一种氧化镓SBD器件及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种氧化镓SBD器件及其制备方法，氧化镓SBD器件包括：欧姆接触金属层，所述欧姆接触金属为金属钛；衬底层，所述衬底层设置在所述欧姆接触金属的面上；外延层，所述外延层设在所述衬底层的远离所述欧姆接触金属层的面上；斜面层，所述斜面层设置在所述外延层的远离所述衬底层的面上；介质层，所述介质层设置在所述斜面层的远离所述外延层的面上；肖特基接触金属层，所述肖特基接触金属层设置在所述介质层的远离斜面层的面上。也就是说，本发明专利技术引入斜面终端结构，可有效缓解器件表面的电场集中效应，提升器件击穿电压，而且将器件的峰值电场移至体内，可有效降低器件泄漏电流。流。流。

【技术实现步骤摘要】
一种氧化镓SBD器件及其制备方法


[0001]本专利技术属于半导体功率器件
，涉及但不限于一种氧化镓SBD器件及其制备方法。

技术介绍

[0002]近年来，β
‑ꢀ
Ga2O3作为发展起来的一种超宽禁带半导体材料，虽然采用30μm厚的n型Ga2O3材料制备的垂直型肖特基二极管(SBD)能够降低器件的开关损耗，提高电机驱动器的性能，简化开关电源电路中的保护电路，但由于β
‑ꢀ
Ga2O3材料难以实现p型掺杂，导致垂直型SBD器件无法使用终端耐压保护结构。因此垂直型β
‑
Ga2O3SBD器件如何实现较高击穿电压越来越受到人们的关注。
[0003]现有SBD器件的制备过程中，形成欧姆接触金属层；在欧姆接触金属层上形成衬底；在衬底上形成外延层；在外延层上形成台阶结构；在外延层上形成第一钝化层；在第一钝化层上形成金属层；在金属层上形成第二钝化层。
[0004]然而，现有SBD器件的制备过程中由于引入多台阶场板结构，从而导致器件击穿电压的能力和器件泄露电流的能力均不高。
[0005]
技术实现思路

[0006]本专利技术的目的是提供一种氧化镓SBD器件及其制备方法，以解决现有SBD器件中由于引入多台阶场板结构而导致的器件击穿电压的能力和器件泄露电流的能力均不高的问题。
[0007]为解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案：本专利技术提供了一种氧化镓SBD器件，包括：欧姆接触金属层，所述欧姆接触金属为金属钛；衬底层，所述衬底层设置在所述欧姆接触金属层的面上；外延层，所述外延层设在所述衬底层的远离所述欧姆接触金属层的面上；斜面层，所述斜面层设置在所述外延层的远离所述衬底层的面上；介质层，所述介质层设置在所述斜面层的远离所述外延层的面上；肖特基接触金属层，所述肖特基接触金属层设置在所述介质层的远离所述斜面层的面上。
[0008]可选的，所述欧姆接触金属层为金属钛层时，所述金属钛层的厚度为5～50nm。
[0009]可选的，所述衬底层为N型重掺杂β
‑ꢀ
Ga2O3材料，所述肖特基接触金属层中包括Ti、Ni、Mo中的至少一种。
[0010]可选的，所述外延层为N型轻掺杂β
‑ꢀ
Ga2O3材料，且所述外延层具有台阶结构。
[0011]可选的，所述介质层为Al2O3材料，厚度为0.1～1μm；并且，所述介质层上设置有肖特基接触窗口，所述肖特基接触窗口竖直向下延伸至所述斜面层上表面。
[0012]可选的，所述斜面层采用Ga2O3斜面终端结构，并且，所述斜面层与水平面之间的角度为30
°
～60
°
，所述斜面层的宽度为10～100μm。
[0013]本专利技术还提供了一种氧化镓SBD器件的制备方法，所述方法包括：S201.形成N型重掺杂的衬底层；S202.在所述衬底层上形成N型轻掺杂的外延层；S203.采用V型切割工艺在所述外延层的远离所述衬底层的面上形成斜面层；S204.在所述斜面层的远离所述外延层的面上形成介质层；S205.在所述介质层的远离所述外延层的表面上形成肖特基接触金属层；S206.在所述衬底层的远离所述外延层的表面上形成欧姆接触金属层；其中，所述衬底层为N型重掺杂β
‑ꢀ
Ga2O3材料，所述外延层为N型轻掺杂β
‑ꢀ
Ga2O3材料。
[0014]可选的，步骤S204中采用化学气相淀积工艺在所述斜面层的远离所述外延层的面上形成介质层；所述介质层上设置有肖特基接触窗口，所述肖特基接触窗口竖直向下延伸至所述斜面层上表面。
[0015]可选的，S205包括：在所述介质层的远离所述外延层的表面上沉积第一金属层，并对所述第一金属层进行图形化处理以及退火处理后，形成所述肖特基接触金属层。
[0016]可选的，步骤S206包括：在所述衬底层的远离所述外延层的表面上沉积第二金属层，并对所述第二金属层进行退火处理后，形成欧姆接触金属层；其中，所述欧姆接触金属为金属钛。
[0017]本专利技术的有益效果是：本专利技术中的一种氧化镓SBD器件及其制备方法，属于半导体功率器件
，其中氧化镓SBD器件，包括：欧姆接触金属层，所述欧姆接触金属为金属钛；衬底层，所述衬底层设置在所述欧姆接触金属的面上；外延层，所述外延层设在所述衬底层的远离所述欧姆接触金属层的面上；斜面层，所述斜面层设置在所述外延层的远离所述衬底层的面上；介质层，所述介质层设置在所述斜面层的远离所述外延层的面上；肖特基接触金属层，所述肖特基接触金属层设置在所述介质层的远离斜面层的面上。也就是说，本专利技术通过引入斜面终端结构这一技术手段，不仅能够有效缓解器件表面的电场集中效应，提升器件击穿电压，而且能够将器件的峰值电场移至体内，有效降低了器件泄漏电流，结构简单，工艺简单，能耗低，解决了现有氧化镓SBD器件由于临界击穿电场高导致的平面场板终端易在表面出现电场集中，以及恶化器件的耐压特性的问题，从而大大提高了制备氧化镓SBD器件的高效性和可靠性，也提高了氧化镓SBD器件的使用寿命。
附图说明
[0018]图1为本专利技术一实施例提供的氧化镓SBD器件结构示意图；图2为本专利技术另一实施例提供的氧化镓SBD器件的制备方法流程图；图3为本专利技术又一实施例提供的氧化镓SBD器件制备流程图；图4为本专利技术另一实施例提供的制备出的氧化镓SBD器件结构示意图；图5为本专利技术另一实施例提供的电子设备的结构示意图；其中：1
‑
欧姆接触金属层、2
‑
衬底层、3
‑
外延层、4
‑
斜面层、5
‑
介质层、6
‑
肖特基接触金属层。
具体实施方式
[0019]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本专利技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
[0020]因此，以下对在附图中提供的本专利技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本专利技术的范围，而是仅仅表示本专利技术的选定实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0021]应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
[0022]在本专利技术的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该专利技术产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种氧化镓SBD器件，其特征在于，包括：欧姆接触金属层，所述欧姆接触金属为金属钛；衬底层，所述衬底层设置在所述欧姆接触金属层的面上；外延层，所述外延层设在所述衬底层的远离所述欧姆接触金属层的面上；斜面层，所述斜面层设置在所述外延层的远离所述衬底层的面上；介质层，所述介质层设置在所述斜面层的远离所述外延层的面上；肖特基接触金属层，所述肖特基接触金属层设置在所述介质层的远离所述斜面层的面上。2.根据权利要求1所述的氧化镓SBD器件，其特征在于，所述欧姆接触金属层为金属钛层时，所述金属钛层的厚度为5～50nm。3.根据权利要求1所述的氧化镓SBD器件，其特征在于，所述衬底层为N型重掺杂β
‑
Ga2O3材料，所述肖特基接触金属层中包括Ti、Ni、Mo中的至少一种。4.根据权利要求1所述的氧化镓SBD器件，其特征在于，所述外延层为N型轻掺杂β
‑
Ga2O3材料，且所述外延层具有台阶结构。5.根据权利要求1所述的氧化镓SBD器件，其特征在于，所述介质层为Al2O3材料，厚度为0.1～1μm；并且，所述介质层上设置有肖特基接触窗口，所述肖特基接触窗口竖直向下延伸至所述斜面层上表面。6.根据权利要求1所述的氧化镓SBD器件，其特征在于，所述斜面层采用Ga2O3斜面终端结构，并且，所述斜面层与水平面之间的角度为30
°
～60
°
，所述斜面层的宽...

【专利技术属性】
技术研发人员：贾涵博，赵浩男，武锦，
申请(专利权)人：中国科学院微电子所苏州产业技术研究院，
类型：发明
国别省市：