[发明专利]一种基于金属檐结构的GaN基完全垂直肖特基变容管及其制备方法

权利要求书

1.一种基于金属檐结构的GaN基完全垂直肖特基变容管的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：

1)选择Si衬底的轻掺杂/重掺杂GaN外延片，外延片结构自下向上依次为Si衬底、过渡层、n⁺-GaN层、n^--GaN层；

2)欧姆金属蒸发：在n⁺-GaN层上采用电子束蒸发Ti/Al/Ni/Au作为欧姆金属层，随后在N₂环境下快速热退火处理；

3)键合金属Au蒸发：欧姆金属层上再蒸发一层Au作为键合层；

4)台面腐蚀：将过渡层、n^--GaN层、n⁺-GaN层、欧姆金属层的周边用Ar离子干法刻蚀至Si衬底；

5)衬底片：选择Si衬底片，该衬底片表面覆盖Au键合层和衬底保护层，其中，Au键合层在衬底保护层之上；

6)键合：将步骤4)和步骤5)的Au键合层键合到一起；

7)刻蚀：采用等离子体深刻蚀移除步骤1)所述的Si衬底；并刻蚀过渡层至n^--GaN层；

8)肖特基接触金属蒸发：在n^--GaN层层上采用电子束蒸发肖特基接触金属层；

9)肖特基金属檐结构制作：以肖特基接触金属层作掩模层，采用干法刻蚀去除肖特基接触金属层以外的n^--GaN层；

10)淀积介质层：在裸露的n⁺-GaN层以及n^--GaN层和肖特基接触金属层上采用等离子体增强化学的气相沉积法生长SiO₂层；

11)肖特基介质孔刻蚀：采用ICP干法刻蚀去除肖特基接触金属层上覆盖的SiO₂，以露出肖特基接触金属层处的金属；

12)表面涂一层高分子聚合物膜用以支撑经步骤1)-11)生长的结构以及为下一步中的电镀金属pad做支撑；

13)电镀金属：在肖特基接触金属层上电镀Ti/Au金属作为阳极pad，在键合层上电镀Ti/Au金属作为阴极pad；

所述变容管的结构包括：

硅衬底层，硅衬底层上由下往上依次为衬底保护层、键合层、欧姆金属层、n⁺-GaN层、n^--GaN层、肖特基接触金属层；肖特基接触金属层上为阳极pad，在键合层上还设置与键合层接触的阴极pad。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤6)的键合条件为：270-330℃下键合15-25min。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤12)所涂的高分子聚合物膜采用的高分子聚合物为聚酰亚胺。

4.根根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述n⁺-GaN层为掺杂浓度大于5E18/cm³，厚度为3um～5um的重掺杂层，所述n^--GaN层是掺杂浓度为3E16～2E17/cm³，厚度为300～500nm的轻掺杂层。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述键合层采用厚度为的Au制作。