[发明专利]具有梯度深度P型区域的结势垒肖特基二极管及制备方法

权利要求书

1.一种具有梯度深度P型区域的结势垒肖特基二极管，其特征在于，包括：

衬底；

在所述衬底的背面制作而成的负极；

在所述衬底的正面外延生长的n⁺型氮化镓层；

在所述n⁺型氮化镓层上外延生长的n型氮化镓层，所述n型氮化镓层的外围具有圆环形高阻区，且所述n型氮化镓层上刻蚀有若干个梯度深度的沟槽，每一所述沟槽内生长有p型氮化镓；

在所述n型氮化镓层、所述p型氮化镓和所述圆环形高阻区的表面制作而成的正极。

2.根据权利要求1所述的氮化镓结势垒肖特基二极管，其特征在于，

若干个所述沟槽的深度由中间向两侧递增。

3.根据权利要求2所述的氮化镓结势垒肖特基二极管，其特征在于，

所述沟槽的数量为5个，且5个所述沟槽在所述n型氮化镓层上等间距分布，5个所述沟槽包括4种深度。

4.根据权利要求1或2所述的氮化镓结势垒肖特基二极管，其特征在于，

所述n⁺型氮化镓层的厚度为2μm，载流子浓度为1.5×10¹⁸cm^-3。

5.根据权利要求1或2所述的氮化镓结势垒肖特基二极管，其特征在于，

所述n型氮化镓层的最大厚度为23μm，载流子浓度为8×10¹⁵cm^-3。

6.根据权利要求1或2所述的氮化镓结势垒肖特基二极管，其特征在于，

所述衬底为氮化镓衬底、硅衬底和碳化硅衬底中的任意一种。

7.一种权利要求1至6任意一项所述的具有梯度深度P型区域的结势垒肖特基二极管的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：准备一双面抛光的所述衬底；

S2：利用有机化学气相沉积法或者氢化物气相外延法在所述衬底的正面依次外延生长所述n⁺型氮化镓层和所述n型氮化镓层；

S3：利用等离子体增强化学气相沉积法或者原子层沉积法在所述n型氮化镓层的表面生长一层保护层；

S4：在所述衬底的背面蒸镀金属膜，并使用剥离工艺形成负极后进行退火处理；

S5：利用干法刻蚀在所述保护层和所述n型氮化镓层上刻蚀若干个梯度深度的沟槽，并利用干法刻蚀去除所述n型氮化镓层的表面上的所述保护层；

S6：利用光刻工艺制作阻挡层，再通过等离子体工艺在所述n型氮化镓层的外围制作圆环形高阻区，形成终端结构；

S7：利用有机化学气相沉积法在所述沟槽内生长所述p型氮化镓，退火激活后通过干法刻蚀得到平整的表面；

S8：在所述n型氮化镓层、所述p型氮化镓和所述圆环形高阻区的表面蒸镀圆形金属薄膜作为正极。

8.根据权利要求7所述的具有梯度深度P型区域的结势垒肖特基二极管的制备方法，其特征在于，

所述保护层为氮化硅保护层，所述氮化硅保护层的厚度为20nm。

9.根据权利要求7或8所述的具有梯度深度P型区域的结势垒肖特基二极管的制备方法，其特征在于，

所述退火处理的环境条件为温度为650℃、氮气环境。

10.根据权利要求7或8所述的具有梯度深度P型区域的结势垒肖特基二极管的制备方法，其特征在于，

通过等离子体工艺在所述n型氮化镓层的外围制作圆环形高阻区时，等离子体工艺采用的气体为氮气、氢气、氩气和氟气中的任意一种。