[发明专利]基于再生长和离子注入的GaN凹槽阳极肖特基二极管制备方法

权利要求书

1.一种基于再生长和离子注入的GaN凹槽阳极肖特基二极管制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)对外延片进行清洗，将清洗后的外延片放入低压化学气相淀积LPCVD反应室内，淀积10-30nm厚的SiN钝化层；

(2)在淀积有SiN钝化层的外延片上进行欧姆区离子注入光刻，再放入离子注入系统内对欧姆区注入Si，并清洗；然后将清洗后的外延片在1000-1200℃的温度下进行5-15min的热退火处理；

(3)再生长n⁺-GaN

(3a)将热退火后的外延片放入等离子体增强型化学气相淀积PECVD反应室内，在250-350℃的温度下，淀积200-300nm厚的SiO₂；

(3b)在淀积有SiO₂的外延片上进行欧姆区域凹槽光刻，并将光刻过凹槽的外延片放入等离子刻蚀机内刻蚀掉欧姆区域的SiN和SiO₂，再刻蚀20-30nm厚的AlGaN，形成嵌入GaN层的欧姆区凹槽；

(3c)将刻蚀出欧姆区凹槽的外延片先依次放入丙酮溶液、无水乙醇溶液和去离子水中各超声清洗2-10min，再用氮气吹干，然后置于金属有机物化学气相淀积MOCVD反应室中，生长25-35nm厚的n⁺-GaN；

(4)制作阴极电极

(4a)将再生长n⁺-GaN后的片子放入HF酸溶液中浸泡3-5min，以去除剩余的SiO₂层；

(4b)在去除了SiO₂层的外延片上进行阴极光刻，再放入电子束蒸发系统或磁控溅射系统内淀积功函数大小为4.2eV的金属层，形成阴电极，并进行400-500℃热退火处理30-60s；

(5)制作阳极电极：

(5a)在退火后的外延片上光刻阳极凹槽，并刻蚀掉阳极下方的SiO₂层、SiN层和AlGaN层；

(5b)在刻蚀出阳极凹槽的外延片上进行阳极电极光刻，并放入电子束蒸发系统或磁控溅射系统内淀积功函数大小为4.6eV的金属，形成阳极电极，完成整个器件的制作。

2.根据权利要求1所述的方法，其中(1)对外延片进行清洗，是将AlGaN/GaN结构的外延片先放入HF酸溶液或HCl酸溶液中浸泡30s，再依次放入丙酮溶液、无水乙醇溶液和去离子水中各超声清洗2-10min，然后用氮气吹干。

3.根据权利要求1所述的方法，其中(3)中对欧姆区注入Si，其工艺条件如下：

注入剂量：1×10¹⁵-1×10¹⁶；

注入能量：30-100keV；

注入角度：0-10°。

4.根据权利要求1所述的方法，其中(4c)中生长25-35nm厚的n⁺-GaN，其工艺条件如下：

反应室压力：10-80Torr；

反应室温度：900-1100℃；

镓源流量：40-100μmol/min；

氨气流量：3000-6000sccm；

氢气流量：1000-2000sccm；

硅源流量：10-60μmol/min。