[发明专利]p型阳极的Ⅲ族氮化物二极管器件及其制作方法

说明书

本发明公开了一种p型阳极的Ⅲ族氮化物二极管器件及制作方法。所述器件包括：第一异质结，包括第一半导体和形成于第一半导体上的第二半导体，且所述第一异质结构中形成有二维电子气；第二异质结，包括所述第二半导体和形成于所述第二半导体表面上局部区域的第三半导体，所述第三半导体为p型掺杂，掺杂浓度可以将所述第一异质结中的二维电子气耗尽；与所述第一异质结连接的阳极和阴极，所述阳、阴极与所述二维电子气电连接，所述阳极同时与第三半导体形成欧姆接触或者肖特基接触。本发明的器件结构简单，具有低开启电压、高耐压和高频率等优点，同时制作工艺简单，重复性高，成本低廉，易于大规模生产。

技术领域

本发明涉及一种二极管器件，具体涉及一种p型阳极的Ⅲ族氮化物二极管器件及其制作方法，属于功率半导体技术领域。

背景技术

Ⅲ族氮化物(如GaN)具有大禁带宽度、高电子迁移率、高击穿场强等优点，能够满足下一代电力电子系统对功率器件更大功率、更高频率、更小体积和更高温度的工作的要求。基于AlGaN/GaN异质结的高电子迁移率晶体管(High Electron MobilityTransistor——HEMT)已经成功应用于射频微波领域，在电力电子器件领域的研究也已经取得了一定的进展。二极管器件在半导体电力电子器件领域具有重要的作用。目前传统的采用肖特基金属接触的Ⅲ族氮化物二极管还面临许多问题，如开启电压大、击穿电压低和反向漏电大等。

Jae-Gil Lee等采用刻蚀AlGaN势垒层的方式制备的AlGaN/GaN二极管器件，开启电压0.37V，远小于常规肖特基结构的二极管开启电压，但是反向漏电流较大(IEEEElectron Device Letters,vol.34,no.2,Feb2013)。

Silvia Lenci等采用结终端技术，制备的肖特基二极管器件，反向电流得到了有效的降低，但是正向导通电流密度依然很低(IEEEElectron Device Letters,vol.34,no.8,Aug2013)。

周琦等提出了一种采用欧姆接触作为阳极和阴极，采用AlGaN/GaN异质结的二维电子气作为导电沟道，将靠近阳极AlGaN势垒层刻蚀一定深度，制备金属-绝缘层-半导体接触，该金属与阳极相连，从而实现正向电压开启和反向电压关断功能(CN 103872145A)。该器件可以实现较低的阈值电压和导通电流密度。但是由于刻蚀AlGaN势垒层技术难度较大，刻蚀损伤较高，该器件的制备和工艺稳定性存在一定的难度。

因而，业界亟待发展出一种易于实施，重复性好，且能有效保证器件性能的GaN二极管器件。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种p型阳极的Ⅲ族氮化物二极管器件及制法，以克服现有技术的不足。

为实现前述发明目的，本发明采用的技术方案包括：

本发明实施例提供了一种p型阳极的Ⅲ族氮化物二极管器件，包括：

第一异质结，包括第一半导体和形成于第一半导体上的第二半导体，所述第二半导体具有宽于第一半导体的带隙，且所述第一异质结构中形成有二维电子气；

第二异质结，包括所述第二半导体和形成于所述第二半导体表面局部区域的第三半导体，所述第三半导体能够将所述第一异质结中的二维电子气耗尽；以及

阳极和阴极，其中所述阳极包括相互电连接的第一阳极和第二阳极，所述第一阳极及阴极与所述第一异质结中的二维电子气电连接，所述第二阳极与第三半导体形成欧姆接触或肖特基接触。

在一些实施方案中，所述第一半导体、第二半导体的材质可选自Ⅲ族氮化物。

进一步地，所述第三半导体的材质为p型半导体。

进一步地，所述第一阳极和阴极与第二半导体形成欧姆接触。