氮化镓双向TVS器件及制备方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115911034A(43)申请公布日2023.04.04(21)申请号202310004376.9(22)申请日2023.01.03(71)申请人中国电子科技集团公司第十三研究所地址050051河北省石家庄市合作路113号(72)发明人卜爱民宋旭波吕元杰冯志红梁士雄王元刚周幸叶(74)专利代理机构石家庄国为知识产权事务所13120专利代理师刘少卿(51)Int.Cl.H01L27/08(2006.01)H01L21/822(2006.01)H01L29/861(2006.01)H01L21/329(2006.01)权利要求书2页说明书8页附图3页(54)发明名称氮化镓双向TVS器件及制备方法(57)摘要本发明实施例提供一种氮化镓双向TVS器件及制备方法，该器件包括：衬底；位于衬底上表面的绝缘氮化镓层；位于绝缘氮化镓层上表面的第一台面结构、第二台面结构和钝化层；两个台面结构从下向上依次为P‑氮化镓层和P+氮化镓层，且均嵌入设置在钝化层内；两个台面结构各自的下表面间隔预设距离；位于第一台面结构上表面的第一正极和位于第二台面结构上表面的第二正极；两个正极嵌入设置在钝化层内；且钝化层上与第一正极对应的位置设置有第一电极孔，钝化层上与第二正极对应的位置设置有第二电极孔。本发明通过调节两个台面结构下表面间隔的预设距离，可以调节氮化镓双向TVS器件的击穿电压，从而有利于满足低钳位电压的工作需要。CN115911034ACN115911034A权利要求书1/2页1.一种氮化镓双向TVS器件，其特征在于，包括：衬底；位于所述衬底的上表面的绝缘氮化镓层；位于所述绝缘氮化镓层的上表面的第一台面结构、第二台面结构和钝化层；其中，所述第一台面结构和所述第二台面结构嵌入设置在所述钝化层内；且所述第一台面结构的下表面与所述第二台面结构的下表面间隔预设距离；且所述第一台面结构和所述第二台面结构从下向上依次为P‑氮化镓层和P+氮化镓层；位于所述第一台面结构的上表面的第一正极和位于所述第二台面结构的上表面的第二正极；其中，所述第一正极和所述第二正极嵌入设置在所述钝化层内；且所述钝化层上与所述第一正极对应的位置设置有第一电极孔，所述钝化层上与所述第二正极对应的位置设置有第二电极孔。2.如权利要求1所述的氮化镓双向TVS器件，其特征在于，所述预设距离为10nm～10μm。3.如权利要求1所述的氮化镓双向TVS器件，其特征在于，所述第一台面结构的台面内侧壁与所述绝缘氮化镓层的上表面之间的夹角以及所述第二台面结构的台面内侧壁与所述绝缘氮化镓层的上表面之间的夹角的取值范围为5°～85°。4.如权利要求1所述的氮化镓双向TVS器件，其特征在于，所述第一正极和所述第二正极为钯‑金电极、钛‑金电极和镍‑金电极中的至少一种。5.如权利要求1所述的氮化镓双向TVS器件，其特征在于，所述绝缘氮化镓层的掺杂浓度小于1e16cm‑3。6.如权利要求1所述的氮化镓双向TVS器件，其特征在于，所述钝化层为二氧化硅层、氮化硅层或石英玻璃层。7.一种氮化镓双向TVS器件的制备方法，其特征在于，包括：获取衬底，并在所述衬底的上表面依次制备绝缘氮化镓层、P‑氮化镓层和P+氮化镓层；基于预设图案的掩膜层对所述P+氮化镓层和所述P‑氮化镓层进行刻蚀，在所述绝缘氮化镓层的上表面形成下表面间隔预设距离的第一台面结构和第二台面结构；在所述第一台面结构中所述P+氮化镓层的上表面制备第一正极，在所述第二台面结构中所述P+氮化镓层的上表面制备第二正极；在所述绝缘氮化镓层的上表面制备覆盖所述第一台面结构、所述第二台面结构、所述第一正极和所述第二正极的钝化层，并在所述钝化层的上表面与所述第一正极对应的位置制备第一电极孔，在所述钝化层的上表面与所述第二正极对应的位置制备第二电极孔，得到氮化镓双向TVS器件。8.如权利要求7所述的氮化镓双向TVS器件的制备方法，其特征在于，所述基于预设图案的掩膜层对所述P+氮化镓层和所述P‑氮化镓层进行刻蚀，在所述绝缘氮化镓层的上表面形成下表面间隔预设距离的第一台面结构和第二台面结构，包括：基于预设图案的掩膜层对所述P+氮化镓层和所述P‑氮化镓层进行刻蚀，在所述绝缘氮化镓层的上表面形成间隔预设距离且台面内侧壁与所述绝缘氮化镓层的上表面形成预设夹角的第一台面结构和第二台面结构；其中，所述预设夹角的取值范围为5°～85°。9.如权利要求7所述的氮化镓双向TVS器件的制备方法，其特征在于，所述预设距离为2CN115911034A权利要求书2/2页10nm～10μm。10.如权利要求7所述的氮化镓双向TVS器件的制备方法，其特征在于，所述掩膜层为光刻胶、二氧化硅、氮化硅或者金属中的任一种。3CN115911034A说明书1/8页氮化