基于双线性渐变Al组分AlGaN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双线性渐变Al组分AlGaN电子发射层的GaN耿氏二极管及其制作方法，主要解决现有耿氏器件输出功率低、散热性差的问题。该二极管包括主体部分和辅体部分，该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：电子发射层厚度为200～600nm，且采用自下而上先由0％线性渐变到100％，再由100％线性渐变到0％的双线性渐变Al组分AlGaN结构。本发明能显著减小“死区”长度、降低位错浓度，实现大功率输出，适用于太赫兹频段工作。

主权项

一种基于双线性渐变Al组分AlGaN电子发射层的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(10)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)采用厚度为200～600nm的双线性渐变Al组分AlGaN，该Al组分自下而上先由0％线性渐变到100％，再由100％线性渐变到0％。