双重堆叠变容二极管的制作方法_2

文档序号:9378240阅读:来源:国知局
b、135c或135d的电阻的两倍的电阻。可以选择增加的电阻以均衡堆叠中的所有电容器的充电时间常数。
[0027]在实施方式中,电阻器135a和/或135e的电阻可以为近似60k Ω,而在其它实施方式中电阻器135a和/或135e的电阻可以在近似20kQ和近似60kQ之间。类似地,在一些实施方式中电阻器135b、135c或135d的电阻可以为近似30k Ω,而在其它实施方式中电阻器135b、135c或135d的电阻可以在近似1kQ和近似30k Ω之间。
[0028]如上面示出的,复合变容二极管100可以包括多个变容二极管105和电阻器135。虽然在图1中仅不出六个变容二极管105和五个电阻器135,但在其它实施方式中复合变容二极管100可以包括更多或更少数量的变容二极管105或电阻器135。在一些实施方式中,可以期望复合变容二极管至少包括电阻器135a和135e。在一些实施方式中,可以替代于电阻器135而使用电感器,或与电阻器135组合地使用电感器。如上面所讨论的,随着复合变容二极管100中的变容二极管105的数量增加,如果所有的变容二极管105互相共面,那么在裸片上复合变容二极管100需要的面积可能指数性地增加。在一些实施方式中,直流电源125可以被配置成提供正的VCT%,并且耦接至每个变容二极管的前侧或阴极,同时地120可以耦接至每个变容二极管的后侧或阳极,这在下面进一步详细讨论。可以设想其它更复杂的电路,该电路具有多个直流电源或多个接地连接,该多个直流电源中的每个可以提供不同的或相似的正电压或负电压。
[0029]通常,可以在砷化镓异质结双极晶体管(HBT)的共用外延层中实现遗留复合变容二极管。通常,仅是下部外延层可以被用于变容二极管105,该下部外延层通常用来实现HBT的集电极-基极结。这是因为可以通过用于实现发射极-基极双极结的层的特定掺杂来优化HBT的上部外延层。该掺杂可以使HBT的上部外延层对于实现有用的变容二极管而言成为不期望的或不适合的。
[0030]然而,如果使用不同的工艺,并且去除针对双极器件的要求,那么可以得到更有益的外延结构。具体地,如果外延结构的上层不被掺杂以实现发射极-基极双极结,那么可以在外延结构的上层中另外地实现有用的变容二极管。
[0031]图2图示了根据各种实施方式的双重变容二极管堆叠200的一般示例。一般来说,如本文所讨论的,可以认为变容二极由三层构成。具体地,可以认为变容二极管由接触层、变容二极管层和阳极层构成。在一些实施方式中,阳极层可以另外被称为变容二极管的“接触”层,但为了本文的描述的目的,阳极层将一般被称为“阳极层”,除非明确地另有所指。在本实施方式中,可以认为接触层是变容二极管的阴极。在一些实施方式中,可以仅认为变容二极管包括变容二极管层和阳极层,其中认为变容二极管层是阴极;然而如本文所讨论的,为了一致性,变容二极管将被描述为具有三层。将在下面进一步详细地讨论变容二极管的这三层。
[0032]在实施方式中,堆叠200可以包括多个外延层,其中采用垂直而不是共面的方式实现两个变容二极管。具体地,如上面所描述的,堆叠200可以包含第一变容二极管,该第一变容二极管包括接触层205、变容二极管层210和阳极层215。阳极层215可以是p+阳极层。标号“P+”可以指示用带正电的杂质(诸如碳、锌、铍或其它一些适当的带正电的掺杂剂)来重掺杂阳极层215。例如,阳极层215可以由诸如砷化镓、硅、锗、磷化铝、砷化铝、磷化铟、氮化镓、它们的组合或合金的半导体材料中的一种或更多种或者其它一些半导体材料构成,并且其中混入一定量的带正电的掺杂剂材料。P+层可以包括每一万个半导体材料的原子有一个带正电掺杂剂的原子的量级。在其它实施方式中,P+阳极层可以具有比近似IX 119Cm 3更高的掺杂。在一些实施方式中,阳极层215可以具有近似0.05微米(μπι)和近似0.5 μπι之间的垂直高度或ζ高度。
[0033]类似地,接触层205可以被称为η+接触层。标号“η+”可以指示用带负电的杂质(诸如硅或其它一些适当的带负电的掺杂剂)来重掺杂接触层205。例如,接触层205可以由诸如上述半导体材料的半导体材料构成,并且其中混入一定量的带负电的掺杂剂材料。η+层可以包括每一万个半导体材料的原子有一个带负电掺杂剂的原子的量级。在其它实施方式中,η+接触层可以具有比近似I X 118Cm 3更高的掺杂。在一些实施方式中,接触层205可以具有近似0.05 μπι和1.0 μπι之间的垂直高度或ζ高度。
[0034]变容二极管层210可以被称为η-变容二极管层。标号“η_”可以指示用诸如上述带负电的掺杂剂的带负电的杂质来相对轻地掺杂变容二极管层210。具体地,η-层可以包括每一亿个半导体材料的原子有一个带负电掺杂剂的原子的量级。在其它实施方式中,η-变容二极管层可以具有近似I X 114和近似I X 10 18cm 3之间的掺杂。在一些实施方式中,变容二极管层210可以具有近似0.2 μπι和3 μπι之间的垂直高度或ζ高度。
[0035]堆叠200也可以包括诸如欧姆接触(ohmic contact) 220的一个或更多个p+欧姆接触。在实施方式中,欧姆接触220可以包括钛(Ti)、铂(Pt)、金(Au)、锌(Zn)、镍(Ni)、铍(Be)、或者它们的组合或合金(诸如 Ti/Pt/Au、Pt/Au、Ti/Au、Pt/Ti/Pt/Au、AuZn/Ni/Au、AuBe/Ni/Au)、或其它p型接触。欧姆接触220可以直接耦接至阳极层215,并且还耦接至诸如图1的直流电源125的直流电源。在实施方式中,欧姆接触220可以被配置成接收负直流电压,该负直流电压将反向偏置变容二极管。具体地,施加到阳极层215的负直流电压可以使阴极(即接触层205)处的电压高于阳极层215处的电压。变容二极管的阴极处的这种较高电压可以导致没有电流流过变容二极管直到变容二极管击穿。
[0036]堆叠200可以还包含第二变容二极管,该第二变容二极管可以包括阳极层215、变容二极管层225和接触层230。变容二极管层225可以是与变容二极管层210类似的η-变容二极管层。在一些实施方式中,变容二极管层225和变容二极管层210可以包括彼此相同的材料,而在其它实施方式中,变容二极管层225和210可以包括不同的材料。类似地,接触层230可以是与接触层205类似的η+接触层。在一些实施方式中,接触层230和接触层205可以包括彼此相同的材料,而在其它实施方式中,接触层可以包括不同的材料。
[0037]堆叠可以还包括诸如欧姆接触235或240的一个或更多个η+欧姆接触。具体地,如图2中示出的,η+欧姆接触235和240可以与η+接触层205或230耦接。在一些实施方式中,η+欧姆接触235和240可以包含以下各项中的一个或更多个:Au、锗(Ge)、N1、Au、T1、Pt、钨(W)、硅(Si)、或它们的组合或合金(诸如 AuGe/Ni/Au、Ti/Pt/Au、Pt/Au、Ti/Au、TiW/Ti/Pt/Au、WSi/Ti/Pt/Au)、或其它欧姆接触。在一些实施方式中,η+欧姆接触235和240可以由彼此相同的材料或不同的材料来形成。在一些实施方式中,欧姆接触235或240可以用不同金属来形成顶部,该不同金属用于与另一器件、端子或芯片接触。
[0038]在实施方式中,可以认为η+欧姆接触235和240是堆叠200的输入和输出端子。例如,η+欧姆接触235或240中的一个或另一个可以被配置成接收例如来自输入端子110、另一变容二极管或某其它源的RF信号。η+欧姆接触235或240中的另一个可以被配置成将RF信号输出例如至输出端子115、另一变容二极管或某其它源。
[0039]能够看到,堆叠200的第一变容二极管和第二变容二极管可以共享阳极层215。具体地,如上面所描述的,可以认为堆叠200的两个变容二极管是垂直堆叠的“后对后”配置。如上面所讨论的,与变容二极管层210或225的ζ高度,或接触层205或230的ζ高度相比,阳极层215的ζ高度可以相对小。这可以是因为层215的薄层电阻(sheet resistance)不明显地改
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