[发明专利]一种基于肖特基二极管的氧化镓微米柱阵列及其制备方法

权利要求书

1.一种基于肖特基二极管的氧化镓微米柱阵列，其特征在于，所述肖特基二极管由下往上依次包括衬底层，氧化镓层，氧化镓微米柱的肖特基阵列；所述氧化镓微米柱的肖特基阵列包括氧化镓微米柱、底电极和顶电极，所述底电极和顶电极采用一对多结构；所述氧化镓层为平整的薄膜，所述氧化镓层材料为α相、κ相、γ相或β相氧化镓，所述氧化镓微米柱材料为α相、κ相、γ相或β相氧化镓。

2.根据权利要求1所述基于肖特基二极管的氧化镓微米柱阵列，其特征在于，所述氧化镓微米柱为六棱台结构，底面为六边形；所述氧化镓微米柱孔径大小为1-10μm，高度为50nm-10000nm，微米柱间距为1-20μm。

3.根据权利要求1所述基于肖特基二极管的氧化镓微米柱阵列，其特征在于，所述顶电极为在氧化镓微米柱顶部设置的一个肖特基接触电极，所述底电极为在氧化镓微米柱底部设置的两个欧姆接触电极。

4.根据权利要求1所述基于肖特基二极管的氧化镓微米柱阵列，其特征在于，所述肖特基接触电极为Ni/Au；所述欧姆接触电极为Ti/Au或Ti/Al/Ni/Au，所述电极厚度为10-500nm。

5.根据权利要求1所述基于肖特基二极管的氧化镓微米柱阵列，其特征在于，所述氧化镓层厚度为50nm-1000nm。

6.根据权利要求1所述基于肖特基二极管的氧化镓微米柱阵列，其特征在于，所述衬底为绝缘或导电衬底。

7.根据权利要求1-6任一所述基于肖特基二极管的氧化镓微米柱阵列的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)先使用Mist CVD在衬底上制备氧化镓层，通过调节Mist CVD过程中生长的温度、掺杂浓度以及雾化器的功率，制备得到不同晶向及不同掺杂浓度的氧化镓；

(2)再使用PECVD或ALD技术，在氧化镓层上生长二氧化硅层；

(3)基于集成电路工艺技术，在二氧化硅层上涂抹一定厚度光刻胶，光刻胶上方覆盖掩模版，进行曝光和显影步骤；

(4)用EUV光刻技术，刻蚀未被保护的区域，制作图形；

(5)利用RIE、ICP等刻蚀技术，将光刻胶上的图形转移至二氧化硅层上，用二氧化硅层作为下一步制备过程的图形掩膜；

(6)之后洗去光刻胶，得到二氧化硅掩膜结构，将带有图形的基片放入HVPE腔室中；

(7)通过调节HVPE二次外延生长过程中的生长温度、生长时间、氧气和氯化氢的比例和压强，制备得到所需晶向的氧化镓材料；

(8)用HF洗去二氧化硅后，得到所需晶向的氧化镓微米柱阵列；

(9)将所得氧化镓微米柱结构柱底平面沉积欧姆接触电极；

(10)在氧化镓微米柱顶部沉积肖特基接触电极。

8.根据权利要求7所述基于肖特基二极管的氧化镓微米柱阵列的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，Mist CVD制备生长的掺杂浓度为10¹⁸-10¹⁹cm^-3的氧化镓层。

9.根据权利要求7所述基于肖特基二极管的氧化镓微米柱阵列的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中，二氧化硅层的厚度50nm-500nm。

10.根据权利要求7所述基于肖特基二极管的氧化镓微米柱阵列的制备方法，其特征在于，所述步骤(7)中，HVPE制备生长的掺杂浓度为10¹⁵-10¹⁷cm^-3的氧化镓微米柱阵列。