一种GaN基高压整流共振隧穿二极管制造技术

本发明专利技术涉及一种GaN基高压整流共振隧穿二极管。本发明专利技术包括

【技术实现步骤摘要】
一种GaN基高压整流共振隧穿二极管
本专利技术涉及化合物半导体量子器件
，具体是一种GaN基高压整流共振隧穿二极管(HVRRTD)。
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、在较低偏置电压下获得较强的负微分电阻(NDR)伏安特性，即具有较高的峰值/谷值电流密度；而如果GaN基底上表面为c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，很难在5VDC偏置电压以下获得明显的可实用负微分电阻(NDR)伏安特性。而且，由于极化效应的影响，GaN基对称本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种GaN基高压整流共振隧穿二极管(HVRRTD)，其特征在于：包括(c/

【技术特征摘要】
1.一种GaN基高压整流共振隧穿二极管(HVRRTD)，其特征在于：包括(c/)面GaN基底、n+-In0.07Ga0.93N集电区层、i-In0.07Ga0.93N第一隔离层、AlGaN第一势垒层、i-In0.14Ga0.86N量子阱层、GaN第二势垒层、i-In0.21Ga0.89N第二隔离层、n+-In0.21Ga0.89N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；所述的(c/)面GaN基底上表面外延n+-In0.07Ga0.93N集电区层，n+-In0.07Ga0.93N集电区层上表面依次外延i-In0.07Ga0.93N第一隔离层、AlGaN第一势垒层、i-In0.14Ga0.86N量子阱层、GaN第二势垒层、i-In0.21Ga0.89N第二隔离层与n+-In0.21Ga0.89N发射区层；n+-In0.07Ga0.93N集电区层、i-In0.07Ga0.93N第一隔离层、i-Al0.1GaN第一势垒层、i-In0.14Ga0.86N量子阱层、i-GaN第二势垒层、i-In0.21Ga0.89N第二隔离层、n+-In0.21Ga0.89N发射区层构成共振隧穿二极管的核心量子结构区域；核心量子结构区域上表面为发射区金属电极引脚，核心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；基底为厚度102-103μm的i-GaN层、集电区层为10-2-100μm厚的n+-In0.07Ga0.93N层、第一隔离层为100-101nm厚的i-In0.07Ga0.93N层、第一势垒层为1.5-6nm厚的i-Al0.1GaN层、量子阱层为1.5-3nm厚的i-In0.14Ga0.86N层、第二势垒层为1.5-6nm厚的i-GaN层、第二隔离层为0-101nm厚的i-In0.21Ga0.79N层、发射区层为10-2-100μm厚的n+-In0.21Ga0.79N层、钝化层为101nm厚的AlN或者氧化硅层；发射区层中n+-In0.21Ga0.79N掺杂浓度为1e18-1e19cm-3，集电区层中n+-In0.07Ga0.93N掺杂浓度为1e18-1e19cm-3；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；n+-In0.07Ga0.93N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，起通过重掺杂n+-In0.07Ga0.93N集电区层收集与传输第一隔离层i-In0.07Ga0.93N层的电子流作用；在热学方面，n+-In0.07Ga0.93N集电区层则作为第一隔离层i-In0.07Ga0.93N层与半绝缘i-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i-In0.07Ga0.93N层在器件结构上连接n+-In0.07Ga0.93N集电区层与第一势垒层i-Al0.1Ga0.9N层，主要为穿过第一势垒层i-Al0.1Ga0.9N层的电子提供通向集电区层的疏运路径、作为n+-In0.07Ga0.93N集电区层与第一势垒层i-Al0.1Ga0.9N层之间的热传输路径、缓冲重掺杂n+-In0.07Ga0.93N集电区层电子向第一势垒层i-Al0.1Ga0.9N层方向的扩散、及隔离n+-In0.07Ga0.93N集电区层中量子能级对...

【专利技术属性】
技术研发人员：张海鹏，耿露，王晓媛，张忠海，林弥，陆雪杰，
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