一种氮化镓肖特基势垒二极管及其制造方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115360235A(43)申请公布日2022.11.18(21)申请号202210951099.8C01B21/06(2006.01)(22)申请日2022.08.09(71)申请人江南大学地址214122江苏省无锡市滨湖区蠡湖大道1800号(72)发明人王霄赵梓辰敖金平李杨陈治伟杨毅喆张志达(74)专利代理机构南京禹为知识产权代理事务所(特殊普通合伙)32272专利代理师康伟(51)Int.Cl.H01L29/47(2006.01)H01L29/872(2006.01)H01L21/283(2006.01)H01L21/329(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图1页(54)发明名称一种氮化镓肖特基势垒二极管及其制造方法(57)摘要本发明公开了一种氮化镓肖特基势垒二极管及其制造方法，氮化镓肖特基势垒二极管，由衬底、缓冲层、n+GaN外延层、n‑GaN外延层、欧姆电极、肖特基电极和导电层组成；其中，所述衬底、所述缓冲层、所述n+GaN外延层和所述n‑GaN外延层自下而上依次接触；所述欧姆电极与所述n+GaN外延层的上表面构成欧姆接触；所述肖特基电极与所述n‑GaN外延层的上表面构成肖特基接触；所述欧姆电极和所述肖特基电极的上表面覆盖导电层。本发明采用等离子体氮化形成的氮化镍作为肖特基电极，具有更高的稳定性和更低的反向泄漏电流。CN115360235ACN115360235A权利要求书1/1页1.一种氮化镓肖特基势垒二极管，其特征在于：由衬底、缓冲层、n+GaN外延层、n‑GaN外延层、欧姆电极、肖特基电极和导电层组成；其中，所述衬底、所述缓冲层、所述n+GaN外延层和所述n‑GaN外延层自下而上依次接触；所述欧姆电极与所述n+GaN外延层的上表面构成欧姆接触；所述肖特基电极与所述n‑GaN外延层的上表面构成肖特基接触；所述欧姆电极和所述肖特基电极的上表面覆盖导电层。2.如权利要求1所述的氮化镓肖特基势垒二极管，其特征在于：所述肖特基电极的材料为氮化镍，由镍经过氮气等离子体氮化生成，所述氮化镍与所述n‑GaN外延层构成肖特基势垒接触。3.如权利要求1或2所述的氮化镓肖特基势垒二极管，其特征在于：所述肖特基电极的厚度为1～100nm。4.如权利要求3所述的氮化镓肖特基势垒二极管，其特征在于：所述欧姆电极的材料自下而上依次为钛、铝、钛和金，钛层与所述n+GaN外延层构成欧姆接触；所述欧姆电极的厚度为40～3000nm；所述缓冲层厚度为1～500nm；所述n‑GaN外延层的掺杂浓度为1×1016～1×1018cm‑3，所述n+GaN外延层的掺杂浓度为1×1018～1×1020cm‑3；所述导电层材料为钛和金；所述衬底材料包括硅、蓝宝石、碳化硅、同质氮化镓中的一种。5.如权利要求1、2、4中任一项所述的氮化镓肖特基势垒二极管，其特征在于：所述欧姆电极与所述肖特基电极之间具有0.01～100μm的间距。6.如权利要求5所述的氮化镓肖特基势垒二极管，其特征在于：所述欧姆电极与所述肖特基电极之间具有1μm的间距。7.如权利要求1～6中任一项所述的氮化镓肖特基势垒二极管的制造方法，其特征在于：包括，在衬底上生长缓冲层，其上生长n+GaN外延层和n‑GaN外延层；对n‑GaN外延层进行台面刻蚀，使部分区域露出n+GaN层；在露出的n+GaN外延层上依次进行钛层、铝层、钛层和金层的沉积，在氮气氛围中进行热退火处理，构成欧姆电极；在n‑GaN外延层上先磁控溅射沉淀一层镍，然后用氮气等离子体氮化生成氮化镍，构成肖特基电极；在欧姆电极和肖特基电极上方沉积导电层。8.如权利要求7所述的氮化镓肖特基势垒二极管的制造方法，其特征在于：所述在n‑GaN外延层上先磁控溅射沉淀一层镍，沉淀厚度为1～100nm。9.如权利要求7或8所述的氮化镓肖特基势垒二极管的制造方法，其特征在于：所述用氮气等离子体氮化生成氮化镍，通入等离子体的功率为10～200W，等离子体压强为0.2～10mTorr，反应时间为1～500s。10.如权利要求9所述的氮化镓肖特基势垒二极管的制造方法，其特征在于：通入等离子体的功率为100W，等离子体压强为2mTorr，反应时间为90s。2CN115360235A说明书1/5页一种氮化镓肖特基势垒二极管及其制造方法技术领域[0001]本发明属于微电子技术领域，具体涉及到一种氮化镓肖特基势垒二极管及其制造方法。背景技术[0002]肖特基势垒二极管(SBD)，它是整流电路中一种低功耗、超高速半导体器件。广泛应用于开关电源、变频器等电路作高频、低压、大电流整流二极管使用，或在微波通信等电路中作整流二极管、小信号检波二极管使用。自半导体诞生以来，伴随着器件性能提升的要求以及器件制造技术