[发明专利]利用氟离子注入实现的氮化镓PN结及其制造方法

权利要求书

1.一种利用氟离子注入实现的氮化镓PN结，其特征在于，包括

衬底；

n型GaN半导体层，所述n型掺杂GaN半导体层形成于所述衬底之上，并在所述n型掺杂GaN半导体层上设置有第一电极；

p型GaN半导体层，所述p型掺杂GaN半导体层嵌于所述n型掺杂GaN半导体层中部区域，通过氟离子注入实现，并在所述p型掺杂GaN半导体层上设置有第二电极。

2.根据权利要求1所述的利用氟离子注入实现的氮化镓PN结，其特征在于，

所述p型掺杂GaN半导体层的横截面为圆形。

3.根据权利要求1所述的利用氟离子注入实现的氮化镓PN结，其特征在于，

所述第一电极的横截面为中部开设有圆形通孔的正方形结构，所述第一电极将p型GaN半导体层围设在其圆形通孔内，且所述第一电极的横截面面积小于所述n型GaN半导体层的横截面面积；

所述第二电极的横截面为圆形，且所述第二电极的横截面面积小于所述p型GaN半导体层的横截面面积。

4.根据权利要求1所述的利用氟离子注入实现的氮化镓PN结，其特征在于，

所述第一电极为钛铝镍金(Ti/Al/Ni/Au)四层电极，所述第二电极为镍金(Ni/Au)双层电极。

5.一种利用氟离子注入实现的氮化镓PN结的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤31，提供衬底，在所述衬底上生长n型GaN半导体层；

进一步，所述衬底，其例如但不限于硅衬底、蓝宝石衬底或非故意掺杂的氮化镓(galliumnitride，GaN)衬底；

步骤32，在所述n型GaN半导体层上沉积第一电极；

步骤33，通过离子注入法注入氟离子，在所述n型掺杂GaN半导体层中的指定位置形成p型掺杂GaN半导体层；

步骤34，在所述p型GaN半导体层上沉积第二电极；

步骤35，对整个GaN半导体层进行高温热处理，激活掺杂元素并减少GaN界面的缺陷密度。

6.根据权利要求5所述的利用氟离子注入实现的氮化镓PN结的制造方法，其特征在于，所述步骤32包括以下步骤：

在n型GaN半导体表面涂覆光刻胶，形成第一掩膜；

紫外光刻所述第一掩膜，在所述n型GaN半导体上形成第一窗口；

利用电子束蒸发法在所述第一窗口的表面沉积第一电极；

去除所述n型GaN半导体表面涂覆的光刻胶，并对所述n型GaN半导体进行热处理。

7.根据权利要求5所述的利用氟离子注入实现的氮化镓PN结的制造方法，其特征在于，所述步骤33包括以下步骤：

在n型GaN半导体表面涂覆光刻胶，形成第二掩膜；

紫外光刻所述第二掩膜，在所述n型GaN半导体上形成第二窗口；

利用离子注入法将氟离子注入到所述n型GaN半导体中部区域，形成p型GaN半导体。

8.根据权利要求5所述的利用氟离子注入实现的氮化镓PN结的制造方法，其特征在于，所述步骤34包括以下步骤：

利用电子束蒸发法在上述第二窗口的表面沉积第二电极；

去除所述n型GaN半导体表面涂覆的光刻胶。

9.根据权利要求6所述的利用氟离子注入实现的氮化镓PN结的制造方法，其特征在于，所述

第一窗口为中部开设有圆形通孔的正方形结构，所述第一窗口将p型GaN半导体层围设在其中；

所述第二窗口为圆形窗口，所述第二窗口的横截面面积小于所述p型GaN半导体层的横截面面积。