[發明專利]一種用于靜電保護PIN二極管及其制造方法

在審

• 申請號: 201711437810.3
• 申請日: 2017-12-26
• 公開（公告）號: CN108321210A
• 公開（公告）日: 2018-07-24
• 發明（設計）人: 魏鴻基;孫帆;陳國基;何湘陽
• 申請（專利權）人: 廈門市三安集成電路有限公司
• 主分類號: H01L29/868
• 分類號: H01L29/868;H01L29/20;H01L21/329;H01L27/02
• 代理公司: 廈門市首創君合專利事務所有限公司 35204
• 代理人: 張松亭

1.一種用于靜電保護PIN二極管，從下至上依次包括：半導體襯底、生長在所述半導體襯底上的砷化鎵外延層和設置在所述砷化鎵外延層上的金屬層；其特征在于，所述砷化鎵外延層為PIN結構，從下至上依次包括n⁺GaAs外延層、i^-GaAs外延層和p⁺GaAs外延層；所述i^-GaAs外延層生長為摻雜濃度為5×10¹⁶～5×10¹⁷原子每立方厘米、摻雜厚度為1000～3000埃米的n^-GaAs外延層。

2.根據權利要求1所述的用于靜電保護PIN二極管，其特征在于，所述砷化鎵外延層采用金屬有機化合物氣相外延技術MOCVD在所述半導體襯底上生長。

3.根據權利要求1所述的用于靜電保護PIN二極管，其特征在于，所述半導體襯底為n型砷化鎵襯底。

4.根據權利要求3所述的用于靜電保護PIN二極管，其特征在于，所述n型砷化鎵襯底采用氫化物氣相外延HVPE生長技術制備。

5.一種用于靜電保護PIN二極管的制造方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)采用氫化物氣相外延HVPE生長n型砷化鎵襯底；

2)采用金屬有機化合物氣相外延技術MOCVD在所述n型砷化鎵襯底上生長砷化鎵外延層，所述砷化鎵外延層為PIN結構，從下至上依次包括n⁺GaAs外延層、i^-GaAs外延層和p⁺GaAs外延層；所述i^-GaAs外延層生長為摻雜濃度為5×10¹⁶～5×10¹⁷原子每立方厘米、摻雜厚度為1000～3000埃米的n^-GaAs外延層；

3)在所述砷化鎵外延層上設置金屬層。

6.一種用于靜電保護PIN二極管，從下至上依次包括：半導體襯底、生長在所述半導體襯底上的砷化鎵外延層和設置在所述砷化鎵外延層上的金屬層；其特征在于，所述砷化鎵外延層為PIN異質結構，從下至上依次包括第一n⁺GaAs外延層、第一i^-GaAs外延層、p⁺GaAs外延層、第二i^-GaAs外延層和第二n⁺GaAs外延層；所述第一i^-GaAs外延層生長為摻雜濃度為5×10¹⁶～5×10¹⁷原子每立方厘米、摻雜厚度為1000～3000埃米的第一n^-GaAs外延層；所述第二i^-GaAs外延層生長為摻雜濃度為5×10¹⁶～5×10¹⁷原子每立方厘米、摻雜厚度為1000～3000埃米的第二n^-GaAs外延層；所述第二n⁺GaAs外延層和所述第一n⁺GaAs外延層的生長方式相同。

7.根據權利要求1所述的用于靜電保護PIN二極管，其特征在于，所述砷化鎵外延層采用金屬有機化合物氣相外延技術MOCVD在所述半導體襯底上生長。

8.根據權利要求1所述的用于靜電保護PIN二極管，其特征在于，所述半導體襯底為n型砷化鎵襯底。

9.根據權利要求8所述的用于靜電保護PIN二極管，其特征在于，所述n型砷化鎵襯底采用氫化物氣相外延HVPE生長技術制備。

10.一種用于靜電保護PIN二極管的制造方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)采用氫化物氣相外延HVPE生長n型砷化鎵襯底；

2)采用金屬有機化合物氣相外延技術MOCVD在所述n型砷化鎵襯底上生長砷化鎵外延層，所述砷化鎵外延層為PIN異質結構，從下至上依次包括第一n⁺GaAs外延層、第一i^-GaAs外延層、p⁺GaAs外延層、第二i^-GaAs外延層和第二n⁺GaAs外延層；所述第一i^-GaAs外延層生長為摻雜濃度為5×10¹⁶～5×10¹⁷原子每立方厘米、摻雜厚度為1000～3000埃米的第一n^-GaAs外延層；所述第二i^-GaAs外延層生長為摻雜濃度為5×10¹⁶～5×10¹⁷原子每立方厘米、摻雜厚度為1000～3000埃米的第二n^-GaAs外延層；所述第二n⁺GaAs外延層和所述第一n⁺GaAs外延層的生長方式相同；

3)在所述砷化鎵外延層上設置金屬層。