[发明专利]一种垂直结构氮化镓肖特基势垒二极管及其制作方法

权利要求书

1.一种垂直结构氮化镓肖特基势垒二极管，其特征在于，其包括n^--GaN层(1)，所述n^--GaN层(1)上表面设置有绝缘保护层(3)和肖特基势垒电极(5)，所述n^--GaN层(1)下表面由上至下依次设置有n⁺-GaN层(2)、欧姆电极(4)；

所述绝缘保护层(3)设置在所述n^--GaN层(1)上表面的局部，所述肖特基势垒电极(5)设置在所述n^--GaN层(1)上表面未设有绝缘保护层(3)的区域，所述肖特基势垒电极(5)边缘覆盖在所述绝缘保护层(3)上构成场板结构。

2.根据权利要求1所述的垂直结构氮化镓肖特基势垒二极管，其特征在于，所述肖特基势垒电极(5)设置在n^--GaN层(1)上表面中央区域，所述绝缘保护层(3)设置在包围所述中央区域的四周区域。

3.根据权利要求1所述的垂直结构氮化镓肖特基势垒二极管，其特征在于，所述n^--GaN层(1)为n^--GaN衬底层，所述n⁺-GaN层(2)为n⁺-GaN外延层。

4.根据权利要求1所述的垂直结构氮化镓肖特基势垒二极管，其特征在于，所述n^--GaN层(1)为n^--GaN外延层，所述n⁺-GaN层(2)为n⁺-GaN衬底层。

5.根据权利要求3所述的垂直结构氮化镓肖特基势垒二极管，其特征在于，所述的n^--GaN衬底层中掺杂有元素周期表IV族元素，杂质浓度在5×10¹⁵cm^-3—5×10¹⁷cm^-3范围内，所述n⁺-GaN外延层中掺杂有元素周期表IV族元素，杂质浓度在1×10¹⁸cm^-3—1×10¹⁹cm^-3范围内。

6.根据权利要求1-5任一项所述的垂直结构氮化镓肖特基势垒二极管，其特征在于，所述欧姆电极(4)从上至下依次包括钛层、铝层、镍层和金层，其中钛层与所述n⁺-GaN层(2)构成欧姆接触。

7.根据权利要求1-5任一项所述的垂直结构氮化镓肖特基势垒二极管，其特征在于，所述肖特基势垒电极(5)从下至上依次包括氮化镍层、金层，所述氮化镍层与所述n^--GaN(1)层构成肖特基接触。

8.如权利要求1-3任一项所述垂直结构氮化镓肖特基势垒二极管的制作方法，其特征在于，包括如下步骤：

a.在n^--GaN衬底层下表面生长n⁺-GaN外延层，在n^--GaN衬底层上表面的局部沉积绝缘保护层(3)；

b.在n⁺-GaN外延层下表面沉积欧姆电极(4)；

c.在n^--GaN衬底层上表面未设有绝缘保护层(3)的区域采用氮离子辅助注入式电子束蒸发镍的方法沉积氮化镍层，然后再蒸发金层，形成肖特基势垒电极(5)。

9.根据权利要求8所述的垂直结构氮化镓肖特基势垒二极管的制作方法，其特征在于，所述欧姆电极(4)的形成过程包括采用电子束蒸发法在n⁺-GaN层的下表面上依次蒸发钛层、铝层、镍层和金层，各层的厚度在10nm-200nm之间，在氮气气氛中进行热处理，热处理的温度为500-950℃，热处理的时间为10-300秒。

10.如权利要求4所述垂直结构氮化镓肖特基势垒二极管的制作方法，其特征在于，包括如下步骤：

a.在n⁺-GaN衬底层上表面利用MOCVD外延法生长n^--GaN外延层；

b.在n^--GaN外延层上表面采用PECVD法形成绝缘保护层(3)；

c.在n⁺-GaN衬底层的下表面上形成欧姆电极(4)，在n^--GaN外延层上表面上未设有绝缘保护层(3)的区域采用氮离子辅助注入式电子束蒸发镍的方法沉积氮化镍层，然后再蒸发金层，形成肖特基势垒电极(5)。