肖特基二极管的制备方法技术

本发明专利技术涉及半导体领域，特别涉及一种肖特基二极管的制备方法。该方法包括：在衬底上外延第一n型氧化镓层；制备再生长掩膜层；其中，所述再生长掩膜层位于待制备的凹槽结构所对应的区域；制备再生长掩膜层后，外延第二n型氧化镓层；制备第一阳极金属层；将所述再生长掩膜层、所述再生长掩膜层上方的所述第二n型氧化镓层和所述再生长掩膜层上方的所述第一阳极金属层去除，形成凹槽结构；淀积绝缘介质层；将第一区域的绝缘介质层去除，保留第二区域的绝缘介质层，其中，所述第一区域位于所述第一阳极金属层所对应的区域范围内，所述第二区域包括所述凹槽结构所对应的区域。上述方法可以将阳极金属和凹槽完全对齐且可精准控制凹槽深度。

Preparation of Schottky diode

【技术实现步骤摘要】
肖特基二极管的制备方法
本专利技术涉及半导体领域，特别涉及一种肖特基二极管的制备方法。
技术介绍
随着半导体器件应用在越来越多的
，传统硅基等窄禁带半导体二极管遭遇到了诸多挑战，其中击穿电压难以满足要求日益增长的需求，成为影响进一步提升器件性能的关键因素之一。氧化镓(Ga2O3)与以SiC、GaN为代表的第三代半导体材料相比较，具有更宽的禁带宽度，击穿场强相当于Si的20倍以上，SiC和GaN的2倍以上，从理论上说，在制造相同耐压的二极管器件时，器件的导通电阻可降为SiC的1/10、GaN的1/3，Ga2O3材料的巴利伽优值是SiC的18倍、GaN材料的4倍以上，因此Ga2O3是一种性能优异的适于功率器件和高压开关器件制备的宽禁带半导体材料。宽禁带氧化镓肖特基二极管具有高击穿、低导通电阻等优势，但是镜像力致势垒降低限制了氧化镓肖特基二极管特性的击穿电压与导通特性。现有的具有凹槽结构的肖特基二极管可将表面电场峰值引入体内，一定程度上降低了镜像力导致的势垒降低效应的影响，从而提高了击穿电压，改善了导通特性。然而，现有方法在制作凹槽结构时，难以使阳极金属和凹槽完全对准且难以精准控制凹槽的深度。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术实施例提供了一种肖特基二极管的制备方法，以解决现有的制作具有凹槽结构的肖特基二极管的方法难以使阳极金属与凹槽完全对准和难以精准控制凹槽的深度的问题。本专利技术实施例提供了一种肖特基二极管的制备方法，包括：在衬底上外延第一n型氧化镓层；在所述第一n型氧化镓层上制备再生长掩膜层；其中，所述再生长掩膜层位于待制备的凹槽结构所对应的区域；制备再生长掩膜层后，外延第二n型氧化镓层；在所述第二n型氧化镓层上制备第一阳极金属层；将所述再生长掩膜层、所述再生长掩膜层上方的所述第二n型氧化镓层和所述再生长掩膜层上方的所述第一阳极金属层去除，形成凹槽结构；在形成凹槽结构后，淀积绝缘介质层；将第一区域的绝缘介质层去除，保留第二区域的绝缘介质层，其中，所述第一区域位于所述第一阳极金属层所对应的区域范围内，所述第二区域包括所述凹槽结构所对应的区域；制备正面第二阳极金属层和背面阴极金属层。可选的，在衬底上外延第一n型氧化镓层之前，还包括：在衬底上外延第三n型氧化镓层；其中，所述第一n型氧化镓层的掺杂浓度小于所述第三n型氧化镓层的掺杂浓度。可选的，所述在所述第一n型氧化镓层上制备再生长掩膜层，包括：通过光刻和湿法腐蚀将待制备的凹槽结构所对应的区域以外的掩膜层去除，使待制备的凹槽结构所对应的区域的掩膜层形成再生长掩膜层。可选的，所述再生长掩膜层包括SiO2、Si3N4、Al2O3、HfO2和MgO中的任意一种。可选的，所述第二n型氧化镓层的掺杂浓度小于或等于所述第一n型氧化镓层的掺杂浓度；当所述第二n型氧化镓层为从上至下浓度增加的多层结构时，最下层的n型氧化镓层的掺杂浓度小于或等于所述第一n型氧化镓层的掺杂浓度。可选的，H1/H2>N1或者，H1-H2>N2其中，H1为所述再生长掩膜层的厚度和所述第一阳极金属层的厚度之和，H2为所述第二n型氧化镓层的厚度，N1为第一预设数值，N2为第二预设数值可选的，所述将所述再生长掩膜层、所述再生长掩膜层上方的所述第二n型氧化镓层和所述再生长掩膜层上方的所述第一阳极金属层去除，形成凹槽结构，包括：将制备了第一阳极金属层的外延片投入预设溶液中，直至将所述再生长掩膜层去除，其中，所述预设溶液为所述再生长掩膜层的腐蚀液。可选的，所述绝缘介质层包括SiO2、Si3N4、AlN、HfTiO、Sc2O3、Ga2O3、Al2O3、HfO2、SiNO和MgO中的任意一种。可选的，所述将第一区域的绝缘介质层去除，包括：通过光刻和刻蚀工艺去除第一区域的绝缘介质层，使位于所述凹槽结构两侧的所述第一阳极金属层均有部分不被所述绝缘介质层覆盖。可选的，所述制备正面第二阳极金属层，包括：在将第一区域的绝缘介质层去除后，蒸发第二阳极金属层，所述第二阳极金属层连接位于所述凹槽结构两侧的第一阳极金属层。本专利技术实施例在制备肖特基二极管时，在第一n型氧化镓层上制备再生长掩膜层，且再生长掩膜层和待制备的凹槽结构所在的区域相对应。在第一n型氧化镓层和再生长掩膜层上外延第二n型氧化镓层后，先在所述第二n型氧化镓层上制备第一阳极金属层，再将所述再生长掩膜层、所述再生长掩膜层上方的所述第二n型氧化镓层和所述再生长掩膜层上方的所述第一阳极金属层同时去除，从而形成具有凹槽结构的轻掺漂移层，且阳极金属和凹槽完全对准。同时，由于生长的第二n型氧化镓层的厚度即为凹槽的深度，因此可以通过控制生长的第二n型氧化镓层的厚度精准控制凹槽的深度。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是本专利技术实施例提供的肖特基二极管的制备方法流程示意图；图2是本专利技术实施例提供的在衬底上外延第一n型氧化镓层后的剖面结构示意图；图3是本专利技术实施例提供的在第一n型氧化镓层上制备再生长掩膜层后的剖面结构示意图；图4是本专利技术实施例提供的外延第二n型氧化镓层后的剖面结构示意图；图5是本专利技术实施例提供的在第二n型氧化镓层上制备第一阳极金属层后的剖面结构示意图；图6是本专利技术实施例提供的形成凹槽结构后的剖面结构示意图；图7是本专利技术实施例提供的淀积绝缘介质层后的剖面结构示意图；图8是本专利技术实施例提供的将第一区域的绝缘介质层去除后的剖面结构示意图；图9是本专利技术实施例提供的制备制备正面第二阳极金属层和背面阴极金属层后的剖面结构示意图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下对照附图并结合实施例，对本专利技术做进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。图1是本专利技术实施例提供的肖特基二极管的制备方法流程示意图，参示图1，该肖特基二极管的制备方法可以包括：步骤S101，在衬底上外延第一n型氧化镓层。本专利技术实施例中，衬底可以为N型重掺杂的氧化镓衬底。第一n型氧化镓层可以通过掺杂Si或Sn实现，第一n型氧化镓层的厚度根据实际需求进行设定。步骤S102，在所述第一n型氧化镓层上制备再生长掩膜层；其中，所述再生长掩膜层位于待制备的凹槽结构所对应的区域。本专利技术实施例中，为了在后续步骤中控制凹槽深度并使阳极金属和凹槽完全对准，采用再生长的方法制作具有凹槽结构的漂移区。首先在待制备的凹槽结构所对应的区域制备再生长掩膜层。步骤S103，制备再生长掩膜层后，外延第本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种肖特基二极管的制备方法，其特征在于，包括：/n在衬底上外延第一n型氧化镓层；/n在所述第一n型氧化镓层上制备再生长掩膜层；其中，所述再生长掩膜层位于待制备的凹槽结构所对应的区域；/n制备再生长掩膜层后，外延第二n型氧化镓层；/n在所述第二n型氧化镓层上制备第一阳极金属层；/n将所述再生长掩膜层、所述再生长掩膜层上方的所述第二n型氧化镓层和所述再生长掩膜层上方的所述第一阳极金属层去除，形成凹槽结构；/n在形成凹槽结构后，淀积绝缘介质层；/n将第一区域的绝缘介质层去除，保留第二区域的绝缘介质层，其中，所述第一区域位于所述第一阳极金属层所对应的区域范围内，所述第二区域包括所述凹槽结构所对应的区域；/n制备正面第二阳极金属层和背面阴极金属层。/n

【技术特征摘要】
1.一种肖特基二极管的制备方法，其特征在于，包括：
在衬底上外延第一n型氧化镓层；
在所述第一n型氧化镓层上制备再生长掩膜层；其中，所述再生长掩膜层位于待制备的凹槽结构所对应的区域；
制备再生长掩膜层后，外延第二n型氧化镓层；
在所述第二n型氧化镓层上制备第一阳极金属层；
将所述再生长掩膜层、所述再生长掩膜层上方的所述第二n型氧化镓层和所述再生长掩膜层上方的所述第一阳极金属层去除，形成凹槽结构；
在形成凹槽结构后，淀积绝缘介质层；
将第一区域的绝缘介质层去除，保留第二区域的绝缘介质层，其中，所述第一区域位于所述第一阳极金属层所对应的区域范围内，所述第二区域包括所述凹槽结构所对应的区域；
制备正面第二阳极金属层和背面阴极金属层。


2.如权利要求1所述的肖特基二极管的制备方法，其特征在于，在衬底上外延第一n型氧化镓层之前，还包括：
在衬底上外延第三n型氧化镓层；其中，所述第一n型氧化镓层的掺杂浓度小于所述第三n型氧化镓层的掺杂浓度。


3.如权利要求1所述的肖特基二极管的制备方法，其特征在于，所述在所述第一n型氧化镓层上制备再生长掩膜层，包括：
通过光刻和湿法腐蚀将待制备的凹槽结构所对应的区域以外的掩膜层去除，使待制备的凹槽结构所对应的区域的掩膜层形成再生长掩膜层。


4.如权利要求1所述的肖特基二极管的制备方法，其特征在于，所述再生长掩膜层包括SiO2、Si3N4、Al2O3、HfO2和MgO中的任意一种。


5.如权利要求1所述的肖特基二极管的制备方法，其特征在于，
所述第二n型氧化镓层的掺杂浓度小于或等于所述第一n型氧化...

【专利技术属性】
技术研发人员：王元刚，冯志红，吕元杰，周幸叶，谭鑫，韩婷婷，梁士雄，
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