[发明专利]一种GaN基异质结二极管及其制备方法

权利要求书

1.一种GaN基异质结二极管，其特征在于，该GaN基异质结二极管包括：

衬底；

GaN本征层，形成于衬底之上；

势垒层，形成于GaN本征层之上，且在势垒层和GaN本征层上形成台面图形，以与其他GaN二极管隔离；

钝化保护层，形成于势垒层及台面图形之上；

高空穴浓度结构层，形成于一凹槽区域中，该凹槽区域系对钝化保护层及势垒层图形化形成；所述高空穴浓度结构层采用Al组分渐变的p型氮化物多元合金，与所述势垒层形成pn结；所述高空穴浓度结构层的p型氮化物的最大掺杂浓度为10⁵-10²²cm^-3；

阴极电极，形成于势垒层上表面未被高空穴浓度结构层和钝化保护层所覆盖的部分区域；

阳极电极第一部分，形成于势垒层上表面未被高空穴浓度结构层和钝化保护层所覆盖的另一部分区域，且紧邻高空穴浓度结构层；

阳极电极第二部分，覆盖于高空穴浓度结构层的上表面。

2.根据权利要求1所述的GaN基异质结二极管，其特征在于，所述GaN本征层的厚度为50nm-10μm。

3.根据权利要求1所述的GaN基异质结二极管，其特征在于，所述势垒层的制作材料为AlN、InN、AlGaN、InGaN或者InAlN，厚度为5 nm-1μm。

4.根据权利要求1所述的GaN基异质结二极管，其特征在于，所述凹槽区域的凹槽深度小于等于势垒层厚度。

5.根据权利要求1所述的GaN基异质结二极管，其特征在于，所述钝化保护层的制作材料为SiO₂、Si₃N₄、AlN、Al₂O₃、MgO、Sc₂O₃、TiO₂、HfO₂、BCB、ZrO₂、Ta₂O₅或La₂O₃，厚度为5 nm-1μm。

6.一种权利要求1至5中任一项所述的GaN基异质结二极管的制备方法，其特征在于，该方法包括：

步骤1：在衬底上生长GaN本征层；

步骤2：在GaN本征层上生长势垒层；

步骤3：在势垒层和GaN本征层上形成台面图形；

步骤4：在势垒层和台面图形上形成钝化保护层；

步骤5：对钝化保护层进行图形化，得到第一图形区域；

步骤6：对第一图形区域的势垒层进行图形化，形成凹槽区域；

步骤7：在凹槽区域中选择性再生长高空穴浓度结构层；所述高空穴浓度结构层采用Al组分渐变的p型氮化物多元合金，与所述势垒层形成pn结；所述高空穴浓度结构层的p型氮化物的最大掺杂浓度为10⁵-10²²cm^-3；

步骤8：对钝化保护层进行图形化，得到第二图形和第三图形；

步骤9：在第二图形中制备阴极电极，在第三图形中制备阳极电极第一部分，并利用高温合金退火，使阴极电极、阳极电极第一部分与势垒层之间形成欧姆接触；

步骤10：在高空穴浓度结构层上制备阳极电极第二部分，并利用高温合金退火，使阳极电极第二部分与高空穴浓度结构层之间形成肖特基接触或欧姆接触。

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，步骤3中所述台面图形的台面高度≥势垒层的厚度。

8.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，步骤6中所述凹槽区域的凹槽深度小于等于势垒层厚度。