一種AlN SAW光電集成器件制造技術

本實用新型專利技術涉及一種AlN?SAW光電集成器件，即將SAW器件、HBT放大器、PN二極管限幅器和GaAs?pHEMT?低噪放通過外延層設計，實現射頻接收/發射前端的器件單片集成，從而使以下設想成為可能：在未來的射頻通信中，射頻信號進入射頻接收/發射組件，通過SAW實現濾波功能，濾波后的射頻信號通過GaAs限幅器處理后，進入pHEMT低噪聲放大器，利用pHEMT良好的噪聲特性進行信號處理，送入后續的信號處理器件中，如混頻器等；當進行信號發射時，可以利用pHEMT工藝制作開關，實現發射與接收模式的切換，也可用于輸出功率不大的驅動放大器，而HBT器件制作功放芯片可用于發射端的功率放大器。

【技術實現步驟摘要】
一種AlNSAW光電集成器件
本技術涉及一種AlNSAW光電集成器件，包括AlNSAW器件、InGaPHBT放大器、GaAsPN限幅器和GaAspHEMT低噪放集成，屬于半導體制造領域。
技術介紹
進入二十一世紀以來，社會邁入了超高速發展的信息時代，全球數據業務呈現爆炸式增長，射頻通信技術得到了廣泛地應用。目前，主流的射頻前端端架構為：SAW濾波器+GaAspHEMT放大器+GaAsHBT放大器+PN限幅器，四種獨立的芯片構成一個完整的接收/發射功能單元，但存在以下問題：1.組裝時需調試，不利于大生產且人為因素的介入引入不確定因素，不利于提升整個組件的質量；2.四款獨立的芯片無法集成，對系統的進一步小型化和多功能不利；3.四款獨立的芯片，不利于成本的進一步降低。隨著科技的發展，GaAs放大器技術的應用越來越普及，另一方面，高性能的AlN薄膜已可以實現低溫（≤300℃）甚至常溫制備，使后續的AlN器件集成成為可能。本專利提出將GaAsHBT器件與AlN器件多個集成，即將GaAsHBT、GaAspHEMT、GaAs限幅器與AlNSAW限幅器集成。整個工作模式為：1.利用AlNSAW制作的濾波器，對空間中的射頻信號進行濾波處理，2.將濾波后的信號利用GaAsHBT放大器進行放大，同時，HBT中PN結可用于限幅器的制作，限幅器的作用是小信號輸入時呈現小損耗，大信號輸入時進行大幅衰減，有利于對后續集成電路輸入端的保護；3.單片集成的GaAspHEMT主要用于射頻接收端的低噪聲放大、開關，GaAsHBT主要用于發射端的功率放大器。
技術實現思路
為解決上述技術問題，本技術采用的一個技術方案是：一種AlNSAW光電集成器件，其特征在于，包括；聲表面波濾波器件、GaAs異質結雙極型晶體管、GaAs高電子遷移率晶體管和GaAsPN二極管限幅器；所述聲表面波濾波器件、GaAs異質結雙極型晶體管、GaAs高電子遷移率晶體管和GaAsPN二極管限幅器之間有離子注入形成的隔離器件。優選地，所述集成器件從下至上包括襯底、緩沖層、spacer1隔離層、溝道層、spacer2隔離層、勢壘層以及勢壘層和spacer2隔離層之間的δ摻雜層作為器件的公共底層。優選地，所述GaAs高電子遷移率晶體管器件為單勢壘層結構，位于公共底層一側，其上N+GaAs層中間設置溝槽，溝槽內設置T型柵；N+GaAs層上設置P型和N型電極。優選地，所述GaAsPN二極管限幅器緊鄰所述GaAsPN二極管限幅器，通過隔離器件分隔開，其上包括N-GaAs集電區，集電區上設置P-GaAs基區，所述基區寬度小于集電區。優選地，所述GaAs異質結雙極型晶體管緊鄰所述GaAsPN二極管限幅器，通過隔離器件分隔開，其上設置包括N-GaAs集電區，集電區上設置P-GaAs基區，所述基區寬度小于集電區；基區以上設置發射區，發射區上設置帽層，所述發射區和冒層寬度一致，小于所述基區寬度。優選地，所述聲表面波濾波器件設置于所述GaAs異質結雙極型晶體管一側，通過隔離器件與其分隔開，其上依次包括寬度相同的發射區、帽層、器件隔離層、AlN層，在AlN曾上方放置聲表面波濾波器。優選地，所述δ摻雜層為二維Si摻雜，其摻雜濃度1×1011~1×1012cm-2。區別于現有技術的情況，本技術的有益效果是：能夠對進一步提高IC功能，對提高集成度，簡化系統，降低尺寸和成本有很好的益處。附圖說明圖1是本技術AlNSAW光電集成器件的結構圖。具體實施方式下面將結合本技術實施例中的附圖，對本技術實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅是本技術的一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本技術中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本技術保護的范圍。參見圖1一種AlNSAW光電集成器件，其特征在于，包括；聲表面波濾波器件、GaAs異質結雙極型晶體管、GaAs高電子遷移率晶體管和GaAsPN二極管限幅器；所述聲表面波濾波器件、GaAs異質結雙極型晶體管、GaAs高電子遷移率晶體管和GaAsPN二極管限幅器之間有離子注入形成的隔離器件111。所述集成器件從下至上包括襯底1、緩沖層2、spacer1隔離層3、溝道層4、spacer2隔離層5、勢壘層7以及勢壘層和spacer2隔離層之間的δ摻雜層6作為器件的公共底層。所述GaAs高電子遷移率晶體管器件為單勢壘層結構，位于公共底層一側，其上N+GaAs層中間設置溝槽，溝槽內設置T型柵18；N+GaAs層上設置P型和N型電極。所述GaAsPN二極管限幅器緊鄰所述GaAsPN二極管限幅器，通過隔離器件分隔開，其上包括N-GaAs集電區，集電區上設置P-GaAs基區，所述基區寬度小于集電區。所述GaAs異質結雙極型晶體管緊鄰所述GaAsPN二極管限幅器，通過隔離器件分隔開，其上設置包括N-GaAs集電區，集電區上設置P-GaAs基區，所述基區寬度小于集電區；基區以上設置發射區，發射區上設置帽層，所述發射區和冒層寬度一致，小于所述基區寬度。所述聲表面波濾波器件17設置于所述GaAs異質結雙極型晶體管一側，通過隔離器件與其分隔開，其上依次包括寬度相同的發射區、帽層、器件隔離層、AlN層，在AlN曾上方放置聲表面波濾波器。具體的，整個外延結構包含襯底、過渡層、InyGa1-yPHBT結構、器件隔離層、AlN層，其特征在于整個結構由下至上依次為：襯底1：主要為GaAs襯底，包含但不限于Si、SiC、GaN、藍寶石、Diamond。GaAsbuffer層2：一層GaAs與一層AlGaAs超晶格交替生長，每個周期總共厚度為10~50n，周期≥5個。spacer1層3：隔離層，將溝道層與buffer層隔離，減少界面影響，一般為AlGaAs，厚度為1~10nm。InXGa1-XAs溝道層4：0.10≤X≤0.4，非故意摻雜，雜質濃度≤1×1017cm-3，厚度為5~50nm。spacer2層5：隔離層，將溝道層與勢壘層隔離，減少電子的界面散射，一般為AlGaAs，厚度為1~10nm。δ摻雜層6：二維摻雜，摻雜元素為Si，濃度范圍為1×1011~1×1012cm-2。AlYGa1-YAs勢壘層7：0.10≤Y≤0.4，摻雜濃度≤5×1017cm-3，厚度為5~50nm。N+-GaAs層8：摻雜濃度≥5×1017cm-3。腐蝕截止層9：包含但不限于InGaP，AlAs，厚度為10~200nm。N-GaAs集電區11：N型GaAs，摻雜濃度≤5×1017cm-3，厚度0.2μm~3μm。P-GaAs基區12：P型GaAs，摻雜濃度≥5×1017cm-3，厚度20nm~500nm。N-InZGa1-ZP發射區13：N型InZGa1-ZP，Z為0.49~0.51，摻雜濃度≥1×1017cm-3，厚度10nm~500nm。N+-InAGa1-AAs帽層14：N型InAGa1-AAs，A為0~1，摻雜濃度≥1×1018cm-3，厚度10~200nm。器件隔離層15：厚度10~200nm，包含但不限于AlN，SiN。AlN層16：厚度50~500nm。以上所述僅為本技術的實施例，并非因此限本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種AlN?SAW光電集成器件，其特征在于，包括；聲表面波濾波器件、GaAs異質結雙極型晶體管、GaAs高電子遷移率晶體管和GaAs?PN二極管限幅器；所述聲表面波濾波器件、GaAs異質結雙極型晶體管、GaAs高電子遷移率晶體管和GaAs?PN二極管限幅器之間有離子注入形成的隔離器件。

【技術特征摘要】
1.一種AlNSAW光電集成器件，其特征在于，包括；聲表面波濾波器件、GaAs異質結雙極型晶體管、GaAs高電子遷移率晶體管和GaAsPN二極管限幅器；所述聲表面波濾波器件、GaAs異質結雙極型晶體管、GaAs高電子遷移率晶體管和GaAsPN二極管限幅器之間有離子注入形成的隔離器件。2.根據權利要求1所述的AlNSAW光電集成器件，其特征在于：所述集成器件從下至上包括襯底、緩沖層、spacer1隔離層、溝道層、spacer2隔離層、勢壘層以及勢壘層和spacer2隔離層之間的δ摻雜層作為器件的公共底層。3.根據權利要求1所述的AlNSAW光電集成器件，其特征在于：所述GaAs高電子遷移率晶體管器件為單勢壘層結構，位于公共底層一側，其上N+GaAs層中間設置溝槽，溝槽內設置T型柵；N+GaAs層上設置P型和N型電極。4.根據權利要求1所述的AlNSAW光電集成器件，其特征在于：所述GaAsPN二極管限幅器緊鄰所...

【專利技術屬性】
技術研發人員：陳一峰，
申請(專利權)人：成都海威華芯科技有限公司，
類型：新型
國別省市：四川,51