一种基于离子注入的GaN基JBS二极管及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种基于离子注入的GaN基JBS二极管及其制备方法，主要解决GaN基JBS二极管中Mg离子注入激活效率低导致的耐压和导通损耗问题。其包括：衬底、缓冲层、n

【技术实现步骤摘要】
一种基于离子注入的GaN基JBS二极管及其制备方法


[0001]本专利技术属于半导体
，具体涉及一种基于离子注入的GaN基JBS二极管及其制备方法。

技术介绍

[0002]氮化镓(GaN)半导体材料具有禁带宽度大、击穿电压高、电子迁移率高、抗辐照能力强等诸多优点，可用于高频、高温、辐照等恶劣环境下，是制备JBS二极管的理想材料。GaN基JBS二极管同时具有肖特基二极管(SBD)与PN结二极管的优点，具有低开启电压、低漏电、高耐压、快速开关等特性，具有广泛的应用前景。但是目前离子注入实现p型掺杂存在激活效率低、表面形貌退化的问题，使得GaN基JBS二极管的导通损耗较高，且对反向耐压的提升有限，严重影响电力电子应用的效率。
[0003]传统GaN基JBS二极管采用离子注入或二次外延的方法实现p型掺杂，其剖面结构图如图1所示。但是，在Ⅲ族氮化物中通过离子注入实现p型材料仍是一大难题，p型GaN中Mg
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H复合体的钝化效应、受主激活问题等导致Mg离子的激活能较高，导致激活率很低，同时GaN材料在超过900℃高温激活时会分本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于离子注入的GaN基JBS二极管，自下而上包括衬底(1)，缓冲层(2)，n
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GaN层(3)，n
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GaN漂移层(4)，Mg离子注入区域(7)，阴极(8)，钝化层(9)，阳极(10)，其特征在于：在n
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GaN漂移层(4)上外延n
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InGaN漂移层(5)，Mg离子注入区域(7)设于n
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InGaN漂移层(5)之中，钝化层(9)设于n
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InGaN漂移层(5)外围，阳极(10)设于n
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InGaN漂移层(5)和钝化层(9)之上。2.根据权利要求1所述的二极管，其特征在于：所述衬底(1)可采用厚度为300μm～1000μm的蓝宝石衬底、厚度为600μm～1000μm的硅衬底、厚度为300μm～600μm的碳化硅衬底或厚度为300μm～1000μm的氮化镓衬底。3.根据权利要求1所述的二极管，其特征在于：所述缓冲层(2)采用厚度为500nm～3μm的GaN材料或厚度为1μm～3μm的AlGaN渐变缓冲层。4.根据权利要求1所述的二极管，其特征在于：所述n
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GaN层(3)的掺杂浓度为1
×
10
19
cm
‑3～5
×
10
19
cm
‑3，厚度为500nm～2μm。5.根据权利要求1所述的二极管，其特征在于：所述n
‑
‑
GaN漂移层(4)的掺杂浓度为1
×
10
16
cm
‑3～10
×
10
16
cm
‑3，厚度为1μm～10μm。6.根据权利要求1所述的二极管，其特征在于：所述n
‑
‑
InGaN漂移层(5)的In组分为5％～20％；所述n
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‑
InGaN漂移层(5)的掺杂浓度为1
×
10
16
cm
‑3～10
×
10
16
cm
‑3，厚度为20nm～500nm。7.根据权利要求1所述的二极管，其特征在于：所述Mg离子注入区域(7)为多个p
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(In)GaN结构，各p
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(In)GaN结构之间间距为0.1～2μm，宽度为0.5～2μm；所述Mg离子注入区域(7)的注入浓度为1
×
10
14
cm
‑2～5
×
10
14
cm
‑2，注入能量为20keV～...

【专利技术属性】
技术研发人员：张苇杭，文钰，张进成，冯欣，刘志宏，郝跃，
申请(专利权)人：西安电子科技大学广州研究院，
类型：发明
国别省市：