[發明專利]一種氮化鎵基異質結耐擊穿肖特基二極管結構

在審

• 申請號: 201610915787.3
• 申請日: 2016-10-17
• 公開（公告）號: CN107958925A
• 公開（公告）日: 2018-04-24
• 發明（設計）人: 黃升暉
• 申請（專利權）人: 南京勵盛半導體科技有限公司
• 主分類號: H01L29/06
• 分類號: H01L29/06;H01L29/40;H01L29/872
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種氮化鎵基異質結耐擊穿肖特基二極管結構，包括以下特征：

1.至少有一層寬禁帶勢壘層AlGaN與較窄禁帶材料GaN形成I型異質結，二維電子氣(2DEG)位于異質結界面的GaN一側，其中寬禁帶勢壘層AlGaN的厚度為10nm至50nm，較窄禁帶材料GaN為非故意摻雜的，其厚度為1um至5um；

2.外延層表面有以肖特基接觸為主的陽極和以歐姆接觸為主的陰極，肖特基金屬極(即陽極)處有場板；

3.其中至少有一P型區域被放置在肖特基金屬極之下氮化鎵外延層表面處周圍附近；

4.這氮化鎵外延層表面處的P型區域表面上至少有一部分是有一層禁帶寬少于1.5電子伏的P型半導體層；

5.肖特基金屬極處的金屬與這層禁帶寬少于1.5電子伏的P型區域的接觸部分為金屬/P型區的歐姆接觸或接近歐姆接觸，與非P型區域外延層表面接觸為金屬/氮化鎵帽層或是金屬/AlGaN層或氮化鎵的是肖特基接觸。

2.根據權利要求1之(3)所述的P型區域，其特征在于所述的P型區域的大小寬度為0.2um至5.0um，從半導體外延層表面延續至氮化鎵表面之下，深度大于0.1微米，這些P型區域在工藝上是透過離子注入后退火激活或是浸沒式離子注入(Plasma Immersion Ion Implantation)后退火激活或是外延層生長方法形成的。

3.根據權利要求1之(4)所述的一層禁帶寬少于1.5電子伏的P型半導體層，其特征在于所述的P型半導體層的材料可以是硅，或是鍺或是鍺硅(GeSi)等，結構上可以是多晶層或是晶體外延層。

4.一種氮化鎵基異質結耐擊穿肖特基二極管結構，包括以下特征：

1.至少有一層寬禁帶勢壘層AlGaN與較窄禁帶材料GaN形成I型異質結，二維電子氣(2DEG)位于異質結界面的GaN一側，其中寬禁帶勢壘層AlGaN的厚度為10nm至50nm，較窄禁帶材料GaN為非故意摻雜的，其厚度為1um至5um；

2.外延層表面有以肖特基接觸為主的陽極和以歐姆接觸為主的陰極，肖特基金屬極(即陽極)處有場板；

3.其中至少有一P型區域(1)被放置在肖特基金屬極之下氮化鎵外延層表面處周圍附近，這氮化鎵外延層表面處的P型區域(1)表面上至少有一部分是有一層禁帶寬少于1.5電子伏的P型半導體層；

4.至少有一P型區域(11)被放置在肖特基金屬極之下氮化鎵外延層表面處周圍附近，這P型區域從半導體外延層表面延續至氮化鎵表面之下，深度大于0.1微米，這P型區域(11)沒有被連接至任何電極；

5.肖特基金屬極處的金屬與P型區域(1)之上一層禁帶寬少于1.5電子伏的P型半導體層的接觸部分為金屬/P型區的歐姆接觸或接近歐姆接觸，與非P型區域外延層表面接觸為金屬/氮化鎵帽層或是金屬/AlGaN層或氮化鎵的是肖特基接觸。

5.根據權利要求4之(3)和(4)所述的P型區域，其特征在于所述的P型區域的大小寬度為0.2um至5.0um，從半導體外延層表面延續至氮化鎵表面之下，深度大于0.1微米，這些P型區域在工藝上是透過離子注入后退火激活或是浸沒式離子注入(Plasma Immersion Ion Implantation)后退火激活或是外延層生長方法形成的。

6.一種氮化鎵基異質結耐擊穿肖特基二極管結構，包括以下特征：

1.至少有一層寬禁帶勢壘層AlGaN與較窄禁帶材料GaN形成I型異質結，二維電子氣(2DEG)位于異質結界面的GaN一側，其中寬禁帶勢壘層AlGaN的厚度為10nm至50nm，較窄禁帶材料GaN為非故意摻雜的，其厚度為1um至5um；

2.外延層表面有以肖特基接觸為主的陽極和以歐姆接觸為主的陰極，肖特基金屬極(即陽極)處有場板；

3.其中至少有一P型區域被放置在肖特基金屬極之下氮化鎵外延層表面處周圍附近，這氮化鎵外延層表面處的P型區域表面上至少有一部分是有一層禁帶寬少于1.5電子伏的P型半導體層；

4.肖特基金屬極處的金屬與陽極接觸孔下的外延層表面相互接觸。