一种基于ScAlN势垒层的肖特基二极管及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种基于ScAlN势垒层的肖特基二极管及其制备方法，此肖特基二极管包括：从下至上依次层叠设置的衬底层、成核层、缓冲层、插入层、势垒层、帽层和钝化层；阳极凹槽，设置于所述缓冲层的上表面，且位于所述缓冲层、所述插入层、所述势垒层、所述帽层和所述钝化层的同一侧；阳电极，位于所述阳极凹槽内；阴电极，设置于所述帽层的上表面，且位于所述钝化层远离所述阳电极的一侧。本ScAlN势垒层的肖特基二极管及其制备方法，通过采用ScAlN材料的势垒层，可大幅度增大二维电子气面电荷密度，进而增大输出电流，实现高输出功率。同时，阳电极位于采用全凹槽结构的阳极凹槽内，可降低本肖特基二极管开启电压和导通电阻。

【技术实现步骤摘要】
一种基于ScAlN势垒层的肖特基二极管及其制备方法
本专利技术属于半导体器件
，具体涉及一种基于ScAlN势垒层的肖特基二极管及其制备方法。
技术介绍
近年来，随着微电子技术的发展，以GaN为代表的第三代宽禁带半导体材料凭借其大禁带宽度、高临界击穿电场和高电子饱和漂移速度，以及化学性能稳定、耐高温和抗辐射等优异的物理和化学性质，已经生长制备出诸多具有优异性能的器件，并已进入商业化。2020年小米推出旗下首款65WGaN快充，引发了GaN在全球消费电子领域的热潮，使得GaN产业进一步成熟化。其中，AlGaN/GaN横向异质结肖特基二极管具有击穿电压高、开启电阻低和反向恢复时间短等优异特性，容易实现大电流密度和功率密度，应用于功率转换方面能够大大提升系统电能转化效率，降低制备成本。为了适应现下5G基站和下一代电子系统对器件的高频大功率性能的要求，需要对GaN器件的性能进行进一步的提升。现阶段通过提高AlGaN势垒层Al组分和调整势垒层厚度，二维电子气面电荷密度难以进一步大幅度提高，同时散射效应会降低迁移率。二维电子气迁移率和面电荷密度本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于ScAlN势垒层的肖特基二极管，其特征在于，包括：从下至上依次层叠设置的衬底层(1)、成核层(2)、缓冲层(3)、插入层(4)、势垒层(5)、帽层(6)和钝化层(9)；/n阳极凹槽(10)，设置于所述缓冲层(3)的上表面，且位于所述缓冲层(3)、所述插入层(4)、所述势垒层(5)、所述帽层(6)和所述钝化层(9)的同一侧；/n阳电极(8)，位于所述阳极凹槽(10)内；/n阴电极(7)，设置于所述帽层(6)的上表面，且位于所述钝化层(9)远离所述阳电极(8)的一侧。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于ScAlN势垒层的肖特基二极管，其特征在于，包括：从下至上依次层叠设置的衬底层(1)、成核层(2)、缓冲层(3)、插入层(4)、势垒层(5)、帽层(6)和钝化层(9)；
阳极凹槽(10)，设置于所述缓冲层(3)的上表面，且位于所述缓冲层(3)、所述插入层(4)、所述势垒层(5)、所述帽层(6)和所述钝化层(9)的同一侧；
阳电极(8)，位于所述阳极凹槽(10)内；
阴电极(7)，设置于所述帽层(6)的上表面，且位于所述钝化层(9)远离所述阳电极(8)的一侧。


2.根据权利要求1所述的基于ScAlN势垒层的肖特基二极管，其特征在于，所述势垒层(5)的材料为ScAlN。


3.根据权利要求2所述的基于ScAlN势垒层的肖特基二极管，其特征在于，所述势垒层(5)的材料ScAlN中的Sc组分≤60％。


4.根据权利要求1所述的基于ScAlN势垒层的肖特基二极管，其特征在于，所述势垒层(5)的厚度为2～50nm。


5.根据权利要求1所述的基于ScAlN势垒层的肖特基二极管，其特征在于，所述阳极凹槽(10)的深度小于所述阳电极(8)的厚度。


6.一种基于ScAlN势垒层的肖特基二极管的制备方法，用于制备权利要求1至5任一项所述的基于ScAlN势垒层的肖特基二极管，包括：
选取衬底层(1)；
对所述衬底层(1)表面进行消除悬挂键预处理，然后在所述衬底层(1...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵胜雷，朱丹，张进成，陈大正，王中旭，刘志宏，宁静，郝跃，
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