[发明专利]一种功率二极管器件及其制备方法

权利要求书

1.一种功率二极管器件，其特征在于：它包括相层叠设置的衬底、缓冲层、外延层、ALN层、场限环、环形场板、形成肖特基结的金属层，所述场限环呈环形结构，所述ALN层为与所示场限环相对应的环形结构，所述外延层与阴极相电连，所述金属层与阳极相连。

2.根据权利要求1所示的功率二极管器件，其特征在于：所述环形场板上形成有多个呈环形的凹凸部，环形场板的凸部的最高点自该功率部件的内侧向外侧逐渐升高，环形场板的最低点自该功率部件的内侧向外侧逐渐升高，最靠近所述功率二极管器件中心的环形场板向外延层的投影位于最靠近中心的场限环内，所述金属层覆盖任一个环形场板的凹部。

3.根据权利要求1所述的功率二极管器件，其特征在于：所述衬底由包括但不局限于蓝宝石、碳化硅或硅中的一种或几种制成。

4.根据权利要求1所述的功率二极管器件，其特征在于：所述缓冲层由包括但不局限于GaN、AlN中的一种或几种制成。

5.根据权利要求1所述的功率二极管器件，其特征在于：所述环形场板由绝缘材料制成。

6.根据权利要求2所述的功率二极管器件，其特征在于：所述环形场板的任一个凹部向外延层的投影至少部分的与所述场限环相重合。

7.根据权利要求1所述的功率二极管器件，其特征在于：所述外延层包括层叠设置的第一GaN层以及第二GaN层，所述第一GaN层与缓冲层相邻，所述第二GaN层与ALN层相邻，所述第一GaN层为n++型GaN，所述第二GaN层为n-型GaN或i-GaN，所述场限环为P-GaN，所述阴极与所述第一GaN层相电连。

8.根据权利要求1所述的功率二极管器件，其特征在于：所述第一GaN层的厚度为0.1-10μm。

9.根据权利要求1所述的功率二极管器件，其特征在于：所述第二GaN层的厚度为1-20μm。

10.根据权利要求1所述的功率二极管器件，其特征在于：所述场限环的厚度为0.01-3μm。

11.根据权利要求1所述的功率二极管器件，其特征在于：所述ALN层的厚度为0.1-100nm。

12.一种如权利要求1所述的功率二极管器件的制备方法，其特征在于，它包括以下步骤：

A）制备衬底与缓冲层，使用金属有机源化学气相沉积系统在缓冲层上外延生长形成GaN外延层；

B）在GaN外延层上生长ALN层；

C）在ALN层上生长P-GaN层；

D）通过干法刻蚀，自P-GaN层上向下开设多个环形槽，该环形槽至少部分位于ALN层内；

E）通过湿法刻蚀去除被暴露在环形槽表面的ALN完成场限环的制作；

F）采用等离子体增强化学气相沉积方法覆盖绝缘介质制作环形场板；

G）在环形场板上覆盖金属层以形成肖特基结作为器件的阳极；

H）采用半导体微加工方法制作器件的阴极，在器件背面蒸镀金属层形成阳极。