[發明專利]一種GaN異質結二極管器件及其制備方法

有效

• 申請號: 201410608662.7
• 申請日: 2014-11-03
• 公開（公告）號: CN104362181B
• 公開（公告）日: 2017-07-04
• 發明（設計）人: 裴軼;陳洪維
• 申請（專利權）人: 蘇州捷芯威半導體有限公司
• 主分類號: H01L29/861
• 分類號: H01L29/861;H01L29/06;H01L21/329
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司11332
• 代理人: 路凱,胡彬

1.一種GaN異質結二極管器件，其特征在于，包括：

襯底；

位于所述襯底上的緩沖層；

位于所述緩沖層上的溝道層；

位于所述溝道層上的勢壘層，所述勢壘層與溝道層形成異質結構，并在異質結界面處形成二維電子氣溝道；

位于所述勢壘層上的冒層；

位于所述勢壘層上方、所述冒層兩側的第一歐姆陽極和歐姆陰極，所述第一歐姆陽極與所述冒層接觸；

位于所述第一歐姆陽極和所述冒層上的第二歐姆陽極，所述第二歐姆陽極與所述冒層形成歐姆金屬接觸；其中，所述冒層材料為p型AlGaN和p型GaN的任意一種或二者形成的漸變層；所述第二歐姆陽極結構包括Ni、Au、Pt、Pd、W、Ag、Cr、ITO中的任意一種或任意幾種組合的合金。

2.根據權利要求1所述的GaN異質結二極管器件，其特征在于，所述襯底材料為碳化硅、硅或藍寶石；所述緩沖層材料包括非摻雜的GaN、AlN或其它III-V族氮化物；所述溝道層材料為非摻雜GaN層；所述勢壘層材料為AlGaN或其它III-V族氮化物。

3.根據權利要求1所述的GaN異質結二極管器件，其特征在于，所述冒層厚度為10-200nm。

4.根據權利要求3所述的GaN異質結二極管器件，其特征在于，所述第一歐姆陽極、歐姆陰極的材料包括Ti、Al、Au、Ni、Mo、Si、TiN、Ta、W中的任意一種或任意幾種組合的合金，所述第二歐姆陽極的材料包括Ni、Au、Pt、Pd、 W、Ag、Cr、ITO中的任意一種或任意幾種組合；

或者，

所述第一歐姆陽極、歐姆陰極、第二歐姆陽極的材料均包括Ni、Au、Pt、Pd、W、Ag、Cr、ITO中的任意一種或任意幾種組合。

5.根據權利要求4所述的GaN異質結二極管器件，其特征在于，所述第一歐姆陽極、歐姆陰極、第二歐姆陽極均包括Ni、Au、Pt、Pd、W、Ag、Cr、ITO中的任意一種或任意幾種組合時，在要沉積電極的勢壘層區域進行Si離子注入，形成n型重摻雜區域。

6.一種GaN異質結二極管器件的制作方法，其特征在于，所述方法包括：

在襯底上制備緩沖層；

在所述緩沖層上制備溝道層；

在所述溝道層上制備勢壘層，所述勢壘層與溝道層形成異質結構，并在異質結界面處形成二維電子氣溝道；

在所述勢壘層上方制備冒層、第一歐姆陽極、第二歐姆陽極和歐姆陰極，且所述第一歐姆陽極和歐姆陰極位于所述冒層兩側，所述第二歐姆陽極覆蓋在所述第一歐姆陽極和所述冒層上，所述第二歐姆陽極與所述冒層歐姆金屬接觸。

7.根據權利要求6所述的GaN異質結二極管器件的制作方法，其特征在于，在所述勢壘層上方制備冒層、第一歐姆陽極、第二歐姆陽極和歐姆陰極，具體包括：

在所述勢壘層上制備并刻蝕出冒層結構；

在所述冒層兩側制備第一歐姆陽極和歐姆陰極，以及在所述第一歐姆陽極和所述冒層上制備第二歐姆陽極。

8.根據權利要求7所述的GaN異質結二極管器件的制作方法，其特征在于，所述冒層材料為p型AlGaN和p型GaN的任意一種或二者形成的漸變層，所述冒層厚度為10-200nm。

9.根據權利要求7所述的GaN異質結二極管器件的制作方法，其特征在于，在所述勢壘層上方、所述冒層兩側制備第一歐姆陽極和歐姆陰極，并退火，所述第一歐姆陽極、歐姆陰極的材料包括Ti、Al、Au、Ni、Mo、Si、TiN、Ta、W中的任意一種或任意幾種組合的合金；在第一歐姆陽極和冒層上制備第二歐姆陽極，并退火，所述第二歐姆陽極的材料包括Ni、Au、Pt、Pd、W、Ag、Cr、ITO中的任意一種或任意幾種組合；

或者，

所述第一歐姆陽極、歐姆陰極、第二歐姆陽極一次制備成型，第一歐姆陽極、歐姆陰極、第二歐姆陽極的材料均包括Ni、Au、Pt、Pd、W、Ag、Cr、ITO中的任意一種或任意幾種組合。

10.根據權利要求9所述的GaN異質結二極管器件的制作方法，其特征在于，在一次制備所述第一歐姆陽極、歐姆陰極、第二歐姆陽極之前，在要沉積電極的勢壘層區域進行Si離子注入。