一种指数掺杂的砷化镓平面肖特基变容二极管的设计与制作.pdf

第34卷第1期
电子器件
Vol 34 No. 1
2011年2月
Chinese Joumal of Electron Devices
Feb 2011
Design and Fabrication of GAAS Planar Schottky Varactor Diode
with the Exponential Doping Structure
TAN Chao, YANG Hao, DONG Junrong, HUANG Jie, ZHANG Haiying
Institute of Microelectronics, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100029, China)
Abstract: A GAAS planar schottky varactor diode with the exponential doping structure has been successfully
developed to use as a non-linear device, which can be applied in the transmission line for frequency multiplying. The
doping density of the N-tye active layer followed the exponential way, and then we can get a higher value of the
ratio of varying capacitance than that of the structure of N-type layer with homogeneous doping, which can finally
increase the operating frequency and the output power of the frequency multiplier circuit Formation of the mesas
which were respectively used o form the schottky contact and the ohmic contact, is facilitated by a mesa isolation
technology. The test of the characters shows that the varactor we have fabricated has a capacitance variable ratio of
2. 3, and has a good schottky contact.
Key words: Gaas: varactor diode: exponential doping Schottky contact
1MEACC.2560H
doi;10.3969/j.issn.1005-9490.2011.01.007
种指数掺杂的砷化镓平面肖特基变容二极管的设计与制作
田超,杨浩',董军荣,黄杰,张海英
(中国科学院微电子研究所,北京100029
摘要:利用标准微电子工艺研制出了一种可以应用于微波倍频电路中的肖特基势垒变容二极管,采用平面结构的制作工
艺,克服了传统制作工艺的不易集成的缺点。并且在N型层的掺杂浓度呈指数规律,使变容管的变容比高于传统的均匀掺杂
结构,有利于提高倍频电路的工作频率和输出功率。采用台面隔离工艺以形成分别用于制作肖特基接触和欧姆接触的两个
台面。经过测试,得到-6V~0.5V电压下的电流特性和-4V~0.2V电压下的电容特性曲线。变容比高达2.3。
关键词:砷化镓;变容管;指数掺杂;肖特基结
中图分类号:TN385
文献标识码:A
文章编号:1005-9490(2011)01-0029-04
在高频电路中,变容管能产生丰富的诸波和具倍频信号源的频率的作用。
有高的转换效率,被越来越广泛地用于调频振荡、参
从提高倍频效率上来看,变容管的变容比越
量倍频、参量混频、参量放大和电调谐等电路中。变大,非线性传输线的倍频效率就越高。肖特基结与
容二极管是一种非线性电容元件,它的结势垒电容PN结相比,具有更快的响应速度,有利于工作频卒
能够灵敏地随反向偏压的改变而变化。当所加反向的进一步提高们。同时与金属接触的N型区采用
偏压较低时,变容二极管的等效电容就大。当所加指数掺杂分布,与传统的均匀掺杂的结构相比,可以
反向偏压较高时,变容管的等效电容就小。GaAs材得到更高的变容比系数】。
料制作的变容二极管具有很高的电子迁移速率,器
肖特基势垒二极管是微波倍频电路中的常用非
件的工作频率可以达到几十到几百GH,可以广泛线性器件,由于肖特基勢垒二极管制备过程简单,结
地应用于非线性传输线中,通过背对背结构的二构灵活,所以多用于毫米波、亚毫米波范围内的倍频
极管?可以抑制偶次谐波,增强奇次诸波,以实现电路上。但是传统的肖特基势垒二极管,在N型层
项目来源:国家自然科学基金资助项目(60806024)
收稿日期:2010-09-07修改日期:2010-09-20
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