1连接(即二者通过过孔Via 1相连)，在经由过孔Via 2与Metal 2相连引出，由于Metal 1的引入，在微观层面，与Metal 1与欧姆接触层是完全重合的，不存在单独接触的欧姆接触层，从而避免了欧姆接触层单独承受电压电流，增强了PIN管的击穿电压与过流能力。