Кристалл униполярно-биполярного силового высоковольтного гиперскоростного арсенид-галлиевого диода с гетеропереходами с фотонными и фотовольтаидными свойствами Российский патент 2023 года по МПК H01L29/861 

Область техники

Изобретение относится к области полупроводниковых приборов, в частности, к высоковольтным силовым биполярным диодам p-i-n типа, с малым временем восстановления обратного сопротивления.

Уровень техники

Высоковольтные силовые ультрабыстрые (UFRED по западной классификации) и гипербыстрые (HyperFRED) диоды для энергоплотных ВИП и IPM в основном выполнены на кремниевых (Si) подложках, с частотами коммутации от сотен килогерц до нескольких мегагерц. Например, HyperFRED LXA06B600 фирмы “Power Integrations” (U_R = 600 В; I_F = 6 ÷ 20 А; τ_rr = 23 нс/25°С). Для обратных напряжений до 200 В широко применяются кремниевые диоды Шоттки (SBD по западной классификации), на десятки ампер и τ_rr = 20нс фирмы “Vishay” (США). Также, для различных целей, массово применяются диоды на основе карбида кремния SiC SBD/JBS на U_R = 650; 1200 и 1700 В, τ_rr = 15 ÷ 30 нс, I_F до 50 А фирм “Cree” (США) и “Infineon” (Германия).

Сектор высоковольтных GaAs силовых диодов на мировом рынке представлен GaAs диодами Шоттки (GaAs SBD) серии DGSS6-06CC фирмы “IXYS” (в составе “Littelfuse”, США) и “Semelab” (в составе “TT-Elelectronics”, Великобритания), выполненных по MOCVD эпитаксиальной технологии, на ограниченные максимальные обратные рабочие напряжения (U_RRM) до 250 ÷ 300 В, имеющие токи до 15 А и времена восстановления τ_rr до 20 нс/25°С.

Все вышеназванные классы скоростных силовых высоковольтных диодов имеют серьезные ограничения по температуре эксплуатации (+125°С), частоте коммутации, включая 600 ÷ 650 - вольтовые SiC SBD (из-за сверхбольшой емкости в формуле быстродействия τ = RC), которая в лучшем случае ограничена 5 ÷ 10 МГц на примере SiC SBD фирм “Cree” (США), “Infineon” (Германия) и Si HyperFRED из серии LXA06B600 фирмы “Power Integrations” (США).

Касательно GaN p-i-n и SBD (HyperFRED) пока можно делать только осторожный прогноз, и они, как ожидается, будут слабее по электрофизическим параметрам в сравнении с такими диодами как SiC SBD.

В России и Германии в ряде фирм появились разработки гиперскоростных GaAs высоковольтных диодов с удвоенной по сравнению с Si, SiC диодами рабочей температурой эксплуатации, о чем свидетельствуют патенты РФ:

- патент RU № 2472249 от 31.12.2009 г. «Кристалл ультрабыстрого высоковольтного сильноточного арсенид-галлиевого диода», авторы Войтович В.Е., Гордеев А.И., Думаневич А.Н.;

- патент RU № 2488911 от 27.07.2013 г. «Способ изготовления полупроводниковой p-i-n структуры на основе соединений GaAs-GaAlAs методом жидкостной эпитаксии», авторы Крюков В.Л., Крюков Е.В., Меерович Л.А., Стрельченко С.С., Титивкин К.А.; и другие;

Имеются патенты EC фирмы “3-5 Power Electronics GmbH” (Германия) по GaAs p-i-n гиперскоростным диодам. Это исключительно сильный класс гипербыстрых высоковольтных радиационно стойких диодов с диапазоном частот преобразования от 2÷3 МГц (1200 - вольтовые p-i-n GaAs диоды) до 10 МГц (600 - вольтовые p-i-n GaAs диоды) с температурой эксплуатации до +250°С.

Но необходимы более высокочастотные характеристики высоковольтных GaAs диодов (в частности, до 600 ÷ 800 В) с удвоенными частотами коммутации по сравнению с p-i-n HyperFRED GaAs.

В этой связи привлекают внимание новые варианты конструкций и технологий исполнения гиперскоростных диодов на GaAs монокристаллических подложках, в частности, комбинированного изотипно-биполярного (униполярно-биполярного) исполнения с немыслимыми в данный момент временами восстановления и сверхплотной электронно-дырочной плазмой (ЭДП) в высокоомной проводящей зоне структуры диода вплоть до отрицательного дифференциального сопротивления прямой ВАХ (ДОС на прямой ВАХ), т.е. с достижением значений прямого падения напряжения U_F (В), конкурентоспособных с диодами Шоттки, а также со свойствами электролюминисценции и фотоприемника солнечной радиации.

Из анализа зарубежных и отечественных источников научно-технической информации наиболее близкими по физическим принципам функционирования униполярно-биполярных диодов являются конструкции GaAs диодов с гетеропереходами, показанные в публикациях [1], [2], с рабочими напряжениями в несколько сотен вольт и токами выше чем 10³ А/см² (отметим, что медный провод с квадратным сечением S = 1,0 см² длиной 1,0 м в лучшем случае сможет обеспечить проводимость электрического тока до 300 А). Данная конструкция униполярно-биполярного сверхсилового высоковольтного диода взята за ближайший прототип.

Кристалл такого арсенид-галлиевого диода содержит катодную область из монокристаллической подложки GaAs n⁺-типа проводимости с концентрацией донорной примеси 2⋅10¹⁸см^-3 с выполненными на ней методом жидкофазной эпитаксии (по западной классификации - LPE эпитаксии) последовательно GaAsP n⁺-типа гетеропереходом, n-типа GaAs слоем и p⁺-типа GaAsP гетеропереходом в качестве анода.

Зонная диаграмма и структура прототипа кристалла показаны на Фиг. 1, Фиг. 2. (из книги [1]).

Указанное решение, несмотря на ультравысокую плотность и присутствие фотонных явлений в красном спектре излучения и ДОС на прямой ВАХ, все-таки имеет ограниченные технологические возможности по обеспечению широкого диапазона обратных (блокирующих) рабочих напряжений и, главное, из-за наличия атомов фосфора в гетеросистеме n⁺ и p⁺ - GaAsP резко снижается подвижность «тяжелых» электронов и дырок, инжектированных в биполярном гетеропереходе p⁺-n и униполярном (изотипном) n⁺-n гетеропереходе с энергией на 0,3 эВ выше чем в моноэпитаксиальном n-типа слое GaAs. Кроме того, атомы фосфора при мольности х > 0,15 вносят тензоэлектрофизические напряжения в твердых растворах GaAs и фосфора.

Вследствие резкого снижения подвижности электронов и дырок в n-GaAs слое растет время восстановления обратного сопротивления (до 200 наносекунд), что ограничивает возможность применения гетерофазных GaAsP диодов в ВЧ преобразовании.

Сущность изобретения

Техническая задача заявленного изобретения заключается в расширении функциональных возможностей.

Техническими результатами, достигаемыми изобретением, являются:

- снижение прямых напряжений, паразитных ёмкостей и времен обратного восстановления диодов;

- увеличение рабочей температуры кристалла униполярно-биполярного диода и снижения паразитных токов утечки;

- повышение динамической устойчивости диодных структур в режиме жесткого резонансного переключения при высоких значениях di/dt и dU/dt;

- реализация концепции силового гиперскоростного высоковольтного диода + светодиода вплоть до объемного когерентного излучения при сильной инверсии носителей заряда + фотовольтаидного диода (солнечного фотоприемника).

Для решения поставленной задачи и достижения указанных результатов предлагается кристалл униполярно-биполярного силового высоковольтного гиперскоростного арсенид-галлиевого диода с гетеропереходами, с фотонными и фотовольтаидными свойствами, включающий монокристаллическую GaAs подложку n⁺-типа проводимости с последовательно выполненными на ней эпитаксиальным слоями: буферным GaAs слоем n⁺-типа проводимости, слоем Al_xGa_1-xAs n⁺-типа проводимости с х = 0,25 ÷ 0,6, слоем GaAs р-типа проводимости, слоем Al_xGa_1-xAs р⁺-типа проводимости с х = 0,25 ÷ 0,6, слоем GaAs p⁺-типа проводимости, и омическими контактами на поверхности эпитаксиального слоя GaAs p+ - типа проводимости и на тыльной поверхности монокристаллической GaAs подложки n⁺ - типа проводимости.

Технические результаты также достигаются за счет того, что внутри гетерофазного объема AlGaAs - GaAs p⁺-типа проводимости на поверхности GaAs слоя p-типа проводимости выполнены локальные эпитаксиальные слои GaAs n⁺-типа проводимости, электрически связанные с GaAs - AlGaAs слоями p⁺-типа проводимости.

Технические результаты также достигаются за счет того, что внутри гетерофазного объема AlGaAs - GaAs p⁺-типа проводимости на поверхности GaAs слоя p-типа проводимости выполнены локальные барьеры Шоттки, электрически связанные с GaAs - AlGaAs слоями p⁺-типа проводимости.

Технические результаты также достигаются за счет того, что для пассивации поверхностного заряда на боковую поверхность кристалла наносятся нанометровые ALD плёнки оксида и нитрида алюминия.

Краткое описание чертежей

Фиг. 1 - Зонная структура кристалла n-GaAs - n-GaAsP - n-GaAs - p-GaAsP (структура прототипа).

Фиг. 2 - Структура кристалла n-GaAs - n-GaAsP - n-GaAs - p-GaAsP (структура прототипа).

Фиг. 3 - Структура кристалла униполярно-биполярного силового высоковольтного гиперскоростного арсенид-галлиевого диода с гетеропереходами с фотонными и фотовольтаидными свойствами.

Фиг. 4 - Структура кристалла с эпитаксиальным слоем GaAs n⁺-типа проводимости внутри объема p⁺-AlGaAs слоя на поверхности p-GaAs слоя.

Фиг. 5 - Структура кристалла с барьер Шоттки внутри объема p⁺-AlGaAs слоя на поверхности p-GaAs слоя.

Фиг. 6 - График распределения акцепторной примеси в p-GaAsP высокоомной области, полученный STM - методом.

Осуществление изобретения

Сущность предполагаемого изобретения поясняется на Фиг. 3, Фиг. 4, Фиг. 5, где приводится структура кристалла униполярно-биполярного силового высоковольтного гиперскоростного арсенид-галлиевого диода с гетеропереходами с фотонными и фотовольтаидными свойствами, содержащего GaAs монокристаллическую подложку n⁺-типа проводимости (1), эпитаксиальный буферный GaAs слой n⁺-типа проводимости (2), эпитаксиальный AlGaAs n⁺-слой (3), эпитаксиальный GaAs слой p-типа проводимости (4), эпитаксиальный гетерослой AlGaAs p⁺-типа проводимости (5), эпитаксиальный слой GaAs p⁺-типа проводимости (6), а также омические контакты (7), эпитаксиальный слой GaAs n⁺-типа проводимости (8), барьер Шоттки (9) к слою p-GaAs в объеме p⁺-гетероперехода AlGaAs/GaAs.

Приведенная на Фиг. 3, 4, 5 структура кристалла GaAs униполярно-биполярного диода включает в себя два последовательно включенных барьерных перехода с общей p-базой, а именно - биполярного n⁺-p перехода на основе слоев n⁺-GaAs (подложка) и p-GaAs (эпитаксиальный слой) и униполярного, т.е. изотипного гетероперехода p⁺-p типа на основе гетероперехода p⁺-AlGaAs - p-GaAs. При этом важно выполнить условие, что толщина p-типа GaAs слоя должна быть меньше либо равной трем диффузионным длинам L_n электронов, как неосновных носителей заряда в p-GaAs области, а перепад концентраций акцепторной примеси в изотипном p⁺-p переходе должен быть в пределах не менее чем в два - три порядка. При этом необходимо учитывать, что требований к подвижности инжектированных из p⁺ - гетерообласти носителей заряда никаких нет и время их релаксации при переключении диода из прямовключенного состояния в закрытое, т.е. непроводящее состояние составит не хуже, чем 10^-12 сек., что показано в монографии S.M.Sze “Physics of Semiconductor Devices” в 2-х томах, 1981 г. В итоге, скорость изменения накопленного заряда ЭДП в p-области будет определяться высокоскоростной подвижностью электронов в p-GaAs области с практически потолочной, подвижностью электронов (μ_n) в p-i-n/n-i-p GaAs LPE переходах, достигающей значений до μ_n = 7800 см²/В⋅сек, что выше как минимум в 1,8 раза чем в аналогичных структурах, полученных MOCVD - эпитаксиальным способом. Как следует из физики и принципов работы биполярных p-i-n/n-i-p и изотипных n⁺-n и p⁺-p типа переходов, в высокоомной области образуется с позиции амбиполярной диффузии зарядов «легкая» подвижная ЭДП плазма, скорость которой по факту определяется соотношением μ_n к подвижности дырок μ_p, т.е. теоретически, аннигиляция ЭДП заряда в p-области, предлагаемого изобретения, при запирании диода блокирующим напряжением будет определяться скоростью амбиполярной диффузии/дрейфа ЭДП плазмы в p-области, определяемой соотношением μ_n/μ_p в GaAs, а не соотношением μ_p/μ_n в p-i-n GaAs диодах.

Расчетные и экспериментальные данные значений τ_rr заряда восстановления показывают значения τ_rr на полтора порядка ниже, чем в p-i-n GaAs структурах.

Создание n⁺-эпитаксиальных слоев или барьеров Шоттки внутри объема p⁺-AlGaAs слоя на поверхности p-GaAs слоя, показанных на Фиг. 4, Фиг. 5, приведет к резкому снижению времен обратного восстановления диодов τ_rr по сравнению с базовой конструкцией кристалла, показанной на Фиг. 3.

Ширина W_p+-p p-области между p⁺-AlGaAs/p⁺-GaAs областями, выступающими в качестве затворов изотипного ТОЗ полевого транзистора с обедненным затвором рассчитывается по формуле в пределах:

,

а ϕ_T - определяется исходя из формулы:

,

где εε₀ - диэлектрическая постоянная GaAs;

q - заряд электрона (1,6 ⋅ 10^-19 Кл);

k - постоянная Больцмана;

T - температура по Кельвину;

N_p - концентрация акцепторной примеси в p-области GaAs;

N_p+ - концентрация акцепторной примеси в p⁺ - AlGaAs гетерослое.

Показанная на Фиг. 3 базовая структура GaAs униполярно-биполярного кристалла с наличием «прозрачного» AlGaAs/GaAs слоя с нанослоем p⁺-типа GaAs на поверхности p-слоя является исключительно фоточувствительной к спектру солнечного излучения и может достигнуть КПД до предельного значения в 28% из-за отсутствия рекомбинационных потерь дырочных носителей заряда.

Структура на Фиг. 5 при инверсной концентрации носителей заряда в валентной зоне и зоне проводимости при больших уровнях инжекции носителей заряда изотипного и биполярного p-n переходов будет излучать мощное когерентное излучение в красной области спектра излучения. Поскольку толщина p-слоя может достигать уровня L_n в p-слое ~ 50 ÷ 60 мкм, то данная конструкция униполярно-биполярного диода с гетеропреходами обеспечивает напряжение блокирования U_RRM до 1200 В.

Конкретный пример исполнения предполагаемой к изобретению конструкции кристалла униполярно-биполярного высоковольтного гиперскоростного арсенид-галлиевого диода с гетеропереходами, с объединенными свойствами гиперскоростной коммутации тока, электролюминисцентными свойствами, а при больших плотностях тока - свойствами объемного когерентного излучения (лазерного излучения) в красном оптическом спектре и фотоприемника солнечного излучения с КПД, близким к 28% приведен ниже:

На полированную VGF - подложку n⁺-GaAs LPE способом осаждается n⁺-GaAs буферный слой, выполняющий роль VGF-LPE переходного эпитаксиального слоя с целью резкого снижения плотности дислокаций и нанокластерных дефектов на поверхности LPE n⁺-эпитаксиального GaAs слоя для создания необходимых условий LPE эпитаксии n⁺-AlGaAs гетерослоя с мольностью атомов алюминия (Al) x = 0,25 ÷ 0,6 ,в зависимости от функционального назначения вновь создаваемого диода. В частности, при реализации фотонных свойств кристалла диода (светодиод/лазер) мольность находится в пределах х = 0,25 ÷ 0,35, которая обеспечивает прямоходность рекомбинационных процессов зона - зона в p - области GaAs.

Одной из важнейших областей является p - GaAs - область, экспериментальный график профиля акцепторной примеси которой приведен на Фиг. 6.

Толщина p-слоя колеблется от 4 ÷ 10 мкм - для низковольтного 100 ÷ 250 В переключающего диода с фотовольтаидными свойствами и мощным объемным когерентным излучением - до нескольких десятков микрометров (в частности, до значений L_{n max} = 60 мкм) для высоковольтного исполнения гиперскоростного диода вплоть до 1200 В.

Гетерообласть p⁺-AlGaAs выполняется LPE методом после предварительной ХДП - полировки p-GaAs слоя толщиной не менее 3,0 мкм, на поверхности которой наращивается предконтактный слой p⁺-GaAs толщиной не менее 1,0 мкм MOCVD методом.

Барьерный переход Шоттки выполняется из титановой нанопленки, а n⁺ - область (0,5 ÷ 1,0 мкм) GaAs выполняется MOCVD способом на анодном p⁺-AlGaAs/p⁺-GaAs гетерослое. n⁺-область локально удаляется методом прецизионного травления через фотолитографические окна. Омические контакты к n⁺-катоду и p⁺-аноду напыляются электронно-лучевым методом. Наносились слои Au-Ge (до 80 нм), слой Ni (толщиной до 100 нм) и слой Au толщиной от 2,0 мкм.

Для пассивации поверхностного заряда на меза-фаске p⁺-p-n⁺ перехода применялось ALD (Atom Layer Deposition) нанесение нанопленок Al₂O₃ + AlN (общая толщина не более 15 нм) с последующей защитой фотоимидом.

Были получены высоковольтные диодные структуры с U_R = 200 ÷ 700 В, с τ_rr ≤ 5 наносек./100°C в наносекундном диапазоне в режиме U_R = 110 В; di/dt = 200 А/мкс и I_F = 1,0 А, где: U_R - обратное напряжение диодов, di/dt - скорость спада тока, IF - прямой ток.

При прямовключенном режиме наблюдалось красное свечение диодной структуры при высокой инжекции с достижением ДОС на прямой ВАХ в пределах пороговых значений прямого напряжения диодов U_F ≤ 1,0 В.

Фотовольтаидные свойства оценивались при солнечном облучении сопоставлении темновой характеристики прямой ВАХ и под действием солнечного облучения.

В диапазоне температуры окружающей среды 25 ÷ 100°С наблюдалась активная модуляция ΔV на прямой ВАХ в пределах от 0,2 В с исключительно низкими (пикоамперными) уровнями темнового тока на n⁺ - p - p⁺ - гетероструктуре.

LPE операции проводились с использованием специализированного оборудования с кварцевым реактором и кварцевой оснасткой в восстановительной газотранспортной среде при рабочих температурах 750 ÷ 900°С.

Как указывалось ранее, в качестве n⁺-GaAs подложек использовались VGF GaAs n⁺-типа монокристаллические подложки производства Словакии толщиной 350 ÷ 400 мкм, с кристаллографической ориентацией (111), диаметром 50,2 и 76 мм (два и три дюйма).

Таким образом снижение прямых напряжений, паразитных ёмкостей и времен обратного восстановления (на полтора порядка и более) диодов по сравнению с прототипом достигается за счёт большей подвижности электронов, определяющего быстродействие соотношения μ_n/μ_p, а не μ_p/μ_n (как у прототипа), элементов дизайна, профиля легирования и соответствующей зонной диаграммы монокристаллической структуры.

Увеличение рабочей температуры кристалла униполярно-биполярного диода и

снижения паразитных токов утечки достигается из-за улучшения совершенства кристаллической структуры в связи с исключением фосфора, применения GaAs LPE технологий, а также за счёт пассивации поверхностного заряда на фаске (боковой стороне) приборов нанометровыми ALD плёнками.

Повышение динамической устойчивости диодных структур в режиме жесткого резонансного переключения при высоких значениях di/dt и dU/dt, и превышение на полпорядка по коммутационным свойствам и частоте преобразования характеристик по сравнению с SiC диодами Шоттки за счёт всех, перечисленных выше, причин.

Предлагаемая конструкция гиперскоростного силового биполярного диода предназначена для:

- ВЧ резонансно-контурных ВИП;

- ВЧ IPM электропривода;

- Выпрямительных блоков отбора мощности мультифазных генераторов авиакосмических аппаратов с оборотами ротора до 20000 об/мин;

- «Зеленой» энергетики (преобразователи напряжения Solar inverters, ветроэнергетики);

- Сверхкомпактных температуростойких ВЧ IPM электромодулей и бортовых ВИПов;

- Конверторов для цифровых систем;

- Светотехники;

- Других применений.

Источники информации:

[1] Ж.И. Алферов, В.М. Андреев, В.И. Корольков, Е.Л. Портной, Д.Н. Третьяков «Гетеропереходы Al_xGa_1-xAs - GaAs», «Физика и жизнь». Изд. 2-е, доп., Издательство «Наука», С-Петербург, 2001 г.

[2] Ж.И. Алферов «О возможности создания выпрямителя на сверхвысокие плотности тока на основе p-i-n (p-n-n⁺, n-p-p⁺) структуры с гетеропереходами». ФТП, 1, с. 436-438, 1967.

Изобретение относится к области полупроводниковых приборов. Кристалл униполярно-биполярного силового высоковольтного гиперскоростного арсенид-галлиевого диода с гетеропереходами, с фотонными и фотовольтаидными свойствами включает монокристаллическую GaAs подложку n⁺-типа проводимости с последовательно выполненными на ней эпитаксиальным слоями: буферным GaAs слоем n⁺-типа проводимости, слоем Al_хGa_1-хAs n⁺-типа проводимости с х = 0,25 ÷ 0,6, слоем GaAs р-типа проводимости, слоем Al_хGa_1-хAs р⁺-типа проводимости с х = 0,25 ÷ 0,6, слоем GaAs p⁺-типа проводимости, и омическими контактами на поверхности эпитаксиального слоя GaAs p+-типа проводимости и на тыльной поверхности монокристаллической GaAs подложки n⁺-типа проводимости. Внутри гетерофазного объема AlGaAs - GaAs p⁺-типа проводимости на поверхности GaAs слоя p-типа проводимости выполнены локальные эпитаксиальные слои GaAs n⁺-типа проводимости, электрически связанные с GaAs - AlGaAs слоями p⁺-типа проводимости. Внутри гетерофазного объема AlGaAs - GaAs p⁺-типа проводимости на поверхности GaAs слоя p-типа проводимости выполнены локальные барьеры Шоттки, электрически связанные с GaAs - AlGaAs слоями p⁺-типа проводимости. Для пассивации поверхностного заряда на боковую поверхность кристалла наносятся нанометровые ALD плёнки оксида и нитрида алюминия. Изобретение позволяет снизить прямые напряжения, паразитные ёмкости и время обратного восстановления диодов; увеличить рабочие температуры кристалла униполярно-биполярного диода и снизить паразитные токи утечки; повысить динамическую устойчивость диодных структур в режиме жесткого резонансного переключения при высоких значениях di/dt и dU/dt; реализовать концепцию силового гиперскоростного высоковольтного диода, светодиода вплоть до объемного когерентного излучения при сильной инверсии носителей заряда фотовольтаического диода. 3 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Кристалл униполярно-биполярного силового высоковольтного гиперскоростного арсенид-галлиевого диода с гетеропереходами, с фотонными и фотовольтаидными свойствами, включающий монокристаллическую GaAs подложку n⁺-типа проводимости с последовательно выполненными на ней эпитаксиальным слоями: буферным GaAs слоем n⁺-типа проводимости, слоем Al_хGa_1-хAs n⁺-типа проводимости с х = 0,25 ÷ 0,6, слоем GaAs р-типа проводимости, слоем Al_хGa_1-хAs р⁺-типа проводимости с х = 0,25 ÷ 0,6, слоем GaAs p⁺-типа проводимости, и омическими контактами на поверхности эпитаксиального слоя GaAs p+-типа проводимости и на тыльной поверхности монокристаллической GaAs подложки n⁺-типа проводимости.

2. Кристалл униполярно-биполярного силового высоковольтного гиперскоростного арсенид-галлиевого диода с гетеропереходами с фотонными и фотовольтаидными свойствами по п. 1, отличающийся тем, что внутри гетерофазного объема AlGaAs – GaAs p⁺-типа проводимости на поверхности GaAs слоя p-типа проводимости выполнены локальные эпитаксиальные слои GaAs n⁺-типа проводимости, электрически связанные с GaAs – AlGaAs слоями p⁺-типа проводимости.

3. Кристалл униполярно-биполярного силового высоковольтного гиперскоростного арсенид-галлиевого диода с гетеропереходами с фотонными и фотовольтаидными свойствами по п. 1, отличающийся тем, что внутри гетерофазного объема AlGaAs – GaAs p⁺-типа проводимости на поверхности GaAs слоя p-типа проводимости выполнены локальные барьеры Шоттки, электрически связанные с GaAs – AlGaAs слоями p⁺-типа проводимости.

4. Кристалл униполярно-биполярного силового высоковольтного гиперскоростного арсенид-галлиевого диода с гетеропереходами с фотонными и фотовольтаидными свойствами по п. 1, отличающийся тем, что для пассивации поверхностного заряда на боковую поверхность кристалла наносятся нанометровые ALD плёнки оксида и нитрида алюминия.