一种太赫兹GaN耿氏二极管及其制作方法技术

本发明专利技术涉及一种太赫兹GaN耿氏二极管及其制作方法，所述太赫兹GaN耿氏二极管包括由下往上依次设置的阴极、n型GaN衬底、n+GaN阴极欧姆接触层、InAlN三维结构电子发射层、n-GaN渡越层、n+GaN阳极欧姆接触层、阳极，还包括设置在n型GaN衬底上并包裹在n+GaN阴极欧姆接触层、InAlN三维结构电子发射层、n-GaN渡越层、n+GaN阳极欧姆接触层、阳极外部的SiN钝化层，SiN钝化层的上部设置有露出阳极的开孔。本发明专利技术提供的太赫兹GaN耿氏二极管采用了三维结构的InAlN电子发射层结构，在同等尺寸下显著提升了GaN耿式二极管输出功率密度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于微电子器件
，具体涉及一种太赫兹GaN耿氏二极管及其制作方法。
技术介绍
相比较传统半导体材料(Si和GaAs)，GaN在频率和输出功率方面拥有优异的性能，GaN基的耿氏二极管已经展现了其在太赫兹领域(100GHz～10THz)的广阔应用前景。相关理论研究已经预示了亚微米渡越层的GaN耿氏二极管至少可以产生200GHz的振荡频率，并且射频功率密度至少比其他传统Ⅲ-Ⅴ化合物耿氏二极管高2倍。传统的n+/n/n+的耿氏器件结构中，电子必须经过较长一段距离才能获得足够的能量，这就限制了器件的工作频率。近年来国际上提出一个n+/n-/n/n+结构的二极管结构用以代替原先的n+/n/n+二极管结构，这种结构缩短了电子的加速距离，提高了器件的工作频率。其中靠近阴极发射区的n-电子发射层可以是一个同质的电子发射层或者是一个异质的电子发射层，这些结构可以更好地改善发射区的空间电荷扰动从而促进电子畴的形成以及壮大。目前n-电子发射层研究主要集中在InAlN/Ga本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种太赫兹GaN耿氏二极管，其特征在于，包括由下往上依次设置的阴极4、n型GaN衬底7、n+GaN阴极欧姆接触层1、InAlN三维结构电子发射层8、n‑GaN渡越层9、n+GaN阳极欧姆接触层2、阳极3，还包括设置在n型GaN衬底7上并包裹在所述n+GaN阴极欧姆接触层1、InAlN三维结构电子发射层8、n‑GaN渡越层9、n+GaN阳极欧姆接触层2、阳极3外部的SiN钝化层5，所述SiN钝化层5的上部设置有露出所述阳极3的开孔6。

【技术特征摘要】
1.一种太赫兹GaN耿氏二极管，其特征在于，包括由下往上依次设置的阴极4、n型GaN衬底7、n+GaN阴极欧姆接触层1、InAlN三维结构电子发射层8、n-GaN渡越层9、n+GaN阳极欧姆接触层2、阳极3，还包括设置在n型GaN衬底7上并包裹在所述n+GaN阴极欧姆接触层1、InAlN三维结构电子发射层8、n-GaN渡越层9、n+GaN阳极欧姆接触层2、阳极3外部的SiN钝化层5，所述SiN钝化层5的上部设置有露出所述阳极3的开孔6。
2.根据权利要求1所述的太赫兹二极管，其特征在于，所述n+GaN阴欧姆接层10的上端形成有圆形的凸台10，所述凸台1的高度为100～200nm，直径为30～40μm。
3.根据权利要求1所述的太赫耿氏二极管，其特征在于，所述n+GaN阴极欧层1的厚度为1～2μm，掺杂浓度为1～5×1018cm-3。
4.根据权利要求1所述的太赫兹管，其特征在于，所述InAlN三维结构发射层8采用In组份比为17％的InAlN材料制成，厚度为200～400nm。
5.根据权利要求1所述的太赫兹GaN耿氏二极管，其特征在于，所述n-GaN渡层9的厚度为0.5～1μm，掺杂浓度为0.5～1.5×1017cm-3。
6.根据权利要求1所述的太赫兹GaN耿氏二极管，其特征在于，所述n+GaN阳欧姆接层2的厚度为200～500nm，掺杂浓度为1～5×1018cm-3。
7.一种太赫兹GaN耿氏二极管的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1)在n型GaN衬底7上采用金属有机物化学气相淀积MOCVD方法，先外延生长出n+GaN阴极欧姆接触层1。
步骤2)在n+GaN阴极欧姆接触层1上光刻形成直径为30μm～40μm的圆形掩膜图形，在掩膜图形上进行反应离子刻蚀，使用BCl3/Cl2刻蚀气体源进行刻蚀，从而在n+GaN阴极欧姆...

【专利技术属性】
技术研发人员：李亮，张瑾，陈坤，笪林荣，
申请(专利权)人：扬州海科电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32