基于氧化镓与氮化镓的集成式器件及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种基于氧化镓与氮化镓的集成式器件及其制备方法。所述集成式器件包括依次叠设在沟道层上的势垒层、第一缓冲层和日盲紫外功能层；所述势垒层表面的局部区域从第一缓冲层和日盲紫外功能层中暴露出；所述势垒层表面的局部区域上设置有第一电极、第二电极和第三电极，以配合形成功率电子器件单元；所述日盲紫外功能层上设置有第四电极和第五电极，以配合形成日盲紫外光电子器件单元。本发明专利技术提供的集成式器件，可实现氧化镓日盲紫外光电子器件与氮化镓功率电子器件芯片集成，不仅能够实现两种器件的单一功能，还能综合两者优势，适用于某些特定领域。适用于某些特定领域。适用于某些特定领域。

【技术实现步骤摘要】
基于氧化镓与氮化镓的集成式器件及其制备方法


[0001]本专利技术特别涉及一种基于氧化镓与氮化镓的集成式器件及其制备方法，属于半导体


技术介绍

[0002]氧化镓(Ga2O3)作为超宽禁带半导体材料，且为直接带隙(4.6-5.3eV)，熔点高达1725℃，而其优异的电学特性和发光性能长期以来一直是人们关注的焦点。利用其优异的电学特性和光学性能以及稳定的理化性质，可以用来制作高性能的功率电子器件、气体传感器、日盲探测器、紫外光电器件、半导体激光器等，具有广阔的应用前景。
[0003]日盲紫外探测技术因其抗干扰能力强、灵敏度高的优点被广泛关注。而基于宽禁带半导体的日盲紫外探测器则因其体积小、寿命长、功耗低等优点，逐步取代真空光电管成为了当前的主流研究方向。Ga2O3光响应峰值正好落在日盲波段，无需进行能带调控，且其在吸收边附近的吸收系数高达105cm-1
，是一种非常理想的天然日盲紫外探测材料。
[0004]此外，直接带隙的Ga2O3材料也是制备紫外发光器件(如LED，半导体激光器)的理想材料，它对应的紫外光谱在U本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于氧化镓与氮化镓的集成式器件，其特征在于包括依次叠设在沟道层上的势垒层和日盲紫外功能层；所述势垒层表面的局部区域从日盲紫外功能层中暴露出；所述势垒层表面的局部区域上设置有第一电极、第二电极和第三电极，以配合形成功率电子器件单元；所述日盲紫外功能层上设置有第四电极和第五电极，以配合形成日盲紫外光电子器件单元。2.根据权利要求1所述基于氧化镓与氮化镓的集成式器件，其特征在于：所述沟道层的材质包括GaN；和/或，所述沟道层的厚度为1nm-1μm；和/或，所述势垒层的材质包括AlGaN，优选的，所述势垒层中Al组分的浓度为10-50％；和/或，所述势垒层的厚度为1-100nm。3.根据权利要求1所述基于氧化镓与氮化镓的集成式器件，其特征在于：所述沟道层和势垒层之间还设置有空间层；优选的，所述空间层的材质包括AlN，优选的，所述空间层的厚度为1-100nm。4.根据权利要求1所述基于氧化镓与氮化镓的集成式器件，其特征在于：所述日盲紫外功能层包括第一氧化镓薄膜和第二氧化镓薄膜，所述第二氧化镓薄膜叠层设置在第一氧化镓薄膜上，所述第一氧化镓薄膜表面的局部区域从所述第二氧化镓薄膜中暴露出，所述第一氧化镓薄膜表面的局部区域上设置有所述第四电极，所述第五电极设置在所述第二氧化镓薄膜上，或者，所述日盲紫外功能层包括第一氧化镓薄膜或第二氧化镓薄膜，所述第四电极和第五电极均设置在所述第一氧化镓薄膜或第二氧化镓薄膜上。5.根据权利要求4所述基于氧化镓与氮化镓的集成式器件，其特征在于：所述第一氧化镓薄膜的材质包括N-Ga2O3，所述第二氧化镓薄膜的材质包括P-Ga2O3；优选的，所述第一氧化镓薄膜的电子浓度为1
×
10
16-10
21
，所述第二氧化镓薄膜的空穴浓度为1
×
10
16-10
21
；优选的，所述第一氧化镓薄膜的厚度为1nm-1mm，所述第二氧化镓薄膜的厚度为1nm-lmm；和/或，所述日盲紫外功能层与势垒层之间还设置有第一缓冲层，优选的，所述第一缓冲层的材质包括GaNO；优选的，所述第一缓冲层的厚度为0-2μm；优选的，所述第一缓冲层中N组分的浓度为0-100％。6.根据权利要求1所述基于氧化镓与氮化镓的集成式器件，其特征在于：所述沟道层设置在第二缓冲层上，所述第二缓冲层设置在衬底上；优选的，所述第二缓冲层的材质包括AlGaN或AlN/GaN超晶格；优选的，所述第二缓冲层的厚度为1μm-1mm；优选的，所述衬底的材质包括Si、SiC、GaN、蓝宝石中的任意一种；优选的，所述衬底的厚度为10μm-10mm。7.如权利要求1-6中任一项所述基于氧化镓与氮化镓的集成式器件的制备方法，其特征在于包括：在衬底上依次形成沟道层、势垒层，所述势垒层表面具有第一区域和...

【专利技术属性】
技术研发人员：张晓东，马永健，何涛，张宝顺，
申请(专利权)人：广东中科半导体微纳制造技术研究院，
类型：发明
国别省市：