[发明专利]异质结结构的制作方法及电极结构和电子器件

说明书

本发明公开了一种异质结结构的制作方法及电极结构和电子器件，其中，异质结结构的制作方法包括：提供一具有原子台阶形貌的GaN衬底，在GaN衬底的表面上生长石墨烯层；其中，将GaN衬底的原子台阶的宽度设置为大于60nm，使得GaN衬底与石墨烯层之间形成具有欧姆接触特性的异质结结构；或者是，将所述GaN衬底的原子台阶的宽度设置为小于20nm，使得GaN衬底与石墨烯层之间形成具有肖特基接触特性的异质结结构。本发明方便了石墨烯/GaN异质结结构的使用。本发明的电极结构和电子器件均采用了通过上述制作方法来制作的异质结结构。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，尤其涉及一种异质结结构的制作方法及电极结构和电子器件。

背景技术

石墨烯由于存在面内大π键，导致其具有很高的电子迁移率，单层石墨烯的白光透光率为97.7％，因此，石墨烯是优异的透明异质结结构。GaN(氮化镓)作为第三代半导体材料的代表，具有宽禁带，高电子迁移率等一系列的优势。因此有了将结合石墨烯和GaN，以此有望在半导体异质结器件中获得较好的器件性能。但是，目前发现，在GaN衬底上直接生长了石墨烯层，获得的异质结结构的接触类型完全是随机的(例如：第一批次的接触类型可能是欧姆接触，也可能是肖特基接触，第二批次的接触类型也是欧姆接触或者是肖特基接触)，所以无法保证石墨烯/GaN异质结结构的接触类型的统一性，甚至在同一衬底上制备的异质结构，其接触特性也不一致(例如：2寸GaN晶圆上不同区域的接触特性不同)，也就是，目前无法指定所制作的石墨烯/GaN异质结结构的接触类型。因此，目前通过常规工艺生产的石墨烯/GaN异质结结构在使用前都要先确认异质结结构的接触类型，并根据接触类型进行用途分类后才能应用在后续的产品中。

发明内容

为了达到上述的目的，本发明采用了如下的技术方案：

在本发明的一方面提供了一种异质结结构的制作方法，所述制作方法包括：

提供一具有原子台阶形貌的GaN衬底，在所述GaN衬底的表面上生长石墨烯层；

其中，将所述GaN衬底的原子台阶的宽度设置为大于60nm，以形成具有欧姆接触特性的异质结结构；

或者是，将所述所述GaN衬底的原子台阶的宽度设置为小于20nm，以形成具有肖特基接触特性的异质结结构。

优选地，所述GaN衬底为单晶GaN衬底，所述GaN衬底的位错密度小于5x10⁶cm^-2。

优选地，所述石墨烯层通过PECVD工艺生长在所述GaN衬底的原子台阶的表面上。

优选地，所述石墨烯层的生长温度为600℃～700℃。

优选地，所述PECVD工艺的离子源的功率为45W～55W。

优选地，所述石墨烯层由石墨烯纳米颗粒构成，所述石墨烯纳米颗粒的尺寸为20nm～60nm。

在本发明的另一方面提供了一种电极结构，所述电极结构包括如上述的异质结结构的制作方法来制作的异质结结构。

在本发明的又一方面提供了一种电子器件，所述电子器件包括如上述的电极结构。

本发明在GaN衬底上生长石墨烯之前，将GaN衬底的原子台阶的宽度设置为大于60nm，使得GaN衬底与石墨烯层之间形成具有欧姆接触特性的异质结结构，或者将将所述GaN衬底的原子台阶的宽度设置为小于20nm，使得GaN衬底与所述石墨烯层之间形成具有肖特基接触特性的异质结结构，以此能够指向性地选择GaN衬底与石墨烯层之间的接触类型，因此在使用前没必要做接触类型的确认和用途分类，直接根据需要制作具有对应接触类型的异质结结构即可，从而方便了石墨烯/GaN异质结结构的使用。

附图说明

图1为本发明实施例的异质结结构的制作方法的流程图；