基于顺电介质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顺电介质的肖特基二极管及其制作方法，主要解决现有带有场板结构的Ga

【技术实现步骤摘要】
基于顺电介质的肖特基二极管及其制作方法
本专利技术属于宽禁带半导体器件
，具体涉及一种肖特基二极管，可用于制造高压大功率器件。
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。而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，Ga2O3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。传统的肖特基二极管结构如图1所示，其自上而下包括：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、低掺杂n型Ga2O3薄膜4、肖特基电极Ni层5和肖特基电极Au层6。该结构的器件反向击穿电压远低于材料理想值，限制了Ga2O3肖本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于顺电介质的肖特基二极管，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.基于顺电介质的肖特基二极管，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外延层(4)，其特征在于：
所述低掺杂n型Ga2O3外延层(4)的两侧上方设有顺电介质层(5)，低掺杂n型Ga2O3外延层(4)的中部和顺电介质层(5)内侧的上方依次设有肖特基金属Ni层(6)和肖特基金属Au(7)；
所述顺电介质层(5)采用钛酸锶钡BST材料或钛酸锶铅PST材料，以提升肖特基二极管的反向击穿电压。


2.根据权利要求书1所述的二极管，其特征在于：所述欧姆接触金属Au层(1)的厚度为100-200nm，欧姆接触金属Ti层(2)的厚度为20-50nm。


3.根据权利要求书1所述的二极管，其特征在于：所述高掺杂n型Ga2O3衬底(3)的电子浓度为1018cm-3-1019cm-3，厚度为600um。


4.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外延层(4)的电子浓度为1016cm-3-1017cm-3，厚度为1um。


5.根据权利要求书1所述的二极管，其特征在于：所述顺电介质层(5)采用包括钛酸锶钡BST材料或钛酸锶铅PST材料，其厚度为10-20nm。


6.根据权利要求书1所述的二极管，其特征在于：
肖特基接触金属Ni层(6)的厚度为20-50nm。
肖特基接触金属Au层(7)的厚度为100-200nm。


7.一种基于顺电介质的肖特基二极管制作方法，其特征在于，包括如下步骤:
1)选用高掺杂的n型Ga2O3衬底进行标准清洗；
2)将标准清洗后的衬底放入MOCVD反应室中，分别以三甲基镓TMGa和高纯O2为Ga源和O源，设置反应室温度为700℃，生长压力为120Pa，三甲基镓TMGa流量为10sccm，O2流量为300sccm，在衬底上外延生长厚度为600nm的低掺杂n型Ga2O3薄膜；
3)将外延后的衬底放入电子束蒸发台中，在Ga2O3衬底背面蒸发金属Ti/Au，再在N2环境中进行550℃的60s快速热退火，形成欧姆接触电极的样品；
4)...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯倩，徐周蕊，马红叶，胡志国，于明扬，张雅超，胡壮壮，封兆青，蔡云匆，
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