[发明专利]一种基于横向结构的雪崩二极管及其制备方法

说明书

本发明公开了一种基于横向结构的雪崩二极管及其制备方法，所述方法包括：按照第一生长参数，基于衬底层生长N极性GaN层；按照第二生长参数，基于所述N极性GaN层生长n型Al_xGa_1‑xN势垒层，以得到Al_xGa_1‑xN/GaN异质结；对所述Al_xGa_1‑xN/GaN异质结进行刻蚀操作，以在所述n型Al_xGa_1‑xN势垒层两侧刻蚀出第一凹槽和第二凹槽，以及在所述N极性GaN层和所述n型Al_xGa_1‑xN势垒层上方刻蚀出第三凹槽，其中，所述第一凹槽和所述第二凹槽使所述AlxGa1‑xN/GaN异质结形成台面结构；在所述第一凹槽和所述第二凹槽中进行蒸发溅射处理，以得到肖特基接触电极和欧姆接触电极。本发明制备的所述二极管能够利用较高的载流子迁移率和饱和漂移速度，提高工作频率，提高二极管的应用范围。

技术领域

本发明属于微电子技术领域，具体涉及一种基于横向结构的雪崩二极管及其制备方法。

背景技术

雪崩二极管，又称IMPATT(Impact Avalanche Transit Time，碰撞雪崩和渡越时间)二极管，该二极管是一种固态微波功率源，其具有超高的输出功率以及良好的直流-交流功率，另外，基于GaN氮化镓衬底的雪崩二极管具有注入时延和渡越时延，可以产生时域交流负阻，其还具有较大的电流密度和功率密度。因此，基于GaN氮化镓衬底的雪崩二极管在通信、雷达系统、微波功率、航空航天等领域应用广泛。

但是在现有技术中，所述基于GaN氮化镓衬底的雪崩二极管通常是垂直结构，在所述垂直结构中引入GaN/AlGaN异质结并形成二维电子气后，载流子会以垂直于所述二维电子气的方向进行漂移，从而该垂直结构的迁移率为体迁移率而非二维电子气迁移率，进一步的，对于GaN材料而言，其具有的高频优势主要体现在二维电子气处较高的载流子饱和漂移速度和高迁移率，因此，基于GaN氮化镓衬底的垂直结构雪崩二极管无法发挥高频性能，应用场景有限。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种横向结构的雪崩二极管及其制备方法。本发明要解决的技术问题通过以下技术方案实现：

一种基于横向结构的二极管，所述二极管包括：衬底层、N极性GaN层、n型Al_xGa_1-xN势垒层、第一凹槽、第二凹槽、第三凹槽、肖特基接触电极和欧姆接触电极；所述N极性GaN层位于所述衬底层上方；所述n型Al_xGa_1-xN势垒层位于所述N极性GaN层上方；所述N极性GaN层和所述n型Al_xGa_1-xN势垒层构成Al_xGa_1-xN/GaN异质结，所述Al_xGa_1-xN/GaN异质结的两侧对应有第一凹槽和第二凹槽，其中，所述第一凹槽和所述第二凹槽分别包含所述n型Al_xGa_1-xN势垒层两侧的全部区域，以及包含所述N极性GaN层两侧的部分区域，所述第一凹槽和所述第二凹槽使所述AlxGa1-xN/GaN异质结形成台面结构；所述肖特基接触电极位于所述第一凹槽中，所述欧姆接触电极位于所述第二凹槽中；所述n型Al_xGa_1-xN势垒层上方的部分区域对应有第三凹槽，所述第三凹槽与所述第二凹槽连通。

本发明的有益效果：

本发明制备的所述二极管能够利用较高的载流子迁移率和饱和漂移速度，提高工作频率，提高二极管的应用范围。

以下将结合附图及实施例对本发明做进一步详细说明。

附图说明

图1是本发明实施例提供的一种基于横向结构的雪崩二极管结构示意图；