GaN基垂直型肖特基二极管及其制备方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115985971A(43)申请公布日2023.04.18(21)申请号202310034973.6H01L29/20(2006.01)(22)申请日2023.01.10(71)申请人东莞市中镓半导体科技有限公司地址523000广东省东莞市企石镇科技工业园申请人东莞市中器集成电路有限公司(72)发明人王瑞韩甲俊李博敖辉刘新科庄文荣(74)专利代理机构上海光华专利事务所(普通合伙)31219专利代理师罗泳文(51)Int.Cl.H01L29/872(2006.01)H01L21/329(2006.01)H01L29/06(2006.01)权利要求书2页说明书7页附图3页(54)发明名称GaN基垂直型肖特基二极管及其制备方法(57)摘要本发明提供一种GaN基垂直型肖特基二极管及其制备方法，方法包括：1)提供n型衬底；2)在n型衬底上形成n型GaN漂移层；3)在n型GaN漂移层中刻蚀出多个隔离槽结构，以隔离出多个n型GaN漂移区；4)在n型GaN漂移区的周侧注入第一缺陷离子和第二缺陷离子，以在n型GaN漂移区的周侧形成高阻区，第一缺陷离子包括C离子和N离子中的一种或两种，第二缺陷离子包括He离子；5)在n型GaN漂移区上形成阳极，在n型衬底的底面形成阴极。本发明可以有效提高肖特基二极管的反向耐压以及减小反向高压下的漏电。CN115985971ACN115985971A权利要求书1/2页1.一种GaN基垂直型肖特基二极管的制备方法，其特征在于，包括：1)提供n型衬底；2)在所述n型衬底上形成n型GaN漂移层；3)在所述n型GaN漂移层中刻蚀出多个隔离槽结构，以隔离出多个n型GaN漂移区；4)在所述n型GaN漂移区的周侧注入第一缺陷离子和第二缺陷离子，以在所述n型GaN漂移区的周侧形成高阻区，所述第一缺陷离子包括C离子和N离子中的一种或两种，所述第二缺陷离子包括He离子；5)在所述n型GaN漂移区上形成阳极，在所述n型衬底的底面形成阴极。2.根据权利要求1所述的GaN基垂直型肖特基二极管的制备方法，其特征在于，步骤4)包括：4‑1)在所述n型GaN漂移区上形成遮挡层，在所述遮挡层中对应所述n型GaN漂移区的周侧处形成注入窗口；4‑2)在所述注入窗口依次注入所述第一缺陷离子和所述第二缺陷离子，以在所述n型GaN漂移区的周侧形成高阻区；4‑3)去除所述遮挡层。3.根据权利要求2所述的GaN基垂直型肖特基二极管的制备方法，其特征在于：在所述注入窗口依次注入第一缺陷离子和第二缺陷离子包括：进行第一次离子注入，注入离子为所述第一缺陷离子，注入能量为180KeV～220KeV，注入剂量为大于或等于3E15cm‑2；进行第二次离子注入，注入离子为所述第二缺陷离子，注入能量为130KeV～170KeV，注入剂量为大于或等于3E15cm‑2；进行第三次离子注入，注入离子为所述第一缺陷离子，注入能量为130KeV～170KeV，注入剂量为大于或等于2E15cm‑2；进行第四次离子注入，注入离子为所述第二缺陷离子，注入能量为50KeV～60KeV，注入剂量为大于或等于2E15cm‑2。4.根据权利要求1所述的GaN基垂直型肖特基二极管的制备方法，其特征在于：在所述n型GaN漂移区的周侧形成高阻区后，在200℃～500℃下退火0.5小时～3小时，以修复离子注入所造成的损伤。5.根据权利要求1所述的GaN基垂直型肖特基二极管的制备方法，其特征在于：所述高阻区的深度为300纳米～500纳米，宽度为15微米～50微米。6.根据权利要求1所述的GaN基垂直型肖特基二极管的制备方法，其特征在于：所述高阻区的深度小于所述隔离槽结构的深度。7.根据权利要求1所述的GaN基垂直型肖特基二极管的制备方法，其特征在于：步骤2)在所述n型衬底上形成n型GaN漂移层的方法包括氢化物气相外延工艺、分子束外延工艺及金属有机化学气相沉积工艺中的一种，所述n型GaN漂移层的厚度范围为15微米～40微米。8.根据权利要求1所述的GaN基垂直型肖特基二极管的制备方法，其特征在于：所述阳极的外边缘不超过所述高阻区的外边缘。9.一种GaN基垂直型肖特基二极管，其特征在于，包括：n型衬底；2CN115985971A权利要求书2/2页n型GaN漂移层，所述n型GaN漂移层背离n型衬底的一面具有隔离槽结构，以形成n型GaN漂移区；高阻区，形成在所述n型GaN漂移区的周侧，所述高阻区通过第一缺陷离子和第二缺陷离子注入形成，所述第一缺陷离子包括C离子和N离子中的一种或两种，所述第二缺陷离子包括He离子；阳极，形成在所述n型GaN漂移区上；阴极，形成在所述n型衬底的底面。10.根据权利要求9所述的GaN基垂直型肖特基二极管，其特征在于：所述高阻区的