一种凹槽阳极平面耿氏二极管及制作方法技术

本发明专利技术涉及一种凹槽阳极平面耿氏二极管，包括：衬底；成核层，位于衬底上；背势垒层，位于成核层上；沟道层，位于背势垒层上；势垒层，位于沟道层上；势垒层和沟道层上设置有凹槽，凹槽将沟道层和势垒层形成的2DEG沟分割为第一2DEG沟道和第二2DEG沟道；阳极，位于凹槽中和势垒层上；阴极，位于背势垒层上；介质层，位于势垒层上。本发明专利技术实施例利用凹槽形成两个并联的平面耿氏二极管，通过改变两个沟道的长度来改变沟道中电子畴的运动，实现器件工作频率和输出功率的自由调控，对提高器件工作频率和输出功率的研究具有重要意义。

【技术实现步骤摘要】
一种凹槽阳极平面耿氏二极管及制作方法
本专利技术属于半导体领域，具体涉及一种凹槽阳极平面耿氏二极管及制作方法。
技术介绍
耿氏二极管器件或者是电子转移器件(TEDs)被认为是非常优秀的微波、较低毫米波(30GHz-100GHz)信号源器件，自1963年首次被J.B.Gunn证实后受到越来越多的人的关注。相比于传统的信号源器件，如速调管，磁控管以及返波振荡器等，耿氏二极管尺寸更小，结构更简单，功耗更低。在这50多年的发展中，耿氏二极管已成为最广泛应用的微波信号源之一，广泛应用于工业、科学、医疗和军事等领域。在耿氏二极管的研究上，平面耿氏器件逐渐受到关注。由于AlGaN/GaN异质结的强压电极化和自发极化应，加之GaN材料本身宽禁带，高击穿电场，高电子迁移率等特点，AlGaN/GaN异质结构的器件非常适合做平面耿氏二极管，然而，目前氮化物平面耿氏二极管在理论和研究方面都面临着巨大的挑战。在最大限度抑制平面耿氏二极管中的自热效应的基础上，对平面耿氏器件的结构进行创新，提高器件的工作频率和输出功率是一个重要的研究方向。耿氏二极管的频率表达式为:f＝vsat/L,其中vsat为电子饱和速度，L本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种凹槽阳极双沟道平面耿氏二极管，其特征在于，包括：衬底(1)；成核层(2)，位于所述衬底(1)上；背势垒层(3)，位于所述成核层(2)上；沟道层(4)，位于所述背势垒层(3)上；势垒层(5)，位于所述沟道层(4)上；其中，所述势垒层(5)和所述沟道层(4)上设置有凹槽(9)，所述凹槽(9)将所述沟道层(4)和所述势垒层(5)之间形成的2DEG沟道分割为第一2DEG沟道(10)和第二2DEG沟道(11)；阳极(6)，位于所述凹槽(9)中和所述势垒层(5)上；阴极(7)，位于所述背势垒层(3)上；介质层(8)，位于所述势垒层(5)上。

【技术特征摘要】
1.一种凹槽阳极双沟道平面耿氏二极管，其特征在于，包括：衬底(1)；成核层(2)，位于所述衬底(1)上；背势垒层(3)，位于所述成核层(2)上；沟道层(4)，位于所述背势垒层(3)上；势垒层(5)，位于所述沟道层(4)上；其中，所述势垒层(5)和所述沟道层(4)上设置有凹槽(9)，所述凹槽(9)将所述沟道层(4)和所述势垒层(5)之间形成的2DEG沟道分割为第一2DEG沟道(10)和第二2DEG沟道(11)；阳极(6)，位于所述凹槽(9)中和所述势垒层(5)上；阴极(7)，位于所述背势垒层(3)上；介质层(8)，位于所述势垒层(5)上。2.如权利要求1所述的凹槽阳极双沟道平面耿氏二极管，其特征在于，所述成核层(2)材料包括AlN和/或GaN，所述成核层(2)厚度为3nm～3μm。3.如权利要求1所述的凹槽阳极双沟道平面耿氏二极管，其特征在于，所述背势垒层(3)的材料包括AlxGa1-xN，其中，x为3～15％，所述背势垒层(3)的厚度为100～1000nm，背景掺杂浓度小于或等于1×1015cm-3。4.如权利要求1所述的凹槽阳极双沟道平面耿氏二极管，其特征在于，所述沟道层(4)的材料包括GaN，厚度为20～45nm，背景掺杂浓度小于或等于1×1016cm-3。5.如权利要求1所述的凹槽阳极双沟道平面耿氏二极管，其特征在于，所述势垒层(5)的材料包括AlxGa1-xN和/或InyAl1-yN，其中，x为25％～45％，y为0～20％，所述势垒层(5)的厚度为20～50nm，背景掺杂浓度小于或等于1×1016cm-3。6.如权利要求1所述的凹槽阳极双沟道平面耿氏二极管，其特征在于，所述凹槽(9)深度H为45～10...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪瑛，李萌，敖金平，张进成，刘诗斌，周德云，郝跃，
申请(专利权)人：西北工业大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61