[发明专利]一种横向导通型GaN混合pn肖特基功率二极管及其制备方法

权利要求书

1.一种横向导通型GaN混合pn肖特基功率二极管，其特征在于，包括自下往上依次设置的衬底层(1)、应力缓冲层(2)、GaN外延层(3)和p-GaN掩埋层(4)，其中，

所述GaN外延层(3)上表面未被所述p-GaN掩埋层(4)覆盖的部分设置有GaN沟道层(5)，并且所述GaN沟道层(5)还覆盖所述p-GaN掩埋层(4)上表面的一部分；

所述GaN沟道层(5)的上表面设置有势垒层(6)；

所述势垒层(6)的上表面两侧分别设置有p-GaN盖帽层(7)和欧姆接触电极(8)，所述p-GaN盖帽层(7)位于所述p-GaN掩埋层(4)的上方；

所述p-GaN盖帽层(7)的上表面以及所述p-GaN掩埋层(4)上表面未被所述GaN沟道层(5)覆盖的部分设置有肖特基电极(9)。

2.根据权利要求1所述的横向导通型GaN混合pn肖特基功率二极管，其特征在于，所述肖特基电极(9)具有L型截面，包括横向部(91)和纵向部(92)，其中，所述横向部(91)覆盖在所述p-GaN盖帽层(7)的上表面，所述纵向部(92)位于所述p-GaN掩埋层(4)的上表面，且所述纵向部(92)的内侧壁自下而上依次与所述GaN沟道层(5)的侧壁、所述势垒层(6)的侧壁和所述p-GaN盖帽层(7)的侧壁接触。

3.根据权利要求2所述的横向导通型GaN混合pn肖特基功率二极管，其特征在于，所述肖特基电极(9)与所述p-GaN掩埋层(4)、所述p-GaN盖帽层(7)形成欧姆接触；所述肖特基电极(9)与所述GaN沟道层(5)、所述势垒层(6)形成肖特基接触。

4.根据权利要求1所述的横向导通型GaN混合pn肖特基功率二极管，其特征在于，所述衬底层(1)为Si衬底、蓝宝石衬底、碳化硅衬底或GaN自支撑衬底中的任一种，所述应力缓冲层(2)为AlN、AlGaN或GaN中任一种或其组合。

5.根据权利要求1所述的横向导通型GaN混合pn肖特基功率二极管，其特征在于，所述p-GaN掩埋层(4)为Mg掺杂的GaN材料，空穴浓度为10¹⁴-10²⁰cm^-3。

6.根据权利要求1所述的横向导通型GaN混合pn肖特基功率二极管，其特征在于，所述p-GaN盖帽层(7)为Mg掺杂的GaN材料，空穴浓度为10¹⁴-10²⁰cm^-3。

7.根据权利要求1所述的横向导通型GaN混合pn肖特基功率二极管，其特征在于，所述肖特基电极(9)的材料Pt、Ni或氮化钛。

8.一种横向导通型GaN混合pn肖特基功率二极管的制备方法，其特征在于，用于制备权利要求1至7中任一项所述的横向导通型GaN混合pn肖特基功率二极管，所述制备方法包括：

S1：在衬底层上依次生长应力缓冲层、GaN外延层和p-GaN掩埋层；

S2：对所述p-GaN掩埋层进行选择区域刻蚀，以暴露至少一部分所述GaN外延层；

S3：在所述GaN外延层和所述p-GaN掩埋层的上表面依次生长GaN沟道层、AlGaN势垒层和p-GaN盖帽层；

S4：对所述p-GaN盖帽层进行选择区域刻蚀，以暴露至少一部分AlGaN势垒层；

S5：在所述AlGaN势垒层的上表面生长欧姆接触电极；

S6：从所述p-GaN盖帽层的上表面边缘向下刻蚀至所述p-GaN掩埋层的上表面，以暴露至少一部分所述p-GaN掩埋层，形成凹槽阳极区域；

S7：在所述p-GaN盖帽层的上表面和所述凹槽阳极区域内沉积金属，以形成肖特基电极。

9.根据权利要求8所述的横向导通型GaN混合pn肖特基功率二极管的制备方法，其特征在于，所述S2包括：

利用光刻胶或者氧化硅掩膜对所述p-GaN掩埋层进行选择区域刻蚀，以暴露至少一部分GaN外延层。