一种准垂直结构GaN肖特基势垒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CN115763247A(43)申请公布日2023.03.07(21)申请号202310101736.7(22)申请日2023.02.13(71)申请人江苏能华微电子科技发展有限公司地址215600江苏省苏州市张家港市杨舍镇福新路2号B12幢(72)发明人武乐可李亦衡朱廷刚(74)专利代理机构北京高沃律师事务所11569专利代理师黄明光(51)Int.Cl.H01L21/329(2006.01)H01L29/872(2006.01)H01L29/06(2006.01)H01L29/20(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图3页(54)发明名称一种准垂直结构GaN肖特基势垒二极管及其制备方法(57)摘要本发明提供了一种准垂直结构GaN肖特基势垒二极管及其制备方法，属于二极管制备技术领域。本发明在蓝宝石衬底表面依次外延生长N+GaN层和N‑GaN层；在所述N‑GaN层表面低温生长非掺杂GaN层；所述GaN层不做任何掺杂；所述GaN层的厚度小于5nm；所述低温生长的温度为500~700℃；采用强碱性溶液对所述GaN层进行表面腐蚀，形成平整的GaN层；在所述平整的GaN层表面制作肖特基电极，在需要制作欧姆接触的区域，刻蚀N‑GaN层直至暴露出N+GaN层，在暴露出的N+GaN层表面制作欧姆电极，得到准垂直结构GaN肖特基势垒二极管。本发明制备的GaNSBD具有反向耐压高、正向导通电压低的优点。CN115763247ACN115763247A权利要求书1/1页1.一种准垂直结构GaN肖特基势垒二极管的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：在蓝宝石衬底表面依次外延生长N+GaN层和N‑GaN层；在所述N‑GaN层表面低温生长非掺杂GaN层；所述非掺杂GaN层的厚度小于5nm；所述低温生长的温度为500~700℃；采用强碱性溶液对所述非掺杂GaN层进行表面腐蚀，形成平整的非掺杂GaN层；在所述平整的非掺杂GaN层表面制作肖特基电极，在需要制作欧姆接触的区域，刻蚀N‑GaN层直至暴露出N+GaN层，在暴露出的N+GaN层表面制作欧姆电极，得到准垂直结构GaN肖特基势垒二极管。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述强碱性溶液包括四甲基氢氧化铵溶液或氨水。3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述表面腐蚀的温度为60~100℃，时间为1~30min。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述肖特基电极包括Ni/Au电极或Ni/Pt电极。5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述欧姆电极包括Ti/Al电极或Ti/Au电极。方法制备得到的准垂直结构GaN肖特基势垒二极管。6.权利要求1~5任一项所述制备2CN115763247A说明书1/4页一种准垂直结构GaN肖特基势垒二极管及其制备方法技术领域[0001]本发明涉及二极管制备技术领域，尤其涉及一种准垂直结构GaN肖特基势垒二极管及其制备方法。背景技术[0002]GaN基二极管主要包括PN结二极管和肖特基势垒二极管（SBD)。PN结二极管的特点是电子和空穴同时参与导电，其击穿电压高，反向泄露电流小，但是开启电压较大；GaNSBD是多数载流子器件，只有一种载流子（电子或者空穴）参与导电，因此反向恢复时间短，导通电阻小，开启电压小。但是GaNSBD的反向泄露电流较大，即反向击穿电压小。[0003]目前GaNSBD分为水平结构（图1）、垂直结构（图2）、准垂直结构（图3）。水平结构工艺简单，但器件面积较大，因此成本较高，并且正向电流密度较小，此外，该结构容易受表面态的影响，因此器件在反向高压后，会表现出电性退化。垂直结构的衬底是GaN材料，制作的二极管电性较好，但GaN衬底非常昂贵，很难实现商业化。准垂直结构工艺兼容性好，不需要采用GaN衬底，用便宜的蓝宝石衬底就可制备，因此具有非常大的商业化应用潜力。[0004]在GaNSBD的制作中，首先是外延材料的生长，在蓝宝石衬底上依次生长重掺杂的n型GaN（N+GaN)，轻掺杂的n型GaN（N‑GaN)，其次是进行刻蚀、电极制作等工艺，最终得到GaNSBD器件。在GaN的生长过程中，会存在较多的位错，在器件加反向电压时，这些位错会成为漏电通道，导致器件的漏电流增加，因此器件的反向耐压受到限制。如何能增加器件的反向耐压，同时又不影响器件的正向导通电压，是GaNSBD实现商业化的关键。发明内容[0005]本发明的目的在于提供一种准垂直结构GaN肖特基势垒二极管及其制备方法，本发明制备的GaNSBD具有反向耐压高、正向导通电压低的优点。[0006]为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：[0007]本发明提供了一种准垂直结构GaN肖特基势垒二极管的制备方法，包括