[发明专利]基于自组装Ni纳米岛的JBS功率二极管及其制备方法

权利要求书

1.基于自组装Ni纳米岛的JBS功率二极管，包括自下而上依次设置的阴极、N+衬底、JBS结构和阳极，其特征在于，所述JBS结构包括N-漂移层、PN异质结和Ni纳米岛，其中，N-漂移层上设有沟槽结构，位于沟槽内侧面和底部的P型金属氧化物与所述N-漂移层构成PN异质结；Ni纳米岛位于沟槽的顶部，与N-漂移层形成肖特基接触；所述PN异质结与肖特基接触相并联。

2.根据权利要求1所述的基于自组装Ni纳米岛的JBS功率二极管，其特征在于，所述N+衬底和N-漂移层均采用β-Ga₂O₃晶体。

3.根据权利要求1所述的基于自组装Ni纳米岛的JBS功率二极管，其特征在于，所述Ni纳米岛直径为100-500nm，其间距在百纳米级。

4.根据权利要求1所述的基于自组装Ni纳米岛的JBS功率二极管，其特征在于，所述P型金属氧化物的厚度为100-300nm，N-漂移层上的沟槽结构的深度为100-300nm。

5.如权利要求1所述基于自组装Ni纳米岛的JBS功率二极管的制备方法，其特征在于，该方法的步骤为：在衬底表面蒸镀一层Ni薄膜，再进行快速热退火，利用Ni薄膜在快速热退火下形成的自组装Ni纳米岛作为金属掩膜，对N-漂移层进行刻蚀形成沟槽结构，然后在沟槽结构中生长P型金属氧化物，位于沟槽内侧面和底部的金属氧化物与所述N-漂移层形成侧向PN异质结，且该侧向PN异质结与沟槽顶部的Ni纳米岛形成的肖特基接触相并联，从而形成JBS结构。

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，该方法的具体步骤为：

(1)利用电子束蒸发技术在衬底表面蒸镀一层Ni薄膜；

(2)对步骤(1)蒸镀好的样品进行快速热退火，使Ni薄膜形成自组装的Ni纳米岛；

(3)以所述Ni纳米岛为掩膜，用ICP工艺对N-漂移层进行刻蚀形成沟槽结构；

(4)利用电子束蒸发在衬底背面蒸镀Ti与Au；

(5)对步骤(4)蒸镀好的样品进行快速热退火，使样品形成背面钛金欧姆接触；

(6)用硬掩膜覆盖样品表面，利用磁控溅射在沟槽结构上生长百纳米级的P型金属氧化物；

(7)利用电子束蒸发在样品表面蒸镀Ni与Au，制备正面镍金电极。

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，Ni薄膜的厚度为5-15nm。

8.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中，快速热退火的时间为1-5min，退火温度为850℃。