叉指型变容二极管及其制备方法与流程

本发明涉及二极管，尤其涉及一种叉指型变容二极管及其制备方法。

背景技术：

1、pn结变容二极管是指利用二极管反偏时，pn结电容随反向电压变化的原理制成的半导体器件。广泛用于谐波产生、频率倍增、低噪声放大、微波接收调谐器、有源滤波器、开关、移相、脉冲产生与脉冲整形、光探测等电子信息领域。

2、gaas变容二极管则因为其具有小电阻、高q值、高截止频率等优点，已被广泛应用于微波、毫米波频段。gaas变容二极管大部分采用异面电极的台面结构，该结构具有工艺简单、成本低廉的优点，但是在制备小电容器件的时候必需选用小台面，在金丝引线键合时，小台面相对于大台面来说会有一定的困难。

3、但是，当使用介质将台面填平增大电极的方法降低键合难度时，则不可避免的带来较大的寄生电容，影响变容二极管的性能。

技术实现思路

1、本发明实施例提供了一种叉指型变容二极管及其制备方法，以解决光的问题。

2、第一方面，本发明实施例提供了一种叉指型变容二极管的制备方法，包括：

3、在半绝缘衬底上依次制备n型欧姆接触层、耗尽层和p型欧姆接触层；

4、在p型欧姆接触层上的第一预设区域制备第一叉指p型欧姆接触电极；

5、对设有第一叉指p型欧姆接触电极的p型欧姆接触层进行刻蚀，使得刻蚀后得到的刻蚀台面的侧壁与n型欧姆接触层之间有一夹角；

6、在n型欧姆接触层上的第二预设区域和第三预设区域分别制备第二叉指n型欧姆接触电极和第三叉指n型欧姆接触电极；其中，第二预设区域和第三预设区域分别位于第一预设区域的两侧；

7、对设有第二叉指n型欧姆接触电极、第三叉指n型欧姆接触电极和第一叉指p型欧姆接触电极的n型欧姆接触层进行刻蚀，直至露出半绝缘衬底；

8、在设有第二叉指n型欧姆接触电极、第三叉指n型欧姆接触电极和第一叉指p型欧姆接触电极的半绝缘衬底上生长金属层，以形成叉指型变容二极管。

9、在一种可能的实现方式中，对设有第一叉指p型欧姆接触电极的p型欧姆接触层进行刻蚀，使得刻蚀后得到的刻蚀台面的侧壁与n型欧姆接触层之间有一夹角，包括：

10、对设有第一叉指p型欧姆接触电极的p型欧姆接触层进行干法刻蚀，直至露出n型欧姆接触层，以得到一刻蚀台面；

11、对刻蚀台面进行湿法腐蚀，使得腐蚀后的刻蚀台面的侧壁与n型欧姆接触层之间有一夹角。

12、在一种可能的实现方式中，夹角大于等于80度且小于等于85度。

13、在一种可能的实现方式中，湿法腐蚀采用的是磷酸和双氧水的混合液。

14、在一种可能的实现方式中，在设有第二叉指n型欧姆接触电极、第三叉指n型欧姆接触电极和第一叉指p型欧姆接触电极的半绝缘衬底上生长金属层，以形成叉指型变容二极管在前，还包括：

15、在设有第二叉指n型欧姆接触电极、第三叉指n型欧姆接触电极和第一叉指p型欧姆接触电极的半绝缘衬底上制备一层钝化保护层；

16、将第二叉指n型欧姆接触电极、第三叉指n型欧姆接触电极和第一叉指p型欧姆接触电极上的钝化保护层去除掉。

17、在一种可能的实现方式中，在设有第二叉指n型欧姆接触电极、第三叉指n型欧姆接触电极和第一叉指p型欧姆接触电极的半绝缘衬底上生长金属层，以形成叉指型变容二极管，包括：

18、在设有第二叉指n型欧姆接触电极、第三叉指n型欧姆接触电极和第一叉指p型欧姆接触电极的半绝缘衬底上溅射一层电镀种子层；

19、在设有第二叉指n型欧姆接触电极、第三叉指n型欧姆接触电极和第一叉指p型欧姆接触电极的半绝缘衬底上生成上金属层；上金属层将第二叉指n型欧姆接触电极和第三叉指n型欧姆接触电极连接形成n型欧姆接触电极，且连接部为n型欧姆接触电极焊接部，上金属层将第一叉指p型欧姆接触电极形成p型欧姆接触电极，且p型欧姆接触电极也设有p型欧姆接触电极焊接部；

20、在上金属层制备完成后，去除多余的电镀种子层，以形成叉指型变容二极管。

21、在一种可能的实现方式中，在上金属层制备完成后，去除多余的电镀种子层之前，还包括：

22、对n型欧姆接触电极的焊接部和p型欧姆接触电极的焊接部进行金属层加厚处理。

23、在一种可能的实现方式中，形成叉指型变容二极管以后，还包括：

24、对除n型欧姆接触电极的焊接部和p型欧姆接触电极的焊接部外的区域，涂覆聚酰亚胺材料。

25、第二方面，本发明实施例提供了一种叉指型变容二极管，包括：

26、在半绝缘衬底的第四预设区域和第五预设区域内分别设有钝化保护层，在第四预设区域的钝化保护层上设有n型欧姆接触电极焊接部，在第五预设区域的钝化保护层上设有p型欧姆接触电极焊接部；

27、在半绝缘衬底的第一预设区域、第二预设区域和第三预设区域内均设有n型欧姆接触层，在第三预设区域的n型欧姆接触层上设有n型欧姆接触电极的第二叉指n型欧姆接触电极，在第四预设区域上的n型欧姆接触层上设有n型欧姆接触电极的第三叉指n型欧姆接触电极，且第二叉指n型欧姆接触电极和第三叉指n型欧姆接触电极的一端均与n型欧姆接触电极焊接部连接；

28、在半绝缘衬底的第一预设区域上的n型欧姆接触层上设有耗尽层和p型欧姆接触层，在p型欧姆接触层上设有p型欧姆接触电极的第一叉指p型欧姆接触电极，且第一叉指p型欧姆接触电极的一端与p型欧姆接触电极焊接部连接；其中，第一预设区域上的耗尽层和p型欧姆接触层与n型欧姆接触层之间有一夹角

29、第一叉指p型欧姆接触电极设于第二叉指n型欧姆接触电极和第三叉指n型欧姆接触电极之间。

30、在一种可能的实现方式中，夹角大于等于80度且小于等于85度。

31、本发明实施例提供一种叉指型变容二极管及其制备方法，在制备过程中对的p型欧姆接触层进行刻蚀形成倾斜的台面结构，通过改变台面结构，可以增大欧姆接触面积，减小欧姆接触电阻，可得到更小的电容值。使用叉指型结构，电流通过p电极流向n电极的面积变大，对导通电阻的减小也会起到作用。从而提高器件的工作频率。

技术特征：

1.一种叉指型变容二极管的制备方法，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述对设有所述第一叉指p型欧姆接触电极的所述p型欧姆接触层进行刻蚀，使得刻蚀后得到的刻蚀台面的侧壁与所述n型欧姆接触层之间有一夹角，包括：

3.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述夹角大于等于80度且小于等于85度。

4.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述湿法腐蚀采用的是磷酸和双氧水的混合液。

5.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在设有所述第二叉指n型欧姆接触电极、第三叉指n型欧姆接触电极和所述第一叉指p型欧姆接触电极的所述半绝缘衬底上生长金属层，以形成叉指型变容二极管在前，还包括：

6.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述在设有所述第二叉指n型欧姆接触电极、第三叉指n型欧姆接触电极和所述第一叉指p型欧姆接触电极的所述半绝缘衬底上生长金属层，以形成叉指型变容二极管，包括：

7.如权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述在所述上金属层制备完成后，去除多余的电镀种子层之前，还包括：

8.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述形成叉指型变容二极管以后，还包括：

9.一种叉指型变容二极管，其特征在于，包括：

10.如权利要求9所述的叉指型变容二极管，其特征在于，所述夹角大于等于80度且小于等于85度。

技术总结
本发明提供一种叉指型变容二极管及其制备方法，其中，制备方法包括在P型欧姆接触层上的第一预设区域制备第一叉指P型欧姆接触电极；对设有第一叉指P型欧姆接触电极的P型欧姆接触层进行刻蚀，使得刻蚀后得到的刻蚀台面的侧壁与N型欧姆接触层之间有一夹角；在N型欧姆接触层上的第二预设区域和第三预设区域分别制备第二叉指N型欧姆接触电极和第三叉指N型欧姆接触电极；对设有第二叉指N型欧姆接触电极、第三叉指N型欧姆接触电极和第一叉指P型欧姆接触电极的N型欧姆接触层进行刻蚀，直至露出半绝缘衬底；然后半绝缘衬底上生长金属层，以形成叉指型变容二极管。本发明制备的变容二极管具有较小的电容和电阻。

技术研发人员：付兴中,侯钧杰,周国,宋洁晶,李保第,戴峰,胡泽先,刘亚亮,张力江,崔玉兴
受保护的技术使用者：中国电子科技集团公司第十三研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15