基于p型NiO薄膜和斜面终端结构的肖特基二极管及其制作方法技术

本发明专利技术公开了一种基于p型NiO薄膜和斜面终端结构的肖特基二极管，主要解决现有肖特基二极管器件击穿电压过低无法广泛应用在高压高功率器件中的问题。其自下而上包括：欧姆接触金属Au层、欧姆接触金属Ti层、高掺杂n型Ga

【技术实现步骤摘要】
基于p型NiO薄膜和斜面终端结构的肖特基二极管及其制作方法
本专利技术属于微电子器件
，特别涉及一种肖特基二极管，可用作功率器件和高压开关器件。
技术介绍
氧化镓(Ga2O3)半导体材料具有超宽的禁带宽度(约为4.8eV)和超高临界击穿场强(约为8MV/cm)。国际上通常采用巴利加(Baliga)优值来评价材料适合功率器件的程度，Ga2O3的巴利加优值是GaN的4倍，是SiC的10倍，是Si的3444倍，即在具有相同导通电阻的情况下，Ga2O3具有更高的耐压能力。此外，相比于GaN和SiC衬底，Ga2O3单晶衬底可通过提拉法、浮区法和倒模法等方法生长，具有低成本优势；同时，Ga2O3的n型可控掺杂更容易实现，因此Ga2O3是新一代功率半导体材料强有力的竞争者。为了提高Ga2O3肖特基二极管器件的性能，就必须提高器件在反向关断状态下的击穿电压，而Ga2O3二极管器件的击穿主要发生在电场分布集中的肖特基结的边缘终端，因此要提高器件的击穿电压，必须使肖特基结处的电场重新分布。为此，人们通过加入斜面结构使得器件在开关比仍然大于10本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于p型NiO薄膜和斜面终端结构的肖特基二极管，自下而上包括：欧姆接触金属Au层(1)、欧姆接触金属Ti层(2)、高掺杂n型Ga

【技术特征摘要】
1.一种基于p型NiO薄膜和斜面终端结构的肖特基二极管，自下而上包括：欧姆接触金属Au层(1)、欧姆接触金属Ti层(2)、高掺杂n型Ga2O3衬底(3)和低掺杂n型Ga2O3薄膜(4)，其特征在于：低掺杂n型Ga2O3薄膜(4)的上面设有p型NiO薄膜(5)，该p型NiO薄膜(5)的边缘刻有斜面终端结构(7)，中间设有深度至低掺杂n型Ga2O3薄膜(4)的凹槽(10)，凹槽(10)和p型NiO薄膜(5)的表面依次设有肖特基电极Ni层(8)和肖特基电极Au层(9)。


2.根据权利要求书1所述的二极管，其特征在于：n型Ga2O3衬底(3)的掺杂浓度为1018cm-3-1019cm-3。


3.根据权利要求书1所述的二极管，其特征在于：所述低掺杂n型Ga2O3薄膜(4)，其掺杂浓度为1016cm-3-1017cm-3，厚度为1-10μm，且两端采用斜面结构(6)，该斜面高度为400-600nm，倾斜角度为40°-60°。


4.根据权利要求书1所述的二极管，其特征在于：所述p型NiO薄膜(5)，其掺杂浓度为1×1017cm-3-9×1017cm-3，厚度为100-200nm，且两端斜面结构(7)的倾斜角度为40°-60°，高度为100-200nm，中间凹槽(10)的高度为100-200nm。


5.根据权利要求书1所述的二极管，其特征在于：欧姆接触Au金属层(1)的厚度为100-200nm，欧姆接触电极Ti金属层(2)的厚度为50-100nm。


6.根据权利要求书1所述的二极管，其特征在于：肖特基电极Ni层(8)的厚度为20-50nm，肖特基电极Au层(9)的厚度为100-200nm，这两肖特基电极自下而上覆盖在凹槽(10)两边的NiO薄膜(5)上，长度均为0.5-1μm。


7.一种基于p型NiO薄膜和斜面终端结构的肖特基二极管制作方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)对掺杂浓度为1018cm-3-1019cm-3的n型Ga2O3衬底进行标准清洗；
2)将清洗后的衬底放入MOCVD设备中外延生长厚度为1-10μm、掺杂浓度为1016cm-3-1017cm-3的n型Ga2O3薄膜；
3)将外延生长Ga2O3薄膜的衬底依次进行有机溶剂和去离子水清洗后，再放入HF:H2O＝1:1的溶液中腐蚀30-60s，最后用流动的去离子水清洗并用高纯氮气吹干；
4)将清洗后的Ga2O3衬底放入电子束蒸发台中，在Ga2O3衬底背面依次蒸发淀积厚度为50-100nm的Ti金属层和厚度为100-200nm的Au金属层；然后在N2环境中进行500-600℃、55-65s的快速热退火，形成欧姆接触电极的样品；
5)选取直径为50mm、厚度为3mm、纯度为99.9％的固体柱NiO靶材，将制作完欧姆接触电极的样品和固体柱NiO靶材放入磁控溅射...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯倩，于明扬，胡志国，田旭升，马红叶，徐周蕊，张进成，张春福，张雅超，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61