[发明专利]GaN/SiC异质结侧向型光控IMPATT二极管及其制备方法

权利要求书

1.一种n/p型GaN/SiC异质结侧向型光控IMPATT二极管的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

步骤a1、获知n型GaN、p型SiC的当前晶型及其对应的材料参数，并将当前晶型的GaN、SiC的材料参数与目标IMPATT二极管的工作频率相结合，计算出目标IMPATT二极管的n区及p区的长度；

步骤a2、选择具有厚度当前晶型的p型掺杂SiC晶片作为衬底，并在所选衬底上确定GaN/SiC异质结的位置，且进一步在所选衬底上确定所述GaN/SiC异质结位置一侧的某一区域作为第一蚀刻区，蚀刻所述第一蚀刻区得到长度、宽度及深度均与n区长度相等的n阱；

步骤a3、利用金属有机物化学气相沉积技术，在所述n阱中生长当前晶型的n型掺杂GaN，形成n/p型GaN/SiC异质结；

步骤a4、在所选衬底上，选定所述n阱两侧的某两个区域分别作为第二蚀刻区和第三蚀刻区，蚀刻所述第二蚀刻区，得到长度、宽度及深度与n阱的对应值相等的n⁺阱，蚀刻所述第三蚀刻区，得到得到长度为p区长度而宽度及深度与n⁺阱对应值相等的p⁺阱；其中，所述第二蚀刻区与所述第一蚀刻区相连；

步骤a5、利用金属有机物化学气相沉积技术，在所述n⁺阱中生长当前晶型的n⁺型掺杂GaN，以及在所述p⁺阱中生长当前晶型的p⁺型掺杂SiC，形成n⁺-n-p-p⁺型GaN/SiC异质结；

步骤a6、在所述n⁺-n-p-p⁺型GaN/SiC异质结的表面，利用直接氧化技术，在GaN表面形成具有厚度的Ga₂O₃保护层，在SiC表面形成具有厚度的SiO₂保护层；并在所述n⁺-n-p-p⁺型GaN/SiC异质结的四周涂覆遮光层；

步骤a7、在所述n⁺阱、p⁺阱的上方以及n⁺阱、p⁺阱之间靠近所述GaN/SiC异质结两侧的上方，曝光显影出三个蚀刻区，分别蚀刻掉所述三个蚀刻区范围的遮光层以及Ga₂O₃、SiO₂保护层，得到位于所述n⁺阱上方的第一空隙、位于所述p+阱上方的第二空隙，以及位于所述GaN/SiC异质结两侧区域上方的第三空隙；

步骤a8、利用电子束蒸发技术，采用导电金属或合金，分别在所述第一空隙和所述第二空隙中形成正电极和负电极，即得到目标IMPATT二极管。

2.如权利要求1所述的GaN/SiC异质结侧向型光控IMPATT二极管的制备方法，其特征在于，所述SiC的晶型包括3C-SiC、4H-SiC和6H-SiC，所述GaN的晶型仅为纤锌矿结构GaN；其中，

当所确定SiC的晶型为3C-SiC时，得到的目标IMPATT二极管为n⁺-n-p-p⁺型的n型GaN/p型3C-SiC异质结侧向型光控IMPATT二极管；

当所确定SiC的晶型为4H-SiC时，得到的目标IMPATT二极管为n⁺-n-p-p⁺型的n型GaN/p型4H-SiC异质结侧向型光控IMPATT二极管；

当所确定SiC的晶型为6H-SiC时，得到的目标IMPATT二极管为n⁺-n-p-p⁺型的n型GaN/p型6H-SiC异质结侧向型光控IMPATT二极管。

3.如权利要求1所述的GaN/SiC异质结侧向型光控IMPATT二极管的制备方法，其特征在于，与n型GaN形成欧姆接触的所述导电金属包括Al、Ti、Ag；与n型GaN形成欧姆接触的所述导电合金包括TiAl、TiAlNiAu；与p型SiC形成欧姆接触的所述导电金属包括Ni、Pd；与p型SiC形成欧姆接触的所述导电合金包括AlTi、AuAlTi。