外延片的制备方法及肖特基二极管技术

本发明专利技术适用于半导体技术领域，提供了一种外延片的制备方法及肖特基二极管，外延片的制备方法包括：在衬底上表面生长重掺杂外延层；在所述重掺杂外延层上表面生长轻掺杂外延层；在所述轻掺杂外延层中制备凹槽，所述凹槽的深度小于所述轻掺杂外延层的厚度；在制备凹槽后的轻掺杂外延层上表面生长二次外延层，所述二次外延层填充所述凹槽，且所述二次外延层的厚度大于所述凹槽的深度。使用本发明专利技术提供的外延片制备肖特基二极管时，能够提高肖特基二极管的反向击穿电压，且不会降低器件的高频性能。

【技术实现步骤摘要】
外延片的制备方法及肖特基二极管
本专利技术属于半导体
，尤其涉及一种外延片的制备方法及肖特基二极管。
技术介绍
半导体肖特基二极管在现代电子工业有广泛的应用，其具有可靠性好、电路设计容易等优点，广泛应用于电力电子、微波射频等领域。半导体肖特基二极管一个重要技术指标是二极管反向击穿电压，二极管反向击穿电压限制了器件的性能及可靠性。为提高肖特基二极管的反向击穿电压，通常采用板场结构和P型环结构，但是，板场结构和P型环结构会降低器件的高频性能。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术实施例提供了一种外延片的制备方法及肖特基二极管，以解决现有技术中提高肖特基二极管的反向击穿电压的同时会降低器件的高频性能的问题。本专利技术实施例的第一方面提供了一种外延片的制备方法：在衬底上表面生长重掺杂外延层；在所述重掺杂外延层上表面生长轻掺杂外延层；在所述轻掺杂外延层中制备凹槽，所述凹槽的深度小于所述轻掺杂外延层的厚度；在制备凹槽后的轻掺杂外延层上表面生长二次外延层，所述二次外延层填充所述凹槽，且所述二次外延层的厚度大于所述凹槽的深度。可选的，还包括：将所述二次外延层进行平坦化处理。可选的，所述在所述轻掺杂外延层中制备凹槽，包括：在所述轻掺杂外延层上表面涂覆光刻胶，经曝光、显影处理后，露出凹槽所在区域的轻掺杂外延层；对所述轻掺杂外延层进行湿法腐蚀、干法腐蚀或刻蚀处理，去除凹槽所在区域的二次外延层；去除所述光刻胶。可选的，所述凹槽的深度大于所述轻掺杂外延层厚度的1/5，且小于所述轻掺杂外延层的4/5。可选的，所述凹槽的形状为矩形、圆形、椭圆形和三角锥形中的任意一种或多种。可选的，所述重掺杂外延层的掺杂浓度范围为1018/cm3至5×1018/cm3，所述轻掺杂外延层的掺杂浓度范围为1015/cm3至1018/cm3，所述二次延层的掺杂浓度范围为1016/cm3至1018/cm3，且所述二次外延层的掺杂浓度与所述轻掺杂外延层的掺杂浓度不同。可选的，所述重掺杂外延层的厚度大于0.5微米，所述轻掺杂外延层的厚度大于0.1微米，所述二次外延层的厚度小于所述轻掺杂外延层的厚度。本专利技术实施例的第二方面提供了一种外延片，所述外延片通过如本专利技术实施例第一方面所述的外延片的制备方法制备得到。本专利技术实施例的第三方面提供了一种肖特基二极管，所述肖特基二极管在如权本专利技术实施例第二方面所述的外延片上制备得到。本专利技术实施例的第四方面提供了一种肖特基二极管的制备方法，包括：本专利技术实施例第一方面所述的外延片的制备方法；还包括：去除所述外延片的二次外延层和轻掺杂外延层，露出阴极电极所在区域的重掺杂外延层和阳极焊盘所在区域的重掺杂外延层，并在露出的重掺杂外延层的上表面分别制备阴极电极和阳极焊盘；制备隔离所述阴极电极和所述阳极焊盘的隔离沟槽；在所述二次外延层上表面生长介质层，露出阳极电极所在的区域的二次外延层，并在露出的二次外延层的上表面制备阳极电极；制备连接所述阳极电极和所述阳极焊盘的阳极空气桥。本专利技术实施例与现有技术相比存在的有益效果是：本专利技术实施例通过在衬底上表面生长重掺杂外延层，在重掺杂外延层上表面生长轻掺杂外延层，在轻掺杂外延层中制备凹槽，且凹槽的深度小于轻掺杂外延层的厚度，在制备凹槽后的轻掺杂外延层上表面生长二次外延层，二次外延层填充所述凹槽，且二次外延层的厚度大于凹槽的深度，在使用该外延片制备肖特基二极管时，由于轻掺杂外延层的表面为凹凸形状，在阳极电极加反向偏压时，阳极电极下面耗尽区边缘也会形成凹凸形状，使局部的电场相对集中，从而减小阳极电极中靠近阴极电极一侧的电场峰值，进而提高器件的击穿电压，且不会影响器件的频率特性。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术一实施例提供的外延片的制备方法的实现流程示意图；图2是本专利技术又一实施例提供的外延片的剖视图；图3是本专利技术再一实施例提供的肖特基二极管的制备方法的实现流程示意图；图4是本专利技术又一实施例提供的肖特基二极管的剖视图。具体实施方式以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本专利技术实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本专利技术。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本专利技术的描述。为了说明本专利技术所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。本专利技术实施例所述的外延片用于制备肖特基二极管。实施例一请参考图1，外延片的制备方法包括：步骤S101，在衬底上表面生长重掺杂外延层。在本专利技术实施例中，如图1所示，衬底201为常见的半导体衬底，衬底201的材质包括但不限于GaN、GaAs和SiC。重掺杂外延层202为高掺杂浓度的半导体层，掺杂浓度范围为1018/cm3至5×1018/cm3。通过分子束外延法(MolecularBeamEpitaxy，MBE)或金属有机化学气相沉积法(Metal-organicChemicalVaporDeposition，MOCVD)在衬底201上表面外延生长重掺杂外延层202，MBE或MOCVD具有自填平现象，能够获得平坦的表面。重掺杂外延层202的厚度大于0.5微米。重掺杂外延层202的材质为制备肖特基二极管的常用半导体材料，包括但不限于GaN、GaAs和SiC。步骤S102，在所述重掺杂外延层上表面生长轻掺杂外延层。在本专利技术实施例中，如图2所示，轻掺杂外延层203为低掺杂浓度的半导体层，掺杂浓度范围为1015/cm3至1018/cm3，通过MBE或MOCVD在重掺杂外延层202上表面外延生长轻掺杂外延层203。轻掺杂外延层203的厚度大于0.1微米。轻掺杂外延层203的材质与重掺杂外延层202的材质相同。步骤S103，在所述轻掺杂外延层中制备凹槽，所述凹槽的深度小于所述轻掺杂外延层的厚度。在本专利技术实施例中，在轻掺杂外延层203中制备凹槽204。凹槽204的形状为矩形、圆形、椭圆形和三角锥形中的任意一种或多种。凹槽204的数量为多个，通过凹槽204在轻掺杂外延层中形成具有凹凸形状的表面。可选的，所述凹槽的深度大于所述轻掺杂外延层厚度的1/5，且小于所述轻掺杂外延层的4/5。可选的，步骤S103的实现方式为：在所述轻掺杂外延层上表面涂覆光刻胶，经曝光、显影处理后，露出凹槽所在区域的轻掺杂外延层；对所述轻掺杂外延层进行湿法腐蚀、干法腐蚀或刻蚀处理，去除所述凹槽所在区域的二次外延层；去除所述光刻胶。在本专利技术实施例中，通过光刻工艺在轻掺杂外延层中除凹槽所在区域以外区域的上表面涂覆光刻胶，露出需要制备凹槽的区域，再通过湿法腐蚀、干法腐蚀或光刻去除露出的二次外延层，制备出凹槽204，最后去除光刻胶。步骤S104，在制备凹槽后的轻掺杂外延层上表面生长二次外延层，所述二次外延层填充所述凹槽；且所述二次外延层的厚度大于所述凹槽的深度。在本专利技术实施例中，通过MBE或MOCVD在轻掺杂外延层203上表面外延生长二次外延层205。二次外延层205的掺本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种外延片的制备方法，其特征在于，包括：在衬底上表面生长重掺杂外延层；在所述重掺杂外延层上表面生长轻掺杂外延层；在所述轻掺杂外延层中制备凹槽，所述凹槽的深度小于所述轻掺杂外延层的厚度；在制备凹槽后的轻掺杂外延层上表面生长二次外延层，所述二次外延层填充所述凹槽，且所述二次外延层的厚度大于所述凹槽的深度。

【技术特征摘要】
1.一种外延片的制备方法，其特征在于，包括：在衬底上表面生长重掺杂外延层；在所述重掺杂外延层上表面生长轻掺杂外延层；在所述轻掺杂外延层中制备凹槽，所述凹槽的深度小于所述轻掺杂外延层的厚度；在制备凹槽后的轻掺杂外延层上表面生长二次外延层，所述二次外延层填充所述凹槽，且所述二次外延层的厚度大于所述凹槽的深度。2.如权利要求1所述的外延片的制备方法，其特征在于，还包括：将所述二次外延层进行平坦化处理。3.如权利要求1所述的外延片的制备方法，其特征在于，所述在所述轻掺杂外延层中制备凹槽，包括：在所述轻掺杂外延层上表面涂覆光刻胶，经曝光、显影处理后，露出凹槽所在区域的轻掺杂外延层；对所述轻掺杂外延层进行湿法腐蚀、干法腐蚀或刻蚀处理，去除凹槽所在区域的二次外延层；去除所述光刻胶。4.如权利要求1所述的外延片的制备方法，其特征在于，所述凹槽的深度大于所述轻掺杂外延层厚度的1/5，且小于所述轻掺杂外延层的4/5。5.如权利要求1所述的外延片的制备方法，其特征在于，所述凹槽的形状为矩形、圆形、椭圆形和三角锥形中的任意一种或多种。6.如权利要求1所述的外延片的制备方法，其特征在于，所述重掺杂外延层的掺杂浓度范围为1018/cm3至5×1018/...

【专利技术属性】
技术研发人员：邢东，冯志红，赵向阳，王元刚，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第十三研究所，
类型：发明
国别省市：河北,13