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(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115020499A(43)申请公布日2022.09.06(21)申请号202210578276.2(22)申请日2022.05.25(71)申请人中国电子科技集团公司第五十五研究所地址210016江苏省南京市秦淮区中山东路524号(72)发明人王伟凡张凯朱广润代鲲鹏房柏彤(74)专利代理机构南京经纬专利商标代理有限公司32200专利代理师熊玉玮吴树山(51)Int.Cl.H01L29/872(2006.01)H01L29/207(2006.01)H01L21/329(2006.01)权利要求书2页说明书7页附图3页(54)发明名称基于p型GaN结构的结型肖特基二极管及其制备方法(57)摘要本发明公开基于p型GaN结构的结型肖特基二极管及其制备方法,属于基本电气元件的技术领域。该种二极管结构自下而上依次包括衬底、缓冲层、n型GaN层、非故意掺杂GaN层、p型GaN层,非故意掺杂GaN层、p型GaN层为形成于n型GaN层上方的台面结构;阴极位于台面结构以外的n型GaN层上;肖特基接触金属和p型GaN欧姆接触金属以及阳极帽层金属组成阳极,在P型GaN层上制备p型GaN欧姆接触金属,以欧姆接触金属为掩膜自对准刻蚀p型GaN确定肖特基接触金属制备区域。该器件可以精确调控p型GaN欧姆接触金属和肖特基接触金属,具有开启电压小,耐压性能好的优势,适用于GaN高压电力电子领域。CN115020499ACN115020499A权利要求书1/2页1.基于p型GaN结构的结型肖特基二极管,其特征在于,包括:衬底(1),位于衬底(1)上方的缓冲层(2),位于缓冲层(2)上方的n型GaN层(3),位于n型GaN层(3)上方的非故意掺杂i‑GaN层(5),位于非故意掺杂i‑GaN层(5)上方的p型GaN层(6),所述非故意掺杂i‑GaN层(5)和p型GaN层(6)为形成于n型GaN层(3)上方的台面结构;所述结型肖特基二极管还包括:阴极(4),p型GaN欧姆接触金属(7)、肖特基接触金属(8)和阳极帽层金属(9)构成的阳极;所述阴极(4)位于台面结构以外的n型GaN层(3)上,所述p型GaN欧姆接触金属(7)位于p型GaN层(6)的上方,p型GaN层(6)具有以p型GaN欧姆接触金属(7)为掩膜刻蚀的结构,所述肖特基接触金属(8)覆盖刻蚀p型GaN层(6)后形成的位于非故意掺杂i‑GaN层(5)表面的结构,所述阳极帽层金属(9)覆盖肖特基接触金属(8)的表面。2.根据权利要求1所述基于p型GaN结构的结型肖特基二极管,其特征在于,所述p型GaN层(6)的厚度在100nm至500nm之间,p型掺杂浓度在5E18cm‑3至3E20cm‑3之间;所述非故意掺杂i‑GaN层(5)的厚度在1μm至10μm之间,非故意掺杂GaN的掺杂浓度在2E14cm‑3至2E16cm‑3之间;所述n型GaN层(3)的厚度在0.5μm至2μm之间,n型GaN的掺杂浓度在5E18cm‑3至7E19cm‑3之间。3.根据权利要求1或2所述基于p型GaN结构的结型肖特基二极管的制造方法,包括如下具体步骤:步骤一,在衬底(1)上生长缓冲层(2);步骤二,在缓冲层(2)依次生长n型GaN层(3)、非故意掺杂i‑GaN层(5)和p型GaN层(6);步骤三,在p型GaN层(6)表面沉积金属或介质作为硬掩膜;步骤四,在步骤三形成的硬掩膜上定义台面刻蚀掩膜,刻蚀硬掩膜,依次刻蚀p型GaN层(6)、非故意掺杂i‑GaN层(5)直至暴露出n型GaN层(3)的表面,形成台面结构;步骤五,去除刻蚀损伤,并用湿法去除步骤四刻蚀后剩余的硬掩膜;步骤六,在n型GaN层(3)上沉积阴极金属,并进行快速热退火工艺,形成阴极(4);步骤七,在步骤四形成的台面结构上定义p型GaN欧姆接触金属掩膜,再蒸发p型GaN欧姆接触金属,剥离并退火,形成p型GaN欧姆接触金属(7);步骤八,在形成p型GaN欧姆接触金属(7)后的台面结构上定义阳极结构光刻掩膜,以p型GaN欧姆接触金属(7)为硬掩膜,对p型GaN层(6)进行自对准刻蚀直至暴露出非故意掺杂GaN层(5)的表面,去除阳极结构光刻掩膜;步骤九,利用磁控溅射,在圆片正面面溅射肖特基接触金属(8),定义阳极光刻掩膜,随后利用蒸发工艺沉积阳极帽层金属(9)并剥离,形成阳极;步骤十,以阳极帽层金属(9)为掩膜,去除阳极区域以外的肖特基接触金属(8);步骤十一,在圆片正面沉积钝化介质层;步骤十二,定义互联开孔区掩模,刻蚀形成互联开孔;步骤十三,定义互联金属区掩模,通过蒸发与剥离工艺形成互联金属。4.根据权利要求3所述基于p型GaN结构的结型肖特基二极管的制造方法,其特征在于,步骤一中所述衬底(1)的材质为Si、金刚石、