[發明專利]接面能障肖特基二極管及其制造方法

在審

• 申請號: 201310311338.4
• 申請日: 2013-07-23
• 公開（公告）號: CN104347732A
• 公開（公告）日: 2015-02-11
• 發明（設計）人: 黃宗義;廖文毅
• 申請（專利權）人: 立锜科技股份有限公司
• 主分類號: H01L29/872
• 分類號: H01L29/872;H01L29/06;H01L29/47;H01L21/329;H01L21/28;H01L29/45
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司 11219
• 代理人: 陳肖梅;謝麗娜

技術領域

本發明涉及一種接面能障肖特基(junction?barrier?Schottky,JBS)二極管及其制造方法；特別是指一種包含N型氮化鎵(gallium?nitride,GaN)基板的接面能障肖特基二極管及其制造方法。

背景技術

圖1顯示一種現有接面能障肖特基(junction?barrier?Schottky,JBS)二極管100的剖視示意圖。如圖1所示，JBS二極管100包含N型硅基板11、第一N型磊晶硅層12、第二N型磊晶硅層13、P型格柵14、陽極導電層15、與陰極導電層16。其中，N型硅基板11的N型雜質濃度約為1E19cm^-3，第一N型磊晶硅層12的N型雜質濃度約為1E18cm^-3，第二N型磊晶硅層13的N型雜質濃度約為3.5E15cm^-3。

JBS二極管以一肖特基二極管并聯一PIN二極管，相較于一般的PIN二極管，JBS二極管的優點是當JBS二極管操作于順向偏壓時，肖特基二極管的導通電壓較低，因此反應速度較快，導通電流較快；當JBS二極管操作于逆向偏壓時，通過P型格柵14的P型區域，與第二N型磊晶硅層13形成空乏區，將電流通道夾止(pinch)，使反向漏電流降低。

當JBS二極管需要更進一步加快其反應速度、降低導通阻值、更精確控制其崩潰防護電壓時，現有JBS二極管的應用范圍已經不足。

有鑒于此，本發明即針對上述現有技術的改善，提出一種JBS二極管及其制造方法，可提高操作的速度、降低導通阻值、更精確控制崩潰防護電壓。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足與缺陷，提出一種JBS二極管及其制造方法，可提高操作的速度、降低導通阻值、更精確控制崩潰防護電壓。

為達上述目的，就其中一觀點言，本發明提供了一種接面能障肖特基(junction?barrier?Schottky,JBS)二極管包含：一N型氮化鎵(gallium?nitride,GaN)基板，具有一上表面；一氮化鋁鎵(aluminum?gallium?nitride,AlGaN)阻障層，形成于該上表面上；一P型氮化鎵(gallium?nitride,GaN)層，形成于該N型氮化鎵基板上；一陽極導電層，形成于該氮化鋁鎵阻障層上，且部分該陽極導電層與該氮化鋁鎵阻障層，形成肖特基接觸；以及一陰極導電層，形成于該上表面上，并與該N型氮化鎵基板間，形成一歐姆接觸，且該陰極導電層與該陽極導電層不直接連接。

為達上述目的，就另一觀點言，本發明提供了一種接面能障肖特基(junction?barrier?Schottky,JBS)二極管制造方法，包含：提供一N型氮化鎵(gallium?nitride,GaN)基板，具有一上表面；形成一氮化鋁鎵(aluminum?gallium?nitride,AlGaN)阻障層于該上表面上；形成一P型氮化鎵(gallium?nitride,GaN)層于該N型氮化鎵基板上；形成一陰極導電層于該上表面上，并與該N型氮化鎵基板間，形成一歐姆接觸；以及形成一陽極導電層于該氮化鋁鎵阻障層上，且部分該陽極導電層與該氮化鋁鎵阻障層，形成肖特基接觸，且該陰極導電層與該陽極導電層不直接連接。

在其中一種較佳的實施型態中，該P型氮化鎵層與該N型氮化鎵基板由該氮化鋁鎵阻障層隔開。

前述的實施例中，該陽極導電層、該氮化鋁鎵阻障層、該N型氮化鎵基板與該陰極導電層形成一肖特基二極管，且該P型氮化鎵層、該氮化鋁鎵阻障層與該N型氮化鎵基板形成一PIN二極管，其中，該肖特基二極管與該PIN二極管并聯。

在其中一種較佳的實施型態中，該陽極導電層、該氮化鋁鎵阻障層、該N型氮化鎵基板與該陰極導電層形成一肖特基二極管，且該P型氮化鎵層與該N型氮化鎵基板形成一PIN二極管，其中，該肖特基二極管與該PIN二極管并聯。

附圖說明

圖1顯示一種現有JBS二極管100的剖視示意圖；

圖2A-2E顯示本發明的第一個實施例；

圖3A-3E顯示本發明的第二個實施例。

圖中符號說明

11???????????????N型硅基板

12???????????????第一N型磊晶硅層

13???????????????第二N型磊晶硅層

14???????????????P型格柵

15,24,34?????????陽極導電層