【技术实现步骤摘要】
倾斜式GaN基结势垒肖特基二极管及其制备方法
[0001]本专利技术属于半导体集成电路设计及制造领域,特别是涉及一种倾斜式GaN基结势垒肖特基二极管及其制备方法。
技术介绍
[0002]近年来,宽禁带半导体——氮化镓(GaN)作为继硅Si,砷化镓(GaAS)之后的新一代半导体,因为其优越的物理和电学性能,被广泛应用在功率和射频器件应用领域。氮化镓(GaN)与碳化硅(SiC)和硅(Si)相比,具有更高的品质因子(BV2/R
ON
),同时低缺陷密度的GaN衬底的制备技术的发展,使得高性能的GaN电子器件成为研究的重要对象。
[0003]现有GaN基肖特基二极管(SBD)存在明显的缺陷:由于反向漏电流过大导致器件过早发生击穿,这是在高的反向偏压下,肖特基势垒降低以及肖特基结隧穿电流增大引起的。为了在保持肖特基二极管(SBD)低开启电压的同时降低反向漏电流,主要的方法是采取PN的结构与SBD进行交错排列,形成结势垒肖特基二极管(JBS)结构。结势垒肖特基二极管(JBS)在正向导通时,由于内部肖特基二极管(SBD)结构的存在,其开启电压保持在较低的水平,甚至可以出现二次导通现象,从而保留了肖特基二极管(SBD)优良的正向特性;反向偏压下,相邻的PN结互相扩展联通,此时器件的反向特性表现为PN结的反向特性。
[0004]基于GaN的JBS二极管,具有不同于肖特基二极管(SBD)的改进结构,通过引入PN结来降低隧穿电流对击穿电压的限制,从而实现在保持低的开启电压的同时降低反向漏电流,引起了人们高度 ...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种倾斜式GaN基结势垒肖特基二极管的制备方法,其特征在于,包括:1)提供n型衬底;2)在所述衬底上形成n型GaN漂移层;3)在所述n型GaN漂移层中刻蚀出具有倾斜侧壁的n型GaN漂移区;4)通过离子注入工艺在所述n型GaN漂移区中形成间隔排布的p型掺杂区,其中,所述离子注入工艺的掺杂源包括Mg离子和O离子;5)在所述倾斜侧壁形成倾斜式的场板介质层;6)在所述n型GaN漂移区和所述p型掺杂区上形成阳极,在所述n型衬底的底面形成阴极。2.根据权利要求1所述的倾斜式GaN基结势垒肖特基二极管的制备方法,其特征在于:步骤4)中,所述Mg离子和所述O离子按比例进行双离子注入,所述p型掺杂区的掺杂源中,所述Mg离子掺杂浓度范围为1
×
10
15
cm
‑3~4
×
10
15
cm
‑3,所述O离子掺杂浓度范围为1
×
10
12
cm
‑3~4
×
10
12
cm
‑3,所述p型掺杂区的掺杂深度范围为200纳米~500纳米。3.根据权利要求1所述的倾斜式GaN基结势垒肖特基二极管的制备方法,其特征在于:所述p型掺杂区呈栅条状、栅格状或栅网状排布于所述n型GaN漂移区。4.根据权利要求1所述的倾斜式GaN基结势垒肖特基二极管的制备方法,其特征在于:步骤4)在离子注入后,还包括:在所述n型GaN漂移层表面沉积二氧化硅作为退火帽层,并在1200℃~1400℃和N2氛围下进行快速退火热处理,所述退火帽层的厚度范围为200纳米~500纳米,退火时间为60秒~200秒。5.根据权利要求1所述的倾斜式GaN基结势垒肖特基二极管的制备方法,其特征在于:步骤3)在所述n型GaN漂移层中刻蚀出具有倾斜侧壁的n型GaN漂移区包括:在所述n型GaN漂移层上形成图形化的刻蚀阻挡层;通过变速率干法刻蚀工艺刻蚀所述n型GaN漂移层,以在所述n型GaN漂移层中刻蚀出具有倾斜侧壁的n型GaN漂移区,其中,所述变速率干法刻蚀工艺的刻蚀速率自所述n型GaN漂移层顶面朝底面逐渐减小,以使得所述n型GaN漂移区的顶部宽度小于底部宽度。6.根据权利要求1所述的倾斜式GaN基结势垒肖特基二极管的制备方法,其特征在于:所述倾斜侧壁的倾斜角度范围为30
°
~60
°
。7.根据权利要求1所述的倾斜式GaN基结势垒肖特基二极...
【专利技术属性】
技术研发人员:敖辉,韩甲俊,马正蓊,刘新科,庄文荣,
申请(专利权)人:东莞市中器集成电路有限公司,
类型:发明
国别省市:
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