[發明專利]一種凹槽陽極肖特基二極管及其制備方法

在審

• 申請號: 201711280883.6
• 申請日: 2017-12-06
• 公開（公告）號: CN108010959A
• 公開（公告）日: 2018-05-08
• 發明（設計）人: 程哲;張連;張韻
• 申請（專利權）人: 中國科學院半導體研究所
• 主分類號: H01L29/41
• 分類號: H01L29/41;H01L21/336;H01L29/872
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 任巖

本發明公開了一種凹槽陽極肖特基二極管及其制備方法，該凹槽陽極肖特基二極管，包含襯底，形成于襯底上的外延層，形成于外延層表面陽極區域的陽極凹槽，以及形成于外延層上的陽極和陰極，其中：陽極形成于外延層表面陽極區域的陽極凹槽上，使陽極表面具有陽極凹槽圖形。陽極凹槽圖形是不連續圖形，圖形尺寸為納米級到微米級。該二極管利用非連續陽極凹槽，提高了陽極凹槽的周長/面積比，使導通電阻降低，從而能夠制備正向電流更大、導通電阻更低、導通壓降更低的凹槽陽極肖特基二極管。

技術領域

本發明屬于半導體技術領域，特別涉及一種凹槽陽極肖特基二極管及其制備方法，可降低導通壓降、導通電阻與提高正向導通電流。

背景技術

肖特基二極管的勢壘高度小于PN結勢壘，其開啟電壓和導通壓降均較PN二極管小，可降低電路中的功率損耗。此外，肖特基二極管不存在少數載流子存儲效應，反向恢復時間短，開關速度快。同時由于結電容較低，肖特基二級管能夠適應高頻率應用領域。肖特基二極管的開啟電壓和反向漏電流主要由肖特基接觸決定。肖特基接觸的勢壘高度小，開啟電壓低，但反向漏電流大；反之，勢壘高度大，反向漏電流小，但開啟電壓大。因此，簡單改變肖特基接觸的勢壘高度很難做到同時降低開啟電壓與反向漏電流。然而，凹槽陽極技術在肖特基二極管中的應用，卻可以實現同時降低開啟電壓與反向漏電。針對陽極凹槽的研究與新結構的提出，將進一步提升肖特基二極管的性能。

發明內容

有鑒于此，本發明的主要目的在于提供一種凹槽陽極肖特基二極管及其制備方法，以降低導通壓降、導通電阻并提高正向導通電流。

為達到上述目的，本發明提供了一種凹槽陽極肖特基二極管，包含襯底，形成于襯底上的外延層，形成于外延層表面陽極區域的陽極凹槽，以及形成于外延層上的陽極和陰極，其中：陽極形成于外延層表面陽極區域的陽極凹槽上，使陽極表面具有陽極凹槽圖形。

可選地，所述陽極凹槽圖形是不連續圖形，圖形尺寸為納米級到微米級。

可選地，所述不連續圖形是規則點陣、不規則點陣、平行不連續線條、和/或不規則不連續線條。

可選地，所述外延層具有橫向導電性，能夠用于制作平面肖特基二極管。

可選地，所述陽極和陰極為導體，該導體采用金屬鎳、鋁、金、鉑、鈦、鈀、鉻、銅、鎢及其復合金屬體系。

為達到上述目的，本發明還提供了一種凹槽陽極肖特基二極管的制作方法，其中，該方法包括：提供一個具有橫向導電性的外延片；在外延片表面的陽極區域制作陽極凹槽；以及在外延片表面陽極區域的陽極凹槽上制作陽極電極，在外延片表面陰極區域制作陰極電極。

可選地，所述在外延片表面的陽極區域制作陽極凹槽，是在外延片表面制作圖形掩膜，然后對外延片進行干法刻蝕或濕法腐蝕，從而在外延片表面的陽極區域形成凹槽，之后去除圖形掩膜，得到陽極凹槽。

可選地，所述在外延片表面陽極區域的陽極凹槽上制作陽極電極，以及在外延片表面陰極區域制作陰極電極，均是采用濺射法或蒸鍍法在外延片表面形成導體層，然后通過干法刻蝕、濕法腐蝕或剝離的方法對導體層進行圖形化，得到陽極電極或陰極電極。

本發明提供的這種凹槽陽極肖特基二極管及其制備方法，凹槽陽極肖特基二極管利用非連續陽極凹槽，提高了陽極凹槽的周長/面積比，使導通電阻降低，從而能夠制備出正向電流更大、導通電阻更低、導通壓降更低的凹槽陽極肖特基二極管。

附圖說明

圖1是依照本發明實施例制作的凹槽陽極肖特基二極管的三維立體圖；

圖2是依照本發明實施例制作的凹槽陽極肖特基二極管的俯視圖；

圖3是依照本發明實施例的采用藍寶石襯底的AlGaN/GaN異質結凹槽陽極肖特基二極管的制備工藝流程圖；