[发明专利]一种基于纳米结构的结势垒肖特基二极管及其制备方法

权利要求书

1.一种纳米结构的结势垒肖特基二极管，包含衬底，其特征在于：还包括依次层叠于所述衬底表面的n⁺型β-氧化镓纳米柱、β-氧化镓本征层、p型氮化镓纳米线阵列、阳极金属填充层以及阳极保护层；

其中，所述β-氧化镓纳米柱水平设置于所述衬底的表面，所述β-氧化镓本征层包裹所述β-氧化镓纳米柱的部分侧表面，所述p型氮化镓纳米线沿所述β-氧化镓本征层表面的法线阵列排布，所述阳极金属填充层填充所述p型氮化镓纳米线阵列的间隙，所述阳极保护层设置于所述阳极金属填充层上，与所述β-氧化镓本征层形成肖特基接触；

还包括设置于所述β-氧化镓纳米柱一端面的阴极，所述阴极与所述β-氧化镓纳米柱之间形成欧姆接触。

2.根据权利要求1的所述结势垒肖特基二极管，其特征在于，所述阳极金属填充层的材料选用Ni或Pt，其厚度为1～1.5μm。

3.根据权利要求2的所述结势垒肖特基二极管，其特征在于，所述阳极金属填充层优选Ni；所述阳极保护层优选Au，其厚度为100～200nm。

4.根据权利要求1至3之一的所述结势垒肖特基二极管，其特征在于，所述n⁺型β-氧化镓纳米柱为锡掺杂，其直径为300～500nm，长度为3～4μm。

5.根据权利要求1至3之一的所述结势垒肖特基二极管，其特征在于，所述β-氧化镓本征层的厚度为20～30nm。

6.根据权利要求2或3的所述结势垒肖特基二极管，其特征在于，p型氮化镓纳米线阵列中纳米线的直径为100～150nm，高度为800～1000nm，且所述阳极填充层的厚度大于所述p型氮化镓纳米线的高度。

7.根据权利要求1的所述结势垒肖特基二极管，其特征在于，所述β-氧化镓纳米柱上设置阴极的端面包含Au催化剂，所述阴极沿纳米柱长度方向的宽度为100～200nm。

8.根据权利要求6的所述结势垒肖特基二极管，其特征在于，所述阴极优选Ti/Au电极。

9.一种纳米结构的结势垒肖特基二极管的制备方法，其特征在于，其包含以下步骤：

在清洗后的衬底表面沉积催化剂金纳米颗粒；

采用CVD法以Ga和Sn作为混合金属源生长n⁺型β-氧化镓纳米柱；

将所述β-氧化镓纳米柱转移至目标衬底，水平放置于所述目标衬底的表面；

在所述β-氧化镓纳米柱的侧表面上靠近所述催化剂金的一端沉积一定宽度的二氧化硅层；

在所述β-氧化镓纳米柱的侧表面上溅射沉积氧化镓本征层；

在所述氧化镓本征层上沉积金纳米薄层，采用CVD工艺在所述氧化镓本征层表面垂直生长p型GaN纳米线阵列；

沉积金属填充层填充所述p型GaN纳米线阵列中的空隙，在所述金属填充层上沉积金属保护层，所述金属填充层的沉积厚度大于所述p型GaN纳米线阵列的高度；

去除所述二氧化硅层，在所述β-氧化镓纳米柱靠近所述二氧化硅位置的端面沉积阴极金属层，所述阴极金属层与所述β-氧化镓纳米柱形成欧姆接触。

10.根据权利要求9的所述制备方法，其特征在于，所述二氧化硅层的沉积宽度至少为所述β-氧化镓纳米柱长度的五分之一。