[发明专利]一种基于Cu衬底基GaN整流器及其制备方法

权利要求书

1.一种基于Cu衬底基GaN整流器的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1在GaN靶材上选区沉积石墨层，得到沉积石墨层的GaN靶材区域与纯净GaN靶材区域；

S2通过脉冲激光沉积方法，采用脉冲激光轰击上述沉积石墨层的GaN靶材，在Cu衬底上生长碳掺杂的GaN高阻层；

S3通过脉冲激光沉积方法，采用脉冲激光轰击纯净GaN靶材区域，在GaN高阻层生长GaN缓冲层，采用脉冲激光轰击AlGaN靶材在GaN缓冲层上沉积AlGaN势垒层；

S4在AlGaN势垒层上沉积欧姆电极及肖特基电极；

S5在AlGaN势垒层上沉积得到SiO₂表面钝化层，经材料清洗工艺后得到Cu衬底的GaN基整流器。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述S1中，石墨层的厚度＞4μm。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述沉积石墨层的GaN靶材区域与纯净GaN靶材区域的面积之比为2。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S2及S3中，采用脉冲激光沉积方法的条件相同，具体为：激光器能量维持在350～400mJ，频率维持在20Hz～30Hz，生长温度维持在600℃～680℃，靶材与衬底距离维持在4mm～5mm，腔体压力维持在4～5mTorr。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述GaN高阻层、GaN缓冲层、AlGaN势垒层厚度分别为2μm、2～3μm和15～20nm。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述欧姆电极为N极，其结构为20nmTi/40nm Al/40nm Ni/100nm Au。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述S4及S5采用电极蒸镀方法，所述电极蒸镀方法包括电子束蒸镀或者磁控溅射方法。

8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述GaN高阻层的电阻值高达10⁷Ω。

9.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述肖特基电极的结构为50nm Ni/150nm Au。

10.一种采用权利要求1-9任一项所述的制备方法得到的整流器，其特征在于，从下至上包括Cu衬底、高掺杂GaN高阻层、GaN缓冲层、AlGaN势垒层及SiO₂表面钝化层，还包括肖特基接触电极及N型欧姆接触电极，所述肖特基接触电极及N型欧姆接触电极设置在AlGaN势垒层的上表面，其中，两种电极间在外加电压条件下形成横向电场，使二维电子气沿界面输运形成电流。