【技术实现步骤摘要】
一种异质SiC衬底上GaN全垂直功率二极管及其制备方法
[0001]本专利技术属于微电子
,具体涉及到一种异质SiC衬底上GaN全垂直功率二极管及其制造方法。
技术介绍
[0002]由于宽禁带半导体GaN具有优越的材料特性,如禁带宽度大、击穿场强高、电子饱和速度高等,使其成为最热门的半导体材料之一,在高频率、高效率、大功率器件上展现出良好的应用前景。与横向结构功率器件相比,垂直结构可以实现更均匀的电流分布,器件耐压不受横向尺寸的限制。一方面,可以有效减小芯片面积,降低成本;另一方面,峰值电场从器件表面移动到内部,可提高器件可靠性。基于此,垂直功率器件具有散热性能好、可靠性高等优点,且更易实现高功率、小尺寸。基于GaN自支撑衬底的垂直功率二极管由于成本高、尺寸小而阻碍了其大规模生产和商业化。异质衬底可大幅降低GaN功率器件的成本,但由于异质衬底上的外延结构存在用于缓解失配的绝缘缓冲层,使电流难以垂直流动,因此多为准垂直结构器件,但却面临电流积聚效应导致的导通电阻增大、泄漏电流较高和芯片面积利用率较低等诸多问题和挑战。
技术实现思路
[0003]本部分的目的在于概述本专利技术的实施例及其制备方法。鉴于上述现有技术中存在的问题,提出了本专利技术。
[0004]本专利技术的目的是提供一种异质SiC衬底上GaN全垂直功率二极管及其制备方法,基于可垂直导电的外延结构,简化异质衬底垂直GaN功率器件的制备工艺并降低制造成本。
[0005]为实现上述技术目的,本专利技术提供了如下技术方案:一种异 ...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种异质SiC衬底上GaN全垂直功率二极管,其特征在于:该异质SiC衬底上GaN全垂直功率二极管为完全垂直型肖特基二极管;基于异质SiC衬底上垂直导电外延结构;外延过程中通过预通三甲基铝方法形成超薄AlGaN缓冲层(2),实现可垂直导电的GaN基外延结构;所述超薄AlGaN缓冲层(2)的厚度为2nm;肖特基二极管由欧姆接触金属层、SiC异质衬底、超薄AlGaN缓冲层、n
+
‑
GaN外延层、n
‑
‑
GaN外延层和肖特基接触金属层自下而上依次接触。2.根据权利要求1所述的一种异质SiC衬底上GaN全垂直功率二极管,其特征在于:肖特基二极管外延层n
+
‑
GaN外延层(3)的掺杂浓度为1
×
10
18
~1
×
10
20
cm
‑3,n
‑
‑
GaN漂移层(4)的掺杂浓度为1
×
10
16
~1
×
10
17
cm
‑3,所述n
‑
‑
GaN漂移层(4)厚度为3
‑
10微米。3.一种异质SiC衬底上GaN全垂直功率二极管,其特征在于:异质SiC衬底上GaN全垂直功率二极管为PiN二极管;基于异质SiC衬底上垂直导电外延结构;外延过程中通过预通三甲基铝方法形成超薄AlGaN缓冲层(2),实现可垂直导电的GaN基外延结构;所述超薄AlGaN缓冲层(2)的厚度为2nm;PiN二极管由欧姆接触金属层、SiC异质衬底、超薄AlGaN缓冲层、n
+
‑
GaN外延层、n
‑
‑
GaN外延层、P
+
‑
GaN外延层、p
++
‑
GaN外延层和阳极接触金属层自下而上依次接触组成。4.根据权利要求3所述的一种异质SiC衬底上GaN全垂直功率二极管,其特征在于:PiN二极管外延层n
+
‑
GaN外延层(3)的掺杂浓度为1
×
10
18
~1
×
10
20
cm
‑3,n
‑
‑
GaN漂移层(5)的掺杂浓度为1
×
10
16
~1
×
10
17
cm
‑3,P
+
‑
GaN...
【专利技术属性】
技术研发人员:冯玉霞,韦佳,孙宇廷,杨宇飞,梅文康,
申请(专利权)人:北京工业大学,
类型:发明
国别省市:
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