[發明專利]一種肖特基接觸的溝槽型功率二極管及其制備方法

在審

• 申請號: 202111490701.4
• 申請日: 2021-12-08
• 公開（公告）號: CN114171608A
• 公開（公告）日: 2022-03-11
• 發明（設計）人: 裴艷麗;方湃文;盧星;陳梓敏;王鋼
• 申請（專利權）人: 中山大學
• 主分類號: H01L29/872
• 分類號: H01L29/872;H01L29/06;H01L21/329
• 代理公司: 廣州海心聯合專利代理事務所(普通合伙) 44295
• 代理人: 冼俊鵬

1.一種肖特基接觸的溝槽型功率二極管，包括依次層疊接觸的n型漂移層(101)、n型襯底(100)和下電極(103)，所述的n型襯底(100)與下電極(103)為歐姆接觸；n型漂移層(101)遠離n型襯底(100)的一側延伸出若干肋條(104)；

其特征在于，

肋條(104)之間鋪設有高勢壘層(202)，還設有低勢壘層(201)覆蓋高勢壘層(202)端部和肋條(104)端面；

設置上電極(102)填充覆蓋低勢壘層(201)和高勢壘層(202)表面；

所述的低勢壘層(201)和高勢壘層(202)均與n型漂移層(101)為肖特基接觸，與上電極(102)為歐姆接觸；

所述的低勢壘層(201)功函數低于5eV，且與n型漂移層(101)形成不低于1.5eV的肖特基勢壘；

所述的高勢壘層(202)功函數不低于5eV，且與n型漂移層(101)形成不低于1.5eV的肖特基勢壘。

2.根據權利要求1所述一種肖特基接觸的溝槽型功率二極管，其特征在于，高勢壘層(202)和n型漂移層(101)之間還設置絕緣介質層(203)，所述的絕緣介質層(203)至少覆蓋肋條(104)下端角部位置。

3.根據權利要求1所述一種肖特基接觸的溝槽型功率二極管，其特征在于，所述高勢壘層(202)的材質為金屬或合金或金屬氧化物。

4.根據權利要求1所述一種肖特基接觸的溝槽型功率二極管，其特征在于，所述低勢壘層(201)的材質為金屬或合金。

5.根據權利要求1所述一種肖特基接觸的溝槽型功率二極管，其特征在于，所述高勢壘層(202)的厚度為10nm至20nm，和/或所述低勢壘層(201)的厚度為20nm至100nm。

6.根據權利要求1所述一種肖特基接觸的溝槽型功率二極管，其特征在于，所述的n型襯底(100)為n型氧化鎵襯底，和/或所述的n型漂移層(101)為n型氧化鎵漂移層。

7.根據權利要求1所述一種肖特基接觸的溝槽型功率二極管，其特征在于，所述肋條(104)的高度為1μm至3μm。

8.根據權利要求1所述一種肖特基接觸的溝槽型功率二極管，其特征在于，所述n型漂移層(101)為單晶結構，摻雜濃度為2×10¹⁶cm^-3至2.8×10¹⁸cm^-3，厚度為5μm至10μm。

9.一種肖特基接觸的溝槽型功率二極管制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

在n型襯底(100)上外延生長n型漂移層(101)；

在n型襯底(100)下沉積下電極(103)形成歐姆接觸；

對n型漂移層(101)表面進行選擇性刻蝕，得到若干垂直的肋條(104)；

在肋條(104)之間的溝槽中沉積高勢壘層(202)，且高勢壘層(202)與n型漂移層(101)形成肖特基接觸；

沉積低勢壘層(201)用于封閉肋條(104)端面和高勢壘層(202)端部，且低勢壘層(201)與n型漂移層(101)形成肖特基接觸；

沉積上電極(102)填充覆蓋低勢壘層(201)和高勢壘層(202)表面，低勢壘層(201)和高勢壘層(202)均與上電極(102)形成歐姆接觸。

10.根據權利要求9所述一種肖特基接觸的溝槽型功率二極管制備方法，其特征在于，沉積高勢壘層(202)之前，先在溝槽底部沉積絕緣介質層(203)，且絕緣介質層(203)至少覆蓋溝肋條(104)下端角部位置。