[发明专利]一种AlGaN/GaN基35GHz毫米波整流器及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种AlGaN/GaN基35GHz毫米波整流器及其制备方法与应用。所述结构自下而上依次为Al衬底、非掺杂Al_xGa_1‑xN层和非掺杂GaN层，还包括台面隔离凹槽和肖特基接触电极；所述台面隔离凹槽底部位于非掺杂Al_xGa_1‑xN层，一侧与非掺杂GaN层接触，另一侧与肖特基接触电极接触，所述台面隔离凹槽内表面沉积有一层SiN_y钝化层；所述肖特基接触电极底部位于非掺杂Al_xGa_1‑xN层，一侧与台面隔离凹槽接触，另一侧为整流器的侧面。本发明所得整流器既可在室温下生长，降低了能耗，靶材成本低，又能大规模生产。

技术领域

本发明属于整流器技术领域，具体涉及一种AlGaN/GaN基35GHz毫米波整流器及其制备方法与应用。

背景技术

35GHz毫米波整流器作为空间无线能量传输系统中必不可少的一部分，在卫星系统、航空航天飞行器、家用电器等军事、民用领域都有着广泛的应用。GaN作为第三代半导体，具备击穿电压高、禁带宽度大、导热率高、电子饱和速率高、载流子迁移率高等特点，所以在35GHz毫米波整流器的制备方面有着巨大潜力。在高频下，散热能力对于整流器的性能影响极大。Al的导热系数大，有237W/mK，且与AlGaN/GaN外延层的晶格失配比很小，因此是AlGaN/GaN35GHz毫米波整流器的理想衬底。目前利用PLD法在Al衬底上生长AlGaN大多采用脉冲激光烧蚀GaN靶材，Al衬底受热逸出Al等离子体，进而合成AlGaN；或者直接采用激光烧蚀AlGaN靶材。然而，前者无法在室温下生长，进而限制了AlGaN/GaN异质结的质量，并增大了能耗；而后者由于AlGaN靶材的成本很高，无法做到大规模生产。因此，探索合适的PLD生长方法对于获得高散热能力的AlGaN/GaN基35GHz毫米波整流器来说尤为重要。

发明内容

为解决现有技术的缺点和不足之处，本发明的首要目的在于提供一种AlGaN/GaN基35GHz毫米波整流器。

本发明的另一目的在于提供上述一种AlGaN/GaN基35GHz毫米波整流器的制备方法，该方法具有与现有生产手段匹配性高且易于实现的优点。

本发明的再一目的在于提供上述一种AlGaN/GaN基35GHz毫米波整流器的应用。

本发明目的通过以下技术方案实现：

一种AlGaN/GaN基35GHz毫米波整流器，其结构自下而上依次为Al衬底、非掺杂Al_xGa_1-xN层和非掺杂GaN层，还包括台面隔离凹槽和肖特基接触电极；所述台面隔离凹槽底部位于非掺杂Al_xGa_1-xN层，一侧与非掺杂GaN层接触，另一侧与肖特基接触电极接触，所述台面隔离凹槽内表面沉积有一层SiN_y钝化层；所述肖特基接触电极底部位于非掺杂Al_xGa_1-xN层，一侧与台面隔离凹槽接触，另一侧为整流器的侧面，其中x＝0.15～0.2，y＝1.37～1.53。

优选的，所述非掺杂Al_xGa_1-xN层的厚度为300～320nm，所述非掺杂GaN层的厚度为20～30nm。

优选的，所述台面隔离凹槽深度为245～255nm；所述肖特基接触电极的厚度为190～200nm。

优选的，所述台面隔离凹槽底部长为95～105μm，上部长为145～155μm；所述肖特基接触电极底部长为155～165μm，上部长为115～125μm；所述AlGaN/GaN基35GHz毫米波整流器的长为800μm。

优选的，所述台面隔离凹槽内表面的SiN_y钝化层的厚度为8～12nm。