【技术实现步骤摘要】
一种GaN基肖特基二极管及其制备方法
本专利技术涉及一种GaN基肖特基二极管及其制备方法，属于半导体器件
技术介绍
第三代半导体GaN材料具有宽带隙、高击穿场强、高饱和电子漂移速度以及高浓度异质结二维电子气等优异的特性，是制备高功率、高击穿电压以及高频率电力电子器件的优选结构，在无线通信、电力系统、探测等领域具有重要的应用前景。近年来，基于GaN异质结的二极管器件取得较大进步，可被广泛应用于整流电路、逆变桥、开关型稳压电路等结构中。如何降低二极管的正向开启电压，同时不影响其反向漏电流，是高功率开关应用研究的关键所在。常用于减小二极管开启电压的手段是通过选用低功函数金属来降低肖特基接触势垒来实现。然而，在有效降低二极管开启电压的同时，因肖特基势垒的下降，反向状态下二极管对电流的截止作用变差，反向漏电增加。针对GaN异质结基二极管降低开启电压和提高反向击穿电压，国内外研究人员已经提出多种改善方案。日本古川电工公司的Yoshida等提出一种高低功函数金属层混合电极的二极管结构，并有效降低了器件的开启电压。...
【技术保护点】
1.一种GaN基肖特基二极管，其特征在于：包括衬底(1)、缓冲层(2)、沟道层(3)、势垒层(4)、p-GaN帽层(5)、绝缘介质(6)、第一阳极金属(7)、第二阳极金属(8)、阴极金属(9)和钝化层(10)；所述肖特基二极管的结构自下而上依次包括衬底(1)、缓冲层(2)、沟道层(3)、势垒层(4)、p-GaN帽层(5)，所述势垒层(4)的上方具有基于p-GaN的MIS栅控结构、混合阳极结构和阴极结构，所述基于p-GaN的MIS栅控结构包含p-GaN帽层(5)、绝缘介质(6)与第一阳极金属(7)，所述混合阳极结构包含第一阳极金属(7)和第二阳极金属(8)，第一阳极金属(7)...
【技术特征摘要】
1.一种GaN基肖特基二极管，其特征在于：包括衬底(1)、缓冲层(2)、沟道层(3)、势垒层(4)、p-GaN帽层(5)、绝缘介质(6)、第一阳极金属(7)、第二阳极金属(8)、阴极金属(9)和钝化层(10)；所述肖特基二极管的结构自下而上依次包括衬底(1)、缓冲层(2)、沟道层(3)、势垒层(4)、p-GaN帽层(5)，所述势垒层(4)的上方具有基于p-GaN的MIS栅控结构、混合阳极结构和阴极结构，所述基于p-GaN的MIS栅控结构包含p-GaN帽层(5)、绝缘介质(6)与第一阳极金属(7)，所述混合阳极结构包含第一阳极金属(7)和第二阳极金属(8)，第一阳极金属(7)为高功函数金属，位于绝缘介质(6)上部，与p-GaN帽层(5)三者间形成MIS栅控结构，第二阳极金属(8)为低功函数金属，一部分覆盖于第一阳极金属(7)上形成场板结构，另一部分覆盖于势垒层(4)上形成欧姆接触，所述阴极金属(9)是在势垒层(4)上沉积金属退火而形成的欧姆接触，所述钝化层(10)覆盖于势垒层(4)的表面上且在电极对应的位置处开设有窗口。
2.根据权利要求1所述的一种GaN基肖特基二极管，其特征在于：所述衬底(1)为SiC、Si、蓝宝石、金刚石和GaN自支撑衬底中的任一种；所述缓冲层(2)为AlN、AlGaN、GaN材料中的一种或多种组成的单层或多层结构；所述沟道层(3)为GaN、AlN、AlGaN中的一种；所述势垒层(4)为AlGaN、AlInN、AlN、AlInGaN中的一种。
3.根据权利要求1所述的一种GaN基肖特基二极管，其特征在于：所述绝缘介质(6)为HfO2、ZrO2、Si3N4、SiO2、Al2O3、AlON的一种或多种组合，总厚度为1～100nm。
4.根据权利要求1所述的一种GaN基肖特基二极管，其特征在于：所述低功函数金属为Ti、Al、Ti-Au合金中的一种；所述高功函数金属为W、Ni、Pt、TiN中的一种。
5.根据权利要求1所述的一种GaN基肖特基二极管，其特征在于：所述阴极金属(9)为Ti-Al合金、Ti-Al-Ti-Au合金、Ti-Al-Ni-Au合金、Ti-Al-Mo-Au合金中的一种。
6.根据权利要求1所述的一种GaN基肖特基二极管，其特征在于：所述钝化层...
【专利技术属性】
技术研发人员：王登贵，周建军，陈韬，孔岑，孔月婵，陈堂胜，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第五十五研究所，
类型：发明
国别省市：江苏;32
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