1.本发明涉及一种p-nio或p-linio/n-gan异质结共振隧穿二极管及其制备方法，属于半导体器件技术领域。

　　2.共振隧穿二极管在太赫兹领域、逻辑电路和存储电路中具有很大的应用潜力，以gan为代表的iii-v族半导体材料由于其禁带宽度大、载流子迁移率高和导热性能好等优点，是制备高频大功率共振隧穿二极管的优选材料。gan基p-n结共振隧穿二极管主要由重掺杂的p++gan/n++gan结组成，当其耗尽区宽度足够窄，在一定偏压下电子能够在p-n结界面实现n-gan导带和p-gan价带之间隧穿。但gan为宽带隙半导体材料，采用gan同质p-n结制备共振隧穿二极管，就需要通过重掺杂在界面处产生大的能带弯曲，使界面处p-gan价带与n-gan导带尽量接近，保证在较小偏压下能够实现载流子的隧穿。这种掺杂浓度往往需要达到10

　　量级，但是gan的p型掺杂一直面临着mg受主掺杂剂激活能偏高，掺杂效率低的问题，严重影响了gan同质p-n结隧穿二极管的制备。

　　3.本发明的目的在于提供一种具有ⅱ型能带排列的p-nio或p-linio/n-gan异质结共振隧穿二极管，可降低对重掺杂浓度的要求。

　　5.一种p-nio或p-linio/n-gan异质结共振隧穿二极管，其结构包括：

　　11.一生长于n++gan层上的p++nio层或者p++linio层；

　　12.一生长于p++nio层上的p+nio层；或者生长于p++li nio层上的p+linio层；

　　18.优选的，所述p++nio层或p++linio层厚度为10-30nm，空穴浓度为2

　　19.优选的，所述p+nio层或p+linio层厚度为100-200nm，空穴浓度为5

　　20.本发明还公开了另一种p-nio或p-linio/n-gan异质结共振隧穿二极管的结构，其中所述二极管的gan层为gan自支撑衬底层，所述n型电极为背电极。

　　21.本发明还公开了上述的p-nio或p-linio/n-gan异质结共振隧穿二极管的制备方法，其步骤包括：

　　22.(1)在衬底表面依次生长gan层、n-gan层、n+gan层、n++gan层；

　　23.(2)使用icp刻蚀的方法进行台面隔离，刻蚀至n-gan层，制备欧姆接触的n型电极；

　　24.(3)在n++gan层表面生长p++nio层或者p++linio层；

　　25.(4)在p++nio层表面生长p+nio层，或者在p++linio层表面生长p+li nio层；

　　26.(5)在p+nio层或p+li nio层表面制备欧姆接触的p型电极。

　　27.本发明利用ⅱ型能带错开排列的特点，相比gan同质p-n结，p-nio或p-linio的价带更靠近n-gan的导带，有利于载流子的隧穿，可降低对重掺杂浓度的要求，且p-nio或p-linio比p-gan更容易实现更高的空穴浓度。

　　28.本发明器件结构中n++gan与p++nio的重掺杂使得pn异质结界面处的能带产生弯曲，使得零偏下p-nio(p++nio层)的价带高于n-gan的导带，从而通过调节偏压实现载流子的共振隧穿。

　　33.图5是实施例1制得的器件经测试得到电流-电压曲线步骤a得到的器件结构示意图。

　　39.以下是结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

　　42.a、使用mocvd或者mbe的方法在蓝宝石或者si衬底上生长2-4μm的高阻gan；si掺杂浓度为1

　　的n-gan层，其厚度为1-3μm；100-200nm的n+gan，掺杂浓度为5

　　43.b、使用icp刻蚀的方法进行台面隔离，刻蚀至n-gan层，过刻100-300nm；使用电子束蒸发制备n-gan欧姆接触；图2为步骤b中得到的结构示意图。

　　44.c、使用磁控溅射或脉冲激光沉积的方法再生长p-nio，由下至上分别是厚度为10-30nm的p++nio，空穴浓度为2

　　45.d、使用电子束蒸发制备p型欧姆接触；图4为步骤d中得到的器件结构图。测试器件的电流-电压曲线所示，在正栅压下器件表现出明显的负微分电阻现象，且重复扫描后该现象不会消失。

　　46.上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

　　的n-gan层，其厚度为1-3μm；100-200nm的n+gan，掺杂浓度为5

　　60.b、使用电子束蒸发制备n-gan欧姆接触背电极；(图7为步骤b中得到的结构示意图)

　　61.c、使用icp刻蚀的方法进行台面隔离，刻蚀至n-gan层，过刻100-300nm；图8为步骤c中得到的器件结构)

　　62.d、使用磁控溅射或脉冲激光沉积的方法再生长p-nio，由下至上分别是厚度为10-30nm的p++nio，空穴浓度为2

　　63.e、使用电子束蒸发制备p型欧姆接触；(图10为步骤e中得到的器件结构图)。

　　66.a、使用mocvd或者mbe的方法在蓝宝石或者si衬底上生长2-4μm的高阻gan；si掺杂浓度为1

　　的n-gan层，其厚度为1-3μm；100-200nm的n+gan，掺杂浓度为5

　　67.b、使用icp刻蚀的方法进行台面隔离，刻蚀至n-gan层，过刻100-300nm；使用电子束蒸发制备n-gan欧姆接触；图2为步骤b中得到的结构示意图。

　　68.c、使用磁控溅射或脉冲激光沉积的方法再生长p-linio，由下至上分别是厚度为10-30nm的p++linio，空穴浓度为2

　　69.d、使用电子束蒸发制备p型欧姆接触；图4为步骤d中得到的器件结构图。测试器件的电流-电压曲线所示，在正栅压下器件表现出明显的负微分电阻现象，且重复扫描后该现象不会消失。

　　71.一种p-linio/n-gan异质结共振隧穿二极管，其结构包括：

　　技术研发人员：郭慧 王冠 邵鹏飞 巩贺贺 叶建东 王科 刘斌 陈敦军 张荣 郑有炓

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