一种低功耗GaN/AlGaN共振隧穿二极管制造技术

本发明专利技术涉及一种低功耗GaN/AlGaN共振隧穿二极管。本发明专利技术包括GaN基底、n+‑GaN集电区层、i‑GaN第一隔离层、i‑AlGaN第一势垒层、i‑GaN量子阱层、i‑AlGaN第二势垒层、i‑GaN或者i‑InGaN第二隔离层、n+‑GaN发射区层、AlN钝化层、集电区金属电极引脚与发射区金属电极引脚。本发明专利技术采用高质量非

【技术实现步骤摘要】
一种低功耗GaN/AlGaN共振隧穿二极管
本专利技术涉及化合物半导体量子器件
，具体是一种低功耗GaN/AlGaN共振隧穿二极管。
技术介绍
对于常规GaN/AlGaN共振隧穿二极管(RTD)器件，由于GaN/AlGaN势垒层的自发极化效应和在外加电压作用下的压电极化效应显著，在GaN/AlGaN势垒层中将形成极化电场。由于受GaN/AlGaN材料内在结构及其表面外延生长动力学等因素制约，对于c面向外延生长，外延生长高质量GaN/AlGaN纳米薄膜，其初始极性面与终了极性面相同。如果GaN基底上表面为c面，即Ga表面极性，则AlGaN势垒层中的极化电场方向与器件外加电场方向相同，会增强RTD器件的共振隧穿效应，有利于比势垒层在无极化效应条件下获得更强的负微分电阻(NDR)伏安特性，即具有更高的峰值/谷值电流密度，因而器件的功耗较高；而如果GaN基底上表面为面，即N表面极性，则AlGaN势垒层中的极化电场方向与器件外加电场方向相反，会抑制和破坏RTD器件的共振隧穿效应，很难获得明显的可实用负微分电阻(NDR)伏安特性。故此，常规GaN/AlGaN共振隧穿二极管(RTD)器件通常本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种低功耗GaN/AlGaN共振隧穿二极管，包括基底、集电区层、第一隔离层、第一势垒

【技术特征摘要】
1.一种低功耗GaN/AlGaN共振隧穿二极管，包括基底、集电区层、第一隔离层、第一势垒层、量子阱层、第二势垒层、第二隔离层、发射区层、钝化层、集电区金属电极引脚与发射区金属电极引脚；其特征在于：所述的基底上表面外延集电区层，集电区层上表面中部外延第一隔离层、第一势垒层、量子阱层、第二势垒层、第二隔离层与发射区层；第一隔离层、第一势垒层、量子阱层、第二势垒层、第二隔离层和发射区层构成共振隧穿二极管的中央量子结构区域；中央量子结构区域上表面为发射区金属电极引脚，中央量子结构区域外侧沉积有钝化层，钝化层外侧为集电区金属电极引脚；基底采用上表面晶面分别为纤锌矿四轴坐标系中的或者a面的高质量混合极性上表面的外延本征的GaN基底；基底为厚度102-103μm的GaN层、集电区层为10-2-100μm厚的n+-GaN层、第一隔离层为100-101nm厚的i-GaN层、第一势垒层为1.5-5nm厚的i-AlGaN层、量子阱层为1.5-7nm厚的i-GaN层、第二势垒层为1.5-5nm厚的i-AlGaN层、第二隔离层为0-101nm厚的i-GaN或者i-InGaN层、发射区层为10-2-100μm厚的n+-GaN层、钝化层为101nm厚的AlN层；以GaN基底作为器件载体，起到决定器件层外延生长方向、支撑器件层、器件层中器件之间的隔离及辅助工作中的器件散热等作用；集电区层上表面外部区域与集电区金属电极之间形成欧姆接触，起收集与传输第一隔离层的电子流作用；在热学方面则作为第一隔离层与高质量混合极性上表面半绝缘GaN基底及集电区金属电极引脚之间的热传导媒质；第一隔离层在器件结构上连接集电区层与第一势垒层，主要为穿过第一势垒层的电子提供通向集电区层的疏运路径、作为集电区层与第一势垒层之间的热传输路径及隔离集电区层中量子能级对第一势垒层两侧量子能级关系的影响、在外加偏压下形成与量子阱层中对应的共振量子能级等作用；第一势垒层在结构上隔离第一隔离层与量子阱层，作为第一隔离层与量子阱层之间的纳米级厚度有限高势垒，即第一隔离层与量子阱层之间电子量子共振隧穿的路径；量子阱层介于第一隔离层与第二势垒层之间，作为纳米级厚度有限深电子势阱提供沿能量纵向量...

【专利技术属性】
技术研发人员：张海鹏，白建玲，林弥，张忠海，郝郗亮，吕伟锋，
申请(专利权)人：杭州电子科技大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33