一种氮化镓基肖特基二极管半导体器件及制造方法技术

一种氮化镓基肖特基二极管半导体器件及制造方法，包括以下步骤：在硅单晶衬底上依次形成AlN层、掺杂Fe离子的AlGaN层、掺杂碳离子的GaN外延层、非掺杂的GaN外延层、非掺杂的AlGaN外延层,以及GaN帽层；形成第一接触孔掩模开孔，并在第一接触孔掩模开孔中形成阴极金属；形成第一肖特基接触孔，在第一肖特基接触孔中形成第一肖特基金属，并与GaN表面构成低势垒肖特基接触；形成第二肖特基接触孔，在第二肖特基接触孔中形成第二肖特基金属，并与GaN表面构成高势垒肖特基接触；形成肖特基二极管的阳板垫层和阴极金属垫层。本发明专利技术的半导体器件，由两种不同势垒的肖特基势垒接触组成，在低导通电压下能注入更多的电流，反向偏置时，能保持较低的反向漏电流。

Gallium nitride Kishor Te Ki diode semiconductor device and manufacturing method thereof

A GaN Kishor Te Ki diode semiconductor device and its manufacturing method, which comprises the following steps: in a silicon single crystal substrate are sequentially formed on the AlN layer, AlGaN layer, Fe doping ion doped carbon ion GaN epitaxial layer, non doped GaN epitaxial layer, non doped epitaxial AlGaN layer and GaN cap layer; forming a first contact hole mask die hole, forming the cathode metal and mask in the first contact hole; forming a first contact hole forming the first Schottky and Schottky Schottky in the first metal contact hole, and a low barrier Schottky contact with the surface of GaN; second Schottky formed a contact hole formed in the second Schottky Schottky second metal contact hole, and a high barrier Schottky contact with the surface of the GaN board; Yang formation of Schottky diode and the cathode metal layer. The semiconductor device of the present invention consists of two Schottky barrier contacts with different potential barriers, which can inject more current at low conduction voltage, and can maintain a lower reverse leakage current when the reverse bias is applied.

【技术实现步骤摘要】
一种氮化镓基肖特基二极管半导体器件及制造方法
本专利技术涉及一种氮化镓半导体器件，尤其涉及一种氮化镓基肖特基二极管半导体器件及制造方法。
技术介绍
第三代半导体材料,包括CdS、ZnO、SiC、GaN、金刚石等。这些半导体材料的禁带宽度都大于2.2eV,在电子器件方面，对SiC和GaN研究得相对比较成熟,是目前世界半导体材料和器件研究领域中的热点。氮化镓(GaN)禁带宽度是3.4eV,宽禁带使GaN材料能够承受更高的工作温度，也使GaN材料有更大的击穿电场,更大的击穿电场意味着器件能够承受更高的工作电压，可以提高器件的功率特性,GaN也有高的电子饱和漂移速度和高的热导率,总的来说，GaN是可以用来制造高频，高压大功率半导体器件的优良材料。氮化镓基异质结材料是氮化镓(GaN)材料中的重要代表，其延续了GaN材料高击穿电场、高电子饱和漂移速度等优点。A1GaN／GaN是GaN基异质结材料中的主要结构代表,A1GaN／GaN异质结中，A1GaN为宽禁带材料，GaN为窄带材料，两者形成I型异质结，2DEG位于异质结界面的GaN一侧。AlGaN／GaN已经被大量地应用在光电和电子器件方面，这也本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种氮化镓基肖特基二极管半导体器件的制造方法，包括以下步骤：1）在硅单晶衬底上依次形成AlN层、掺杂Fe离子的AlGaN层、掺杂碳离子的GaN外延层、非掺杂的GaN外延层、非掺杂的AlGaN外延层, 以及GaN帽层；2）形成第一接触孔掩模开孔，并在第一接触孔掩模开孔中形成阴极金属；3）形成第一肖特基接触孔，在第一肖特基接触孔中形成第一肖特基金属，并与GaN表面构成低势垒肖特基接触；4）形成第二肖特基接触孔，在第二肖特基接触孔中形成第二肖特基金属，并与GaN表面构成高势垒肖特基接触；5）形成肖特基二极管的阳板垫层和阴极金属垫层。

【技术特征摘要】
1.一种氮化镓基肖特基二极管半导体器件的制造方法，包括以下步骤：1）在硅单晶衬底上依次形成AlN层、掺杂Fe离子的AlGaN层、掺杂碳离子的GaN外延层、非掺杂的GaN外延层、非掺杂的AlGaN外延层,以及GaN帽层；2）形成第一接触孔掩模开孔，并在第一接触孔掩模开孔中形成阴极金属；3）形成第一肖特基接触孔，在第一肖特基接触孔中形成第一肖特基金属，并与GaN表面构成低势垒肖特基接触；4）形成第二肖特基接触孔，在第二肖特基接触孔中形成第二肖特基金属，并与GaN表面构成高势垒肖特基接触；5）形成肖特基二极管的阳板垫层和阴极金属垫层。2.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，步骤1)所述AlN层厚度为300纳米，掺杂Fe离子的AlGaN层厚度为2微米，掺杂碳离子的GaN外延层厚度为2微米，非掺杂的GaN外延层厚度为0.3微米，非掺杂的AlGaN外延层厚度为25纳米,GaN帽层厚度为25埃。3.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述步骤2)进一步包括以下步骤：在GaN帽层表面积淀光刻涂层，利用第一开孔掩模版与光刻步骤,暴露出部分GaN帽层的表面，从而形成第一接触孔掩模开孔；通过电子束蒸发将金属层蒸发至所述表面；利用剥离工艺，在第一接触孔掩模开孔中留下金属作为阴极金属；在氮气环境中经退火处理。4.根据权利要求3所述的制造方法，其特征在于，所述金属层为由Ti、Al、Ni和Ag组成，或由Ti、Ni和Ag组成，或由Ti、Al、Ni和Au组成。5.根据权利要求3所述的制造方法，其特征在于，所述第一开孔掩模版的开孔宽度为1um至100um,孔间距为1um至50um；开孔形状为正方形、圆形或长方形。6.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述步骤3)进一步包括以下步骤：在GaN表面积淀光刻涂层，利用第二开孔掩模版在暴露出部分GaN的表面形成第一肖特基接触孔；通过电子束蒸发将金属蒸发至所述第二接触孔掩模开孔与光刻涂层表面；利用剥离工艺在所述第一肖特基接触孔中留下金属作为第一肖特基金属；在氮气环境中经500℃至850℃之间、30sec至60sec之间的快速退火处理，第一肖特基金属与GaN表面形成低势垒肖特基接触。7.根据权利要求6所述的制造方法，其特征在于，所述第二开孔掩模版的开孔宽度为1um至10um,孔间距为1um至3um；开孔形状为正方形、圆形或长方形。...

【专利技术属性】
技术研发人员：欧阳伟伦，梁安杰，罗文健，
申请(专利权)人：香港商莫斯飞特半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：中国香港,81