[實用新型]肖特基二極管

有效

• 申請號: 201520079978.1
• 申請日: 2015-02-04
• 公開（公告）號: CN204516775U
• 公開（公告）日: 2015-07-29
• 發明（設計）人: A·伊萬;D·阿爾奎爾;Y·科爾迪耶
• 申請（專利權）人: 意法半導體(圖爾)公司;國家科學研究中心;法國國立圖爾大學
• 主分類號: H01L29/872
• 分類號: H01L29/872;H01L23/485
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所 11256
• 代理人: 王茂華;呂世磊

技術領域

本公開涉及一種肖特基二極管，其包括位于氮化鎵層(GaN)與金屬層之間的肖特基接觸。

背景技術

本公開涉及一種肖特基二極管，其包括位于氮化鎵層(GaN)與金屬層之間的肖特基接觸。

已經存在通過使用摻雜氮化鎵作為半導體材料來形成肖特基二極管。氮化鎵確實具有使其特別有吸引力(尤其是針對大功率應用)的屬性。然而已知的氮化鎵肖特基二極管結構存在各種劣勢。存在對于克服全部或部分這些劣勢的氮化鎵肖特基二極管的需要。

實用新型內容

本公開的各個實施方式的目的之一是解決已知的氮化鎵肖特基二極管在體積和組裝復雜度方面的問題。

因此，一個實施例提供了一種肖特基二極管，包括：由堆疊覆蓋的導體或半導體襯底，該堆疊從襯底的第一表面按以下順序包括緩沖層、第一N型摻雜GaN層、以及具有比第一層低的摻雜水平的第二N型摻雜GaN層；在第二GaN層的與襯底相對的第一表面上的肖特基接觸；以及將第一GaN層的與襯底相對的第一表面連接至襯底的第一金屬層，所述金屬層位于開口中，開口位于堆疊的未由肖特基接觸覆蓋的區域中，該開口從第二層的第一表面延伸至襯底。

根據一個實施例，二極管還包括覆蓋與襯底的第一表面相對的襯底的第二表面的第二金屬層。

根據一個實施例，開口包括穿過第二GaN層并且出現在第一GaN層的第一表面上的第一外圍部分、以及穿過兩個GaN層和緩沖層并且一直延伸至襯底的中心部分。

根據一個實施例，開口停止于襯底的第一表面上。

根據一個實施例，開口一直延續至襯底的中間水平面。

根據一個實施例，襯底由硅制成。

根據一個實施例，第一金屬層不旨在連接至外部部件。

根據本公開的各個實施方式的肖特基二極管的優勢在于其具有垂直結構，相對偽-垂直二極管，垂直結構簡化了其在外部器件中的組裝。

前述和其他特征和優勢將結合附圖在具體實施例的以下非限制性描述中詳細討論。

附圖說明

圖1是示意性地圖示出氮化鎵肖特基二極管的第一示例的截面圖；

圖2是示意性地圖示出氮化鎵肖特基二極管的第二示例的截面圖；

圖3是示意性地圖示出氮化鎵肖特基二極管的第三示例的截面圖；

圖4是示意性地圖示出氮化鎵肖特基二極管的實施例的截面圖；

圖5A至5C是示意性地圖示出制造氮化鎵肖特基二極管的方法的示例的步驟的截面圖；以及

圖6A和6B是示意性地圖示出制造氮化鎵肖特基二極管的方法的另一示例的步驟的截面圖。

具體實施方式

為了清楚，相同元件在各附圖中已指定為相同附圖標記，而且照例在集成電路的表示中，各附圖不按比例。此外，在以下描述中，與方向相關的術語(諸如“垂直”、“水平”、“橫向”、“下”、“上”、“上部”、“下部”、“頂”、“覆蓋”等)應用于如在對應的截面圖中所圖示的那樣布置的部件，其理解為，在操作中，該部件可具有不同的方向。

圖1和圖2是示意性地圖示氮化鎵肖特基二極管的兩個示例的截面圖。

為了形成這樣的二極管，從晶體襯底101(例如，由藍寶石(Al₂O₃)、硅或碳化硅制成)開始。為了獲得與GaN的匹配的網格，在襯底101的上表面上形成中間緩沖層103，例如由氮化硅、氮化鋁或氮化鎵制成。在緩沖層103的上表面上，通過外延來生長重摻雜N型GaN層105(N+)，隨后是輕摻雜N型GaN層107(N-)。電極109(例如，由鎢、鈦-鎢、氮化鈦、鎳、金、鎳-金、鉑、鉑-金、鉑-鎳等制成)隨后沉積在輕摻雜GaN層107的上表面上，以獲得在電極109和層107之間的肖特基接觸。

一個問題與在襯底101和肖特基接觸109之間存在絕緣或高阻抗緩沖層103有關，其會妨礙容易地獲得襯底101和肖特基接觸109之間的垂直二極管。

圖1示出偽-垂直型肖特基二極管100。在二極管100中，在重摻雜N型層105上方的輕摻雜N型GaN層107的表面受限制，以便層105的上表面的外圍部分是可見的。電極111形成在重摻雜GaN層105的上表面的可見部分上，以獲得電極111和層105之間的歐姆接觸。為了獲得相對于層105受限延伸的GaN層107，可以例如在層105的未掩蔽部分上執行選擇性外延，或者可以在層107形成后進行蝕刻。