[發明專利]一種基于氮化鎵的毫米波過保護電路及其制備方法

在審

• 申請號: 201811379063.7
• 申請日: 2018-11-19
• 公開（公告）號: CN110752186A
• 公開（公告）日: 2020-02-04
• 發明（設計）人: 楊凌;馬曉華;蘆浩;侯斌;宓珉翰;周小偉;祝杰杰;郝躍
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: H01L21/8252
• 分類號: H01L21/8252;H01L27/02
• 代理公司: 61230 西安嘉思特知識產權代理事務所(普通合伙)
• 代理人: 張捷

本發明涉及一種基于氮化鎵的毫米波過保護電路的制備方法，包括制作正向PIN二極管、反向PIN二極管和GaN基高頻器件，并將正向PIN二極管和反向PIN二極管并聯后通過金屬互聯工藝與GaN基高頻器件連接，完成基于氮化鎵的毫米波過保護電路的制備。本發明實施例，通過采用并聯的正向PIN二極管和反向PIN二極管的電路結構，可以實現電路的自我保護；通過采用低電容材料BN，減小了柵漏寄生電容，降低了器件的頻率損耗，適用于高頻工作環境，滿足器件能夠承受正反向大功率信號的沖擊。

技術領域

本發明屬于微電子技術領域，具體涉及一種基于氮化鎵的毫米波過保護電路及其制備方法。

背景技術

氮化物半導體材料GaN、AlN、InN及其合金是繼第一代元素半導體材料Si、Ge和第二代化合物半導體材料GaAs、InP等之后的第三代寬禁帶半導體材料，其具有直接帶隙、禁帶寬度寬且連續可調制范圍大、擊穿場強高、飽和電子漂移速度快、熱導率高、抗輻照性能好的優點。隨著科技和社會發展水平的提高，第一、二代半導體材料無法滿足更高頻率、更高功率電子器件的需求，基于氮化物半導體材料的電子器件則可滿足這一要求，大大提高了器件性能。

單片微波集成電路，是工作在微波波段(300MHz到300GHz)的一種集成電路微波單片集成電路，具有電路損耗小、低噪聲、工作頻段寬等優點，并可減小體積和重量，同時降低價格，這些優點對軍用裝備和民用產品都十分重要。美國、西歐等許多國家都把微波單片集成電路作為戰略發展核心，投入了大量的人力和物力。單片微波集成電路(MMIC)廣泛應用于多種領域，軍事方面主要應用于戰術導彈、電子戰、航空和航天等，民用方面主要應用于衛星電視、無線通信和全球定位系統等。

雷達接收機的前端往往有高靈敏的低噪聲放大器，而低噪聲放大器是小信號線性器件，它接受的信號是非常微弱的，但是整個系統又必須能夠承受較大的功率。為了保護器件免遭燒毀，通常在接收機前端加入微波限幅器。小信號輸入時，限幅器僅僅呈現小損耗，大信號輸入時，限幅器對其進行大幅度衰減。

PIN二極管是由P型材料重摻雜構成的P層和由N型材料重摻雜構成的N層，以及這兩層中間夾雜著一層由高電阻率輕摻雜的本征層構成的I層，三層結構構成的半導體二極管。

目前國內外主要采用GaAs MESFET限幅器、GaAs肖特基勢壘限幅器等，要求器件具有低開態電阻和低關態電容，能承受大功率信號的沖擊，還具備比GaAs MESFET限幅器單片電路面積小、性能優越等特點。

但是砷化鎵二代半導體材料無法滿足更高頻率、更高功率電子器件的需求，且肖特基勢壘限幅器在同等面積下承受大功率信號沖擊的能力不夠強，缺點較為顯著。

因此如何滿足器件能夠承受正反向大功率信號的沖擊，使電路可以自帶保護就顯得尤為重要。

發明內容

為了解決現有技術中存在的上述問題，本發明提供了一種基于氮化鎵的毫米波過保護電路及其制備方法。本發明要解決的技術問題通過以下技術方案實現：

本發明實施例提供了一種基于氮化鎵的毫米波過保護電路的制備方法，應用于AlGaN/GaN異質結，所述AlGaN/GaN異質結包括襯底層、成核層、GaN層、第一AlGaN勢壘層和第二AlGaN勢壘層，其中，所述方法包括：

S1、光刻所述第一AlGaN勢壘層，刻蝕去除所述第一AlGaN勢壘層；

S2、在所述GaN層上淀積SiN介質層；

S3、在所述SiN介質層上形成正向PIN二極管制作區域和反向PIN二極管制作區域；

S4、在所述正向PIN二極管制作區域制作正向PIN二極管；

S5、在所述反向PIN二極管制作區域制作反向PIN二極管；

S6、在所述第二AlGaN勢壘層上制作GaN基器件；