[发明专利]一种双异质结和复合钝化层的IMPATT二极管及其制作方法

权利要求书

1.一种双异质结和复合钝化层的IMPATT二极管，其特征在于，包括：

衬底层(1)；

外延层(2)，位于所述衬底层(1)上层；

欧姆接触层(3)，位于所述外延层(2)中间的上层；

第一漂移区(4)，位于所述欧姆接触层(3)中间的上层，所述第一漂移区(4)的材料包括n-GaN；

第二漂移区(5)，位于所述第一漂移区(4)上层，所述第二漂移区(5)的材料包括n-AlGaN，所述第二漂移区(5)与所述第一漂移区(4)形成下AlGaN/GaN异质结；

雪崩区(6)，位于所述第二漂移区(5)上层；

欧姆接触电极(7)，位于所述欧姆接触层(3)两侧和所述欧姆接触层(3)两侧的上层；

第一钝化层(8)，位于所述欧姆接触层(3)上层和所述欧姆接触电极(7)上层，且位于所述第一漂移区(4)两侧、所述第二漂移区(5)两侧和所述雪崩区(6)两侧；

第二钝化层(9)，位于所述第一钝化层(8)上层，所述第一钝化层(8)的相对介电常数低于所述第二钝化层(9)的相对介电常数，所述第一钝化层(8)的材料包括SiO₂和Si₃N₄，所述第二钝化层(9)的材料包括HfO₂；

肖特基接触电极(10)，位于所述第二钝化层(9)上层。

2.根据权利要求1所述的IMPATT二极管，其特征在于，所述欧姆接触层(3)材料为n⁺-GaN，厚度为100nm～200nm。

3.根据权利要求1所述的IMPATT二极管，其特征在于，所述第一漂移区(4)材料为n-GaN，厚度为300nm～500nm。

4.根据权利要求1所述的IMPATT二极管，其特征在于，所述第二漂移区(5)厚度为30nm～50nm，Al的摩尔组份为20％～60％。

5.根据权利要求1所述的IMPATT二极管，其特征在于，所述雪崩区(6)厚度为30nm～50nm。

6.根据权利要求1所述的IMPATT二极管，其特征在于，所述欧姆接触电极(7)材料为Ti/Al/Ni/Au多层金属，总厚度为100nm～200nm。

7.根据权利要求1所述的IMPATT二极管，其特征在于，所述第二钝化层(9)的相对介电常数范围为10～200。

8.根据权利要求1所述的IMPATT二极管，其特征在于，所述第一钝化层(8)和所述第二钝化层(9)的厚度之和等于所述第一漂移区(4)、所述第二漂移区(5)和所述雪崩区(6)的厚度之和，且所述第二钝化层(9)的厚度小于所述雪崩区(6)的厚度。

9.根据权利要求1所述的IMPATT二极管，其特征在于，所述肖特基接触电极(10)材料为Ni/Au双层金属，总厚度为100nm～200nm。

10.一种双异质结和复合钝化层的IMPATT二极管的制作方法，其特征在于，包括：

S1、选取SiC衬底片作为初始材料，形成衬底层(1)；

S2、在所述衬底层(1)上层形成外延层(2)；

S3、在所述外延层(2)上层形成n⁺-GaN层；

S4、在所述n⁺-GaN层上层形成第一n-GaN层；

S5、在所述第一n-GaN层上层形成第一n-AlGaN层；

S6、在所述第一n-GaN层上层形成第二n-GaN层；

S7、刻蚀所述n⁺-GaN层、所述第一n-GaN层、所述第一n-AlGaN层和所述第二n-GaN层，形成欧姆接触层(3)、第三n-GaN层、第二n-AlGaN层和第四n-GaN层；

S8、刻蚀所述第三n-GaN层、所述第二n-AlGaN层和所述第四n-GaN层，形成第一漂移区(4)、第二漂移区(5)和雪崩区(6)；

S9、在所述外延层(2)与所述欧姆接触层(3)形成的台阶状环形台面上形成欧姆接触电极(7)；

S10、在所述欧姆接触电极(7)上层形成第一钝化层(8)；

S11、在所述第一钝化层(8)上层形成第二钝化层(9)，所述第一钝化层(8)的相对介电常数低于所述第二钝化层(9)的相对介电常数，所述第一钝化层(8)的材料包括SiO₂和Si₃N₄，所述第二钝化层(9)的材料包括HfO₂；

S12、在所述雪崩区(6)和所述第二钝化层(9)上层形成肖特基接触电极(10)。