微波PIN二極管的設(shè)計(jì)與制備工藝研究.pdf

1、 隨著雷達(dá)、微波通信、衛(wèi)星通信以及微波測量技術(shù)方面的發(fā)展，微波控制電路的應(yīng)用日益廣泛，且越來越多地受到人們的重視。微波控制電路的各種控制功能是通過控制元件來實(shí)現(xiàn)的。由于PIN管具有可控功率大、損耗小以及開關(guān)速度快等特性，廣泛應(yīng)用于調(diào)制器，移相器，限幅器及微波開關(guān)等微波控制電路中。本文主要工作是對(duì)微波PIN二極管的設(shè)計(jì)研究和關(guān)鍵工藝研究。本文綜述了PIN二極管的基本工作原理，管子的主要參數(shù)和微波特性，以及PIN二極管的主要應(yīng)用。國內(nèi)

2、外制備PIN二極管主要采用離子注入方法，擴(kuò)散方法，外延方法。但就制備高反向擊穿電壓的微波PIN二極管而言，這些工藝已不能滿足要求。利用硅/硅鍵合，可代替?zhèn)鹘y(tǒng)的深擴(kuò)散和厚外延工藝，以實(shí)現(xiàn)高的擊穿電壓。由于鍵合經(jīng)歷的高溫時(shí)間短，溫度相對(duì)低，與厚外延相比，材料性能保持得較好，器件性能可以得到提高。用集成電路工藝模擬軟件Tsuprem4模擬了外延工藝的雜質(zhì)分布，并且和鍵合工藝的雜質(zhì)分布進(jìn)行了比較。比較結(jié)果表明：鍵合工藝更適合制備高反壓器件。在研

3、究硅片表面平整度對(duì)鍵合的影響過程中，通過工藝試驗(yàn)得出下面的結(jié)論，平整度最大值超過40um，平均值超過20um，則用該硅片鍵合時(shí)，鍵合質(zhì)量不合格。 文中分析了半導(dǎo)體器件模擬基礎(chǔ)理論，半導(dǎo)體器件模型以及MEDICI工具，同時(shí)建立了鍵合PIN二極管的反向模型，并用MEDICI軟件對(duì)鍵合工藝制備的微波PIN二極管進(jìn)行了設(shè)計(jì)和模擬。對(duì)PIN二極管的Ⅰ區(qū)厚度，串聯(lián)電阻，雜質(zhì)分布，面積分別進(jìn)行了計(jì)算和模擬。計(jì)算結(jié)果和模擬結(jié)果表明對(duì)于反向擊穿電