[发明专利]一种氮化镓异质结二极管制备方法及二极管

说明书

本发明提供一种氮化镓异质结二极管制备方法及二极管，其制备方法包括以下步骤：制备一二氧化硅‑氮化镓‑氮化镓铝外延片衬底，依次淀积氮化铝层和二氧化硅层；曝光刻蚀氮化铝层和二氧化硅层，露出二维电子气的位置；内镀上一层二氧化硅层；曝光刻蚀露出氮化镓铝层，形成源极孔和漏极孔；沉积一复合金属钛铝镍金层；曝光刻蚀掉步骤S10中的二氧化硅层，露出氮化铝层形成一个栅极引线孔，淀积一铝层，形成氮化镓器件的异质结；顶部镀上一层二氧化硅层作为绝缘层，并曝光刻蚀该二氧化硅层露出源极孔和漏极孔；沉积一铝层，形成氮化镓异质结二极管器件源极和漏极。通过以上方法制得的二极管功率密度输出高，能量转换效率高，可使系统小型化、轻量化。

技术领域

本发明属于二极管技术领域，尤其涉及一种氮化镓异质结二极管制备方法及二极管。

背景技术

二十一世纪以来，以氮化镓(GaN)和碳化硅(SiC)、氧化锌(ZnO)、金刚石为四大代表的第三代半导体材料开始初露头角。第三代半导体材料可以实现更好的电子浓度和运动控制，更适合于制作高温、高频、抗辐射及大功率电子器件，在光电子和微电子领域具有重要的应用价值。目前，市场火热的5G基站、新能源汽车和快充等都是第三代半导体的重要应用领域。目前的传统材料制作的二极管功率密度输出低，能量转换效率相对较低，且体积和重量相对较大，影响后续应用系统的制作及生产成本。

综上，现亟需一种能够解决上述技术问题，通过基于GaN材料制备出氮化镓异质结二极管，从而来克服上述问题。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供一种氮化镓异质结二极管制备方法及二极管，旨在解决现有技术采用传统方法生产的二极管功率密度输出低，能量转换效率相对较低，且体积和重量相对较大的问题。

为了达到上述目的，本发明采取了以下技术方案：

一种氮化镓异质结二极管制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S10.制备一二氧化硅-氮化镓-氮化镓铝外延片衬底，在该衬底上依次淀积氮化铝层和二氧化硅层；

S20.采用二维电子气2DEG掩膜版曝光刻蚀二氧化硅-氮化镓-氮化镓铝上淀积的氮化铝层和二氧化硅层，露出二维电子气的位置；

S30.在二维电子气的位置内镀上一层二氧化硅层；

S40.采用欧姆接触孔掩模版曝光刻蚀步骤S10中的氮化铝层和二氧化硅层，露出氮化镓铝层，形成源极孔和漏极孔；

S50.在源极孔和漏极孔内沉积一复合金属钛铝镍金层；

S60.采用栅极引线孔掩模版曝光刻蚀掉步骤S10中的二氧化硅层，露出氮化铝层形成一个栅极引线孔，并在该栅极引线孔内淀积一铝层，形成氮化镓器件的异质结；

S70.在当前形态下的顶部镀上一层二氧化硅层，作为栅极引线孔和器件源、漏极的绝缘层，并采用源、漏极孔掩模版曝光刻蚀该二氧化硅层露出源极孔和漏极孔；

S80.在步骤S70中的源极孔和漏极孔内沉积一铝层，形成氮化镓异质结二极管器件源极和漏极。

优选的，步骤S10中的氮化铝层厚度为200～500埃，二氧化硅层厚度为500～1200埃。

优选的，步骤S30中二氧化硅层的厚度为1000～1500埃。

优选的，步骤S50中的复合金属钛铝镍金层的厚度为20埃或50埃或60埃或220埃。

优选的，步骤S60中的铝层的厚度为0.2～0.5微米。

优选的，步骤S70中的二氧化硅层的厚度为5000～8000埃。

优选的，步骤S80中铝层的厚度为1～1.5微米。