【技术实现步骤摘要】
一种GaN基异质结二极管及其制备方法
[0001]本专利技术属于半导体器件
,具体涉及一种GaN基异质结二极管及其制备方法。
技术介绍
[0002]GaN材料具有禁带宽度大、临界击穿场强高、热导率高等特性,特别是GaN与AlGaN、AlN等形成的异质结结构在界面处会产生高浓度和高迁移率的二维电子气,使得GaN材料体系成为制备大功率、高频率电力电子器件的优选结构。
[0003]GaN基异质结二极管器件具有开关速度快、反向击穿电压高、效率高、损耗小等优势,在新能源汽车、风力发电、太阳能电池等领域有巨大的市场应用前景。但是目前GaN基异质结二极管存在以下几个问题:1、正向开启电压不稳定。常规GaN二极管在高速开关切换状态下,由于电荷存储效应等,正向开启电压会出现明显的漂移现象。
[0004]2、反向漏电流大。较低的肖特基势垒高度使得GaN二极管的反向漏电流明显高于pn结型二极管,器件反向耐压特性变差。
[0005]针对上述问题,研究者提出采用肖特基下方的氟离子注入技术、凹槽阳极等方式来制作肖特基二极管,可以有效地降低器件的反向漏电流;然而氟离子注入技术会在势垒层中引入氟离子,导致器件具有严重的工作可靠性问题,凹槽阳极技术不仅存在刻蚀深度与刻蚀均匀性要求高的问题,同时会引入更多的刻蚀损伤、界面态,严重影响二极管正向开启电压的稳定性。因此,如何有效地提升GaN二极管的正向开启电压的稳定性,降低反向漏电流、提高击穿电压成为主要解决问题。
技术实现思路
[0006]解决的技术问题:针对 ...
【技术保护点】
【技术特征摘要】 【专利技术属性】
1.一种GaN基异质结二极管,其特征在于,包括:衬底;缓冲层,设置在衬底的上表面;沟道层,设置在缓冲层的上表面;势垒层,设置在沟道层的上表面;h
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BN/p
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GaN异质结,设置在势垒层的部分上表面;混合阳极电极,设置在h
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BN/p
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GaN异质结的上表面;阴极电极,设置在势垒层的部分上表面;和钝化层,设置在势垒层剩余部分上表面。2.根据权利要求1所述的一种GaN基异质结二极管,其特征在于:所述衬底为SiC、Si、蓝宝石、金刚石或GaN自支撑衬底中的一种;所述缓冲层为AlN、AlGaN、GaN中的一种组成的单层结构或多种组成的多层结构。3.根据权利要求1所述的一种GaN基异质结二极管,其特征在于:所述沟道层为GaN,厚度为20nm~20μm。4.根据权利要求1所述的一种GaN基异质结二极管,其特征在于:所述势垒层为AlGaN、AlInN、AlN、InN、InGaN或AlInGaN中的一种,厚度为1nm~1μm。5.根据权利要求1所述的一种GaN基异质结二极管,其特征在于:所述钝化层的制作材料为HfO2、ZrO2、Si3N4、SiO2、Al2O3、AlON的一种或多种的组合,总厚度为5nm~1μm。6.根据权利要求1所述的一种GaN基异质结二极管,其特征在于:所述h
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BN/p
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GaN异质结包括p
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GaN层和h
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BN层,所述p
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GaN层设置在势垒层的部分上表面,所述h
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BN层设置在p
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GaN层的上表面;所述h
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BN/p
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GaN异质结可被h
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BN/p
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AlGaN异质结替代,其中h
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BN层厚度为0.3nm~30nm,p
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GaN或p
技术研发人员:王登贵,周建军,胡壮壮,孔岑,张凯,陈堂胜,
申请(专利权)人:中国电子科技集团公司第五十五研究所,
类型:发明
国别省市:
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