基于SiC衬底的太赫兹GaN耿氏二极管及其制作方法

摘要

本发明公开了一种基于SiC衬底的太赫兹GaN耿氏二极管及其制作方法，主要解决了现有耿氏器件结构输出功率低、散热不佳等问题。该二极管从下到上分别为SiC衬底、AlN成核层、n+GaN欧姆接触层、电子发射层、n-GaN有源层和n+GaN欧姆接触层，其特征在于：电子发射层采用In组份为14％～22％的InAlN材料，厚度为80～200nm；SiC衬底上刻蚀有通孔(1)，衬底的底部淀积有金属Ti/Al/Ni/Au，该金属通过通孔与环形电极(5)相连，形成纵向器件结构。本发明能够消除压电极化效应并显著地降低界面位错以及“死区”长度，具有输出功率和工作频率高的优点，适用于太赫兹频段工作。

权利要求

1.一种基于n型或半绝缘型SiC衬底的太赫兹GaN耿氏二极管的制作方法，按如下过程进行：（1）在n型或绝缘型SiC基片上采用金属有机物化学气相淀积MOCVD方法，先外延生

18 -3

长厚度为30～50nm的AlN成核层，再外延生长掺杂浓度为1～2×10 cm 、厚度为0.5～+

1.5μm的nGaN阴极欧姆接触层；

（2）在阴极欧姆接触层上利用脉冲金属有机物化学气相淀积PMOCVD方法，生长厚度为

80～200nm，In组份为14%～22%的电子发射层InAlN；

（3）在InAlN电子发射层上利用MOCVD方法，依次外延生长掺杂浓度为0.5～

17 -3 - 18 -3

2×10 cm 、厚度为0.5～2μm的nGaN有源层和掺杂浓度为1～2×10 cm 、厚度为100～+

400nm的nGaN阳极欧姆接触层；

（4）在GaN外延层上采用刻蚀技术形成直径为d大的大圆形台面，刻蚀深度至SiC衬底上表面，30μm

（5）在所述大圆形GaN台面上继续采用刻蚀技术，形成耿氏直径为d小的小圆形有源台+面，刻蚀深度至nGaN阴极欧姆接触层，10μm

+

（6）在小圆形有源台面上和刻蚀露出的nGaN阴极欧姆接触层上淀积Ti/Al/Ni/Au多层金属，经金属剥离，在小圆形台面上形成圆形电极（4），即耿氏二极管的阳极，在阴极欧姆接触层面上形成环形连接电极；

+

（7）在1000℃的温度下，通入Ar2，进行时间为50秒钟的快速热退火，使nGaN阴极欧+姆接触层与环形连接电极金属之间形成欧姆接触、nGaN阳极欧姆接触层与小圆形电极金属之间形成欧姆接触；

（8）在步骤（4）中露出的环形SiC衬底背面刻蚀形成n个通孔，n>=1，刻蚀深度至环形连接电极；

（9）在刻蚀形成的SiC通孔以及SiC衬底背面淀积Ti/Al/Ni/Au多层金属，形成衬底电极10，衬底电极与环形连接电极一起构成耿氏二极管阴极；

（10）采用PECVD在器件正面淀积厚度为200～400nm的SiN钝化层，并在小圆形台面开孔9，露出耿氏二极管阳极。

说明书

基于SiC衬底的太赫兹GaN耿氏二极管及其制作方法

技术领域

[0001] 本发明属于微电子领域，涉及宽带隙半导体GaN材料的耿氏二极管结构，可用于高频、大功率等领域。

背景技术

[0002] 以GaN、SiC为代表的宽带隙半导体材料，是继以半导体Si为代表的第一代半导体材料和以GaAs为代表的第二代半导体材料之后，在近十年迅速发展起来的新型半导体材料。GaN基半导体材料具有宽带隙、直接带隙、高电子漂移速度、高热导率、耐高电压、耐高温、抗腐蚀、抗辐射、高异质结二维电子气浓度等优良特性，因此在毫米波大功率电子器件领域受到了人们广泛的关注。

[0003] 太赫兹(THz)技术作为一门新兴的科学技术，由于其具有很多独特的特性以及优势，吸引了许多科研工作者去研究。太赫兹的频率范围为100GHz～10THz，因此要想获得太赫兹的频率，必须提高器件的工作频率。GaN基材料由于本身所具有的特性而成为首要的选择。GaN同传统的化合物半导体GaAs相比具有更高的工作频率和输出功率，且GaN的负阻振荡器基频频率可达750GHz，远远大于GaAs的140GHz，而更为重要的是，在THz工作频率，GaN基器件的输出功率比GaAs高一到两个数量级，可以达到几百毫瓦甚至几瓦的功率。

[0004] 已经提出的耿氏器件结构有：n+/n/n+的“三明治”结构、凹槽掺杂结构和采用+ +AlGaN层作为电子发射层的结构。但是这几种结构都存在着一些不足。对于n/n/n 结构的耿氏器件，电子经过电场的加速获得能量，从而跃迁至卫星能谷，产生负阻效应。但是电子必须经过较长一段距离才能获得足够的能量，造成的结果就是器件的工作频率不是太高。
为了解决这个问题，后来提出了凹槽掺杂的结构，这种结构对于器件的性能有一定程度的提升，但是并不是特别显著。近年来提出的耿氏器件结构是采用AlGaN变组分作为电子发射层的结构。这种结构虽然对器件性能有显著的提升，但是也存在一些问题。因为AlGaN与GaN之间存在着晶格常数的差异，所以在界面处会导致压电极化效应的产生，而且异质结界面处的位错密度较高。压电极化效应和位错都会影响器件的性能。

发明内容

[0005] 本发明的目的在于改善GaN基耿氏器件结构，采用InAlN层作为耿氏器件的电子发射层，以消除因为晶格常数差异而产生的压电极化效应，能够显著地降低界面的位错密度、减小“死区”长度，从而改善GaN耿氏二极管的器件性能。

[0006] 本发明的技术方案是这样实现的：

[0007] 1.技术原理

[0008] 由于III-V族氮化物在高频高功率方面的优异表现，使得近年来在该方面的研究取得了很大的进展。而近来对于三元氮化物InAlN的研究也取得了更深入的进展。在室温下InAlN的近代宽带可以从0.6eV变化到6.2eV，并且当In组份在14％～22％之间变化时，与GaN的晶格失配率保持在0.5％以内【参考文献：J.F.Carlin，M.Llegems，Appl.Phys.Lett.，Vol.83，No.4，28July 2003】。特别地当In组份为17％～18％时，InAlN的晶格常数与GaN的晶格常数相当。因此在GaN上外延生长InAlN可以得到位错密度很低的异质结界面，从而可以得到没有压电极化效应的InAlN/GaN异质结界面。本发明也正是利用了这一特点，在耿氏器件有源层内插入In组份为14％～22％的InAlN层作为电子发射层。而且InAlN的禁带宽度大于GaN的禁带宽度，与GaN构成异质结时，会在GaN侧形成三角形势阱，电子会被限制在势阱内，形成二维电子气(2DEG)。当器件两端施加电压以后，在器件的纵向形成电场。随着电场强度的增大，电子能够获得足够的能量以挣脱势阱的束缚，注入到有源区。因为注入到有源区的电子具有高能量，所以电子很容易发生谷间跃迁，从低能谷跃迁至高能谷，最终进入负阻区，形成耿氏振荡。基于该原理得到的耿氏器件结构能够显著地降低“死区”长度，缩短耿氏器件有源区的长度，从而改善器件的工作频率和转换效率。

[0009] 2.本发明的器件结构

[0010] 本发明的器件从下到上分别为SiC衬底、AlN成核层、n+GaN欧姆接触层、电子发射+层、n-GaN有源层和nGaN欧姆接触层，其特征在于：电子发射层采用In组份为14％～22％的InAlN材料，厚度为80～200nm；SiC衬底上刻蚀有通孔，衬底的底部淀积有金属Ti/Al/Ni/Au，该金属通过通孔与上电极相连，形成纵向器件结构。

[0011] 所述AlN成核层厚度为30～50nm。

[0012] 所述的n+GaN阴极欧姆接触层的厚度为0.5～1.5μm，掺杂浓度为1～18 -3
2×10 cm 。

[0013] 所述的n-GaN有源层厚度为0.5～2μm，掺杂浓度为0.5～2×1017cm-3。

[0014] 所述的n+GaN阳极欧姆接触层的厚度为100～400nm，掺杂浓度为1～2×1018cm-3。

[0015] 3.本发明的器件制作方法，包括如下步骤：

[0016] (1)在n型或绝缘型SiC基片上采用金属有机物化学气相淀积MOCVD方法，先外18 -3
延生长厚度为30～50nm的AlN成核层，再外延生长掺杂浓度为1～2×10 cm 、厚度为+
0.5～1.5μm的nGaN阴极欧姆接触层；

[0017] (2)在阴极欧姆接触层上利用脉冲金属有机物化学气相淀积PMOCVD方法，生长厚度为80～200nm，In组份为14％～22％的电子发射层InAlN；

[0018] (3)在InAlN电子发射层上利用MOCVD方法，依次外延生长掺杂浓度为0.5～17 -3 - 18 -3
2×10 cm 、厚度为0.5～2μm的nGaN有源层和掺杂浓度为1～2×10 cm 、厚度为100～+
400nm的nGaN阳极欧姆接触层；

[0019] (4)在GaN外延层上采用刻蚀技术形成直径为d大的大圆形台面，刻蚀深度至SiC衬底上表面，30μm＜d大＜60μm；

[0020] (5)在所述大圆形GaN台面上继续采用刻蚀技术，形成耿氏直径为d小的小圆形有+源台面，刻蚀深度至nGaN阴极欧姆接触层，10μm＜d小＜20μm；

[0021] (6)在小圆形有源台面上和刻蚀露出的n+GaN阴极欧姆接触层上淀积Ti/Al/Ni/Au多层金属，经金属剥离，在小圆形台面上形成圆形电极，即耿氏二极管的阳极，在阴极欧姆接触层面上形成环形连接电极；

[0022] (7)在1000℃的温度下，通入Ar2，进行时间为50秒钟的快速热退火，使n+GaN与小圆形电极金属和环形连接电极金属之间形成欧姆接触；

[0023] (8)在步骤(4)中露出的环形SiC衬底背面刻蚀形成n个通孔，n＞＝1，刻蚀深度至环形连接电极；

[0024] (9)在刻蚀形成的SiC通孔以及SiC衬底背面淀积Ti/Al/Ni/Au多层金属，形成衬底电极10，衬底电极与环形连接电极一起构成耿氏二极管阴极；

[0025] (10)采用PECVD在器件正面淀积厚度为200～400nm的SiN钝化层，并在小圆形台面开孔9，露出耿氏二极管阳极。

[0026] 本发明具有如下优点

[0027] A.本发明的GaN太赫兹耿氏二极管由于采用了In组份为14％～22％的InAlN作为电子发射层，所以得到了低位错密度的InAlN/GaN异质结界面，消除了因为晶格常数差异而引起的压电极化效应，并且能够缩短“死区”长度，从而显著地提高器件性能，使本发明的耿氏二极管在太赫兹频段可以输出更高的功率和频率。

[0028] B.本发明的GaN太赫兹耿氏二极管采用了半绝缘或n型SiC衬底，通过在SiC衬底刻蚀通孔的方法，使得在SiC衬底背面的金属能够与上电极相连，以整个大面积的衬底作为耿氏二极管的阴极，因此显著地降低了器件寄生串联电阻，并且采用SiC材料作为衬底，大幅提高了衬底散热能力，有利于高频耿氏振荡的维持，提高GaN耿氏二极管的高频高功率特性。

[0029] C.本发明的GaN耿氏二极管具有纵向的电极结构，完全兼容传统耿氏二极管的封装工艺，非常有利于高频谐振腔内的安装和制作太赫兹振荡组件。

附图说明

[0030] 图1是本发明GaN基耿氏二极管的剖面结构图；

[0031] 图2是图1的俯视图；

[0032] 图3是本发明制作GaN基耿氏二极管的工艺流程图。

具体实施方式

[0033] 参照图1和图2，本发明的太赫兹GaN耿氏二极管器件结构从下到上分别为半绝+ -缘或n型SiC衬底层、AlN成核层、nGaN阴极欧姆接触层、InAlN电子发射层、nGaN渡越层+
和nGaN阳极欧姆接触层。SiC衬底不仅作为生长GaN耿氏器件结构层的物理支撑层，同时也起到散热的作用，在SiC衬底上设有通孔1，通孔的个数为n，n＞＝1；AlN成核层的厚度为30～50nm，起到SiC与GaN之间晶格匹配过渡、调节SiC与GaN之间应力和降低GaN外+ 18 -3
延层位错密度的作用；nGaN阴极欧姆接触层的掺杂浓度为1～2×10 cm ，厚度为0.5～-
1.5μm，在该层上设有大圆形台面7，台面的直径为d大，30μm＜d大＜60μm；nGaN渡越层
17 -3
的掺杂浓度为0.5～2×10 cm ，厚度为100～400nm，该掺杂浓度和厚度决定了耿氏畴的+ 18 -3
形成和耿氏振荡频率的高低；nGaN阳极欧姆接触层的掺杂浓度为1～2×10 cm ，厚度为
100～400nm，在该层上设有小圆形台面6，台面的直径为d小，10μm＜d小＜20μm。

[0034] 所述阳极欧姆接触层n+GaN的上面是由Ti/Al/Ni/Au多层金属构成的小圆形电极+4，即二极管的阳极；在阴极欧姆接触层nGaN台面上是由Ti/Al/Ni/Au多层金属构成的环形连接电极5；通孔以及衬底背面也是由Ti/Al/Ni/Au多层金属组成，环形连接电极通过通孔与背面衬底电极相连，共同构成二极管的阴极。二极管的阳极为圆形，环形连接电极为外侧的环形，如图2所示，通孔以及SiC背面电极在图中没有画出。

[0035] 参照图3，本发明的太赫兹GaN耿氏二极管的制作方法，给出如下三种实施例：

[0036] 实施例1：

[0037] 本发明制作太赫兹GaN耿氏二极管的步骤如下：

[0038] 步骤一，选用直径为2英寸4H-SiC半绝缘型SiC衬底基片，背面减薄至150μm衬底厚度。

[0039] 步骤二，在MOCVD上采用三甲基铝与高纯氮气作为铝源与氮源，在SiC基片上首先生长一层厚度为30nm的低温AlN成核层，其生长条件为：温度为600℃，压力为40托。

[0040] 步骤三，继续采用MOCVD工艺，以三乙基镓和高纯氮气分别作为镓源和氮源，硅18 -3
烷气体作为n型掺杂源，在AlN成核层上外延生长一层掺杂浓度为1.0×10 cm 、厚度为+
0.5μm的nGaN阴极欧姆接触层，生长条件为：温度为1000℃、压力为40托。

[0041] 步骤四，在n+GaN阴极欧姆接触层上采用PMOCVD工艺外延生长一层厚度为80nm、In组份为17％的InAlN电子发射层，其生长条件是：温度为650℃，压力为200托，载气为氮气，三甲基铝、三乙基镓、三甲基铟和氨气分别为Al源、Ga源、In源和N源，其中氨气采用脉冲方式通入，以使III族原子在与N原子结合前有充分的时间在表面移动，三甲基铝和三甲基铟分别在不同的时间通入，以避免Al原子和In原子对N原子的竞争，提高材料的结晶质量。

[0042] 步骤五，在InAlN电子发射层上继续采用MOCVD工艺外延生长一层掺杂浓度为17 -3 -
0.5×10 cm 、厚度0.5μm的nGaN渡越层，采用三乙基镓和高纯氮气分别作为镓源和氮源，硅烷气体作为n型掺杂源，其生长条件是：温度为1000℃，压力为40托；改变硅烷气体
18 -3 +
流量，继续生长掺杂浓度为1.0×10 cm 、厚度为100nm的nGaN阳极欧姆接触层。

[0043] 步骤六，在上述的GaN多层外延层上光刻形成直径为30μm的大圆形掩膜图形；再采用反应离子RIE刻蚀方法，使用BCl3/Cl2刻蚀气体源，刻蚀GaN多层外延层，刻蚀深度达到SiC界面层，形成大圆形的隔离台面。

[0044] 步骤七，在形成的大圆形隔离台面上光刻形成直径为10μm的同轴小圆形台面掩膜图形，继续采用反应离子刻蚀，使用BCl3/Cl2刻蚀气体源，刻蚀深度进入到下欧姆接触+nGaN层中200nm，形成二极管阴极有源区台面7。

[0045] 步骤八，在整个器件表面采用真空电子束蒸发设备依次蒸发Ti/Al/Ni/Au多层金属，厚度分别为30nm/120nm/50nm/160nm，经过金属剥离形成小圆形的二极管阳极4和环形连接电极5。

[0046] 步骤九，对整个器件进行快速热退火处理，退火条件为950℃，50秒钟，氩气气氛，形成GaN欧姆接触。

[0047] 步骤十，在步骤六中刻蚀露出的SiC衬底背面通过光刻形成4个通孔掩模图形，通孔的直径为10μm，采用反应离子RIE刻蚀方法，使用BCl3/Cl2刻蚀气体源，在SiC衬底刻蚀4个通孔，刻蚀深度至环形电极；然后采用电子束蒸发设备在SiC衬底背面依次淀积厚度分别为30nm/120nm/50nm/200nm的多层金属Ti/Al/Ni/Au，形成衬底背面电极10，衬底背面电极通过通孔与环形连接电极相连，构成耿氏二极管的阴极。

[0048] 步骤十一，采用PECVD工艺在器件正面淀积厚度为200nm的SiN钝化层，钝化后在小圆形台面上方采用RIE刻蚀方法，利用CF4气体刻蚀形成开孔9，露出二极管阳极，完成器件的制作。

[0049] 经上述工艺步骤，最终形成的耿氏二极管管芯剖面参照图1所示。

[0050] 实施例2：

[0051] 本发明制作太赫兹GaN耿氏二极管的步骤如下：

[0052] 步骤1，选用直径为3英寸6H-SiC导通型n型SiC衬底基片，掺杂浓度为18 -3
2.0×10 cm ，背面减薄至200μm衬底厚度。

[0053] 步骤2，以三甲基铝与高纯氮气作为铝源和氮源，采用温度为600℃，压力为40托的MOCVD工艺，在SiC基片上生长一层厚度为50nm的低温AlN成核层。

[0054] 步骤3，继续采用MOCVD工艺，在温度为1000℃、压力为40托的工艺条件下，以三乙基镓和高纯氮气分别作为镓源和氮源，硅烷气体作为n型掺杂源，在AlN成核层上外延生18 -3 +
长一层掺杂浓度为2.0×10 cm 、厚度为1.5μm的nGaN阴极欧姆接触层。

[0055] 步骤4，InAlN电子发射层的外延生长：

[0056] 4.1)采用PMOCVD工艺在n+GaN阴极欧姆接触层上外延生长一层厚度为200nm、In组份为18％的InAlN电子发射层，其生长条件是：温度为650℃，压力为200托，载气为氮气，三甲基铝、三乙基镓、三甲基铟和氨气分别为Al源、Ga源、In源和N源：

[0057] 4.2)在生长过程中采用脉冲方式通入氨气，以使III族原子在与N原子结合前有充分的时间在表面移动，使三甲基铝和三甲基铟分别在不同的时间通入，以避免Al原子和In原子对N原子的竞争，提高材料的结晶质量。

[0058] 步骤5，外延生长n-GaN渡越层与n+GaN阳极欧姆接触层：

[0059] 5.1)在温度为1000℃，压力为40托的工艺条件下，以三乙基镓和高纯氮气分别作为镓源和氮源，硅烷气体作为n型掺杂源，采用MOCVD工艺在InAlN电子发射层上外延生长17 -3 -
一层掺杂浓度为2.0×10 cm 、厚度为2.0μm的nGaN渡越层；

[0060] 5.2)在上述工艺条件下，改变硅烷气体流量，继续生长掺杂浓度为2.0×1018cm-3、+厚度为400nm的nGaN阳极欧姆接触层。

[0061] 步骤6，刻蚀大圆形的隔离台面：

[0062] 6.1)在上述的GaN多层外延层上光刻形成直径为60μm的大圆形掩膜图形；

[0063] 6.2)在形成的大圆形掩膜图形上采用反应离子RIE刻蚀方法，使用BCl3/Cl2刻蚀气体源，刻蚀GaN多层外延层，刻蚀深度达到SiC界面层，形成大圆形的隔离台面。

[0064] 步骤7，刻蚀二极管阴极有源区台面：

[0065] 7.1)在大圆形隔离台面上光刻形成直径为200μm的同轴小圆形台面掩膜图形；

[0066] 7.2)在同轴小圆形台面掩膜图形上继续采用反应离子刻蚀，使用BCl3/Cl2刻蚀气+体源，刻蚀深度进入到下欧姆接触nGaN层中500nm，形成二极管阴极有源区台面7。

[0067] 步骤8，在整个器件表面采用真空电子束蒸发设备依次蒸发厚度分别为30nm/120nm/50nm/160nm的Ti/Al/Ni/Au多层金属，经过金属剥离形成小圆形的二极管阳极4和环形连接电极5。

[0068] 步骤9，对整个器件进行快速热退火处理，退火条件为950℃，50秒钟，氩气气氛，形成GaN欧姆接触。

[0069] 步骤10，在SiC衬底上刻蚀通孔并淀积金属：

[0070] 10.1)在步骤6中刻蚀露出的SiC衬底背面通过光刻形成6个直径为10μm的通孔掩模图形，并采用反应离子RIE刻蚀方法，使用BCl3/Cl2刻蚀气体源，在形成的通孔掩膜图形上刻蚀6个通孔，刻蚀深度至环形电极；

[0071] 10.2)采用电子束蒸发设备在SiC衬底背面依次淀积厚度分别为30nm/120nm/50nm/200nm的多层金属Ti/Al/Ni/Au，形成衬底背面电极10；

[0072] 10.3)将衬底背面电极通过通孔1与环形连接电极5相连，构成耿氏二极管的阴极。

[0073] 步骤11，采用PECVD工艺在器件正面淀积厚度为400nm的SiN钝化层，钝化后在小圆形台面上方采用RIE刻蚀方法，利用CF4气体刻蚀形成开孔9，露出二极管阳极，完成器件的制作。

[0074] 经上述工艺步骤，最终形成的耿氏二极管管芯剖面参照图1所示。

[0075] 实施例3：

[0076] 本发明制作太赫兹GaN耿氏二极管的步骤如下：

[0077] 步骤A，选用直径为3英寸4H-SiC半绝缘型SiC衬底基片，背面减薄至150μm衬底厚度。

[0078] 步骤B，制作n+GaN阴极欧姆接触层：

[0079] B1)首先以三甲基铝和高纯氮气分别作为铝源和氮源，采用MOCVD工艺在SiC基片上生长一层厚度为40nm的低温AlN成核层，其生长条件为：温度为600℃，压力为40托；

[0080] B2)在温度为1000℃、压力为40托的工艺条件下，继续采用MOCVD工艺，以三乙基镓和高纯氮气分别作为镓源和氮源，硅烷气体作为n型掺杂源，在AlN成核层上外延生长一18 -3 +
层掺杂浓度为1.5×10 cm 、厚度为1.0μm的nGaN阴极欧姆接触层。

[0081] 步骤C，在n+GaN阴极欧姆接触层上采用PMOCVD工艺外延生长一层厚度为150nm、In组份为18％的InAlN电子发射层，其生长条件是：

[0082] 温度为650℃，压力为200托，载气为氮气；

[0083] 三甲基铝为Al源、三乙基镓为Ga源、三甲基铟为In源、氨气为N源；

[0084] 氨气采用脉冲方式通入，以使III族原子在与N原子结合前有充分的时间在表面移动；

[0085] 三甲基铝和三甲基铟分别在不同的时间通入，以避免Al原子和In原子对N原子的竞争，提高材料的结晶质量。

[0086] 步骤D，外延生长n-GaN渡越层与n+GaN阴极欧姆接触层：

[0087] D1)采用三乙基镓和高纯氮气分别作为镓源和氮源，硅烷气体作为n型掺杂源，17 -3
在InAlN电子发射层上继续采用MOCVD工艺外延生长一层掺杂浓度为1.0×10 cm 、厚度-
1.0μm的nGaN渡越层，其生长条件是：温度为1000℃，压力为40托；

[0088] D2)在上述工艺条件下，改变硅烷气体流量，继续生长掺杂浓度为1.5×1018cm-3、+厚度为200nm的nGaN阳极欧姆接触层。

[0089] 步骤E，在上述的GaN多层外延层上光刻形成直径为40μm的大圆形掩膜图形；再采用反应离子RIE刻蚀方法，使用BCl3/Cl2刻蚀气体源，刻蚀GaN多层外延层，刻蚀深度达到SiC界面层，形成大圆形的隔离台面。

[0090] 步骤F，在形成的大圆形隔离台面上光刻形成直径为15μm的同轴小圆形台面掩膜图形，继续采用反应离子刻蚀，使用BCl3/Cl2刻蚀气体源，刻蚀深度进入到下欧姆接触+nGaN层中500nm，形成二极管阴极有源区台面7。

[0091] 步骤G，在整个器件表面采用真空电子束蒸发设备依次蒸发Ti/Al/Ni/Au多层金属，厚度分别为30nm/120nm/50nm/160nm，经过金属剥离形成小圆形的二极管阳极4和环形连接电极5。

[0092] 步骤H，对整个器件进行快速热退火处理，退火条件为950℃，50秒钟，氩气气氛，形成GaN欧姆接触。

[0093] 步骤I，通孔的形成以及淀积多层金属：

[0094] I1)在步骤E中刻蚀露出的SiC衬底背面先通过光刻形成4个直径为10μm的通孔掩模图形，再采用反应离子RIE刻蚀方法，使用BCl3/Cl2刻蚀气体源，然后在形成的掩膜图形上进行刻蚀，刻蚀深度至环形电极；

[0095] I2)采用 电子束 蒸发 设备在 SiC衬底背 面依 次淀积 厚度 分别为30nm/120nm/50nm/200nm的多层金属Ti/Al/Ni/Au，形成衬底背面电极10，将衬底背面电极通过通孔与环形连接电极相连，构成耿氏二极管的阴极。

[0096] 步骤J，采用PECVD工艺在器件正面淀积厚度为300nm的SiN钝化层，钝化后在小圆形台面上方采用RIE刻蚀方法，利用CF4气体刻蚀形成开孔9，露出二极管阳极，完成器件的制作。

[0097] 经上述工艺步骤，最终形成的耿氏二极管管芯剖面参照图1所示。