基于AlGaN/GaN超晶格电子发射层GaN耿氏二极管及制作方法

摘要

本发明公开了一种基于AlGaN/GaN超晶格电子发射层GaN耿氏二极管及其制作方法，主要解决现有耿氏器件功率低、散热差的问题。该二极管包括主体部分和辅体部分，主体部分自下而上为：SiC衬底、AlN成核层、n⁺GaN阴极欧姆接触层、电子发射层、n^‑GaN有源层和n⁺GaN阳极欧姆接触层；辅体部分包括环形电极、衬底电极、圆形电极、钝化层、开孔和通孔。其中：电子发射层采用AlGaN/GaN超晶格，该超晶格有4到6个周期，每个周期中GaN层和AlGaN层的厚度均为10‑20nm，且AlGaN层中的Al组分自下而上由0％线性渐变到15％。本发明能显著减小“死区”长度,降低位错浓度，适用于太赫兹频段工作。

主权项

一种基于AlGaN/GaN超晶格电子发射层GaN耿氏二极管，包括主体部分和辅体部分，该主体部分自下而上包括：SiC衬底(1)、AlN成核层(2)、n⁺GaN阴极欧姆接触层(3)、电子发射层(4)、n^‑GaN有源层(5)和n⁺GaN阳极欧姆接触层(6)；辅体部分包括环形电极(7)、衬底电极(8)、圆形电极(9)、钝化层(10)开孔(11)和通孔(12)；环形电极(7)和衬底电极(8)作为器件的阴极，分别位于n⁺GaN阴极欧姆接触层(3)的上方和SiC衬底(1)的下方，圆形电极(9)作为器件的阳极位于n⁺GaN阳极欧姆接触层(6)的上方，钝化层(8)位于环形电极(7)和圆形电极(9)的上方；开孔(11)和通孔(12)分别位于钝化层(10)和SiC衬底(1)内，通孔(12)将环形电极(7)与衬底电极(8)相连，形成纵向器件结构；其特征在于：电子发射层(4)采用AlGaN/GaN超晶格，该超晶格设有4～6个周期，每个周期中的GaN层厚度为10‑20nm，AlGaN层厚度为10‑20nm，且AlGaN层中的Al组分浓度从下至上由0％线性渐变到15％。