一种高阻断电压的氮化镓PN二极管及制备方法技术

一种高阻断电压的氮化镓PN二极管及制备方法,涉及氮化镓功率半导体器件。包括基板、过渡层、漂移层、有源区、漂移通道、场板和金属电极层；有源区第二半导体层、漂移层和两个漂移通道构成一个环状的漂移区结构，相对于仅有横向漂移区的横向结构氮化镓PN二极管或者仅有垂直漂移区的垂直结构氮化镓PN二极管，本发明专利技术中的漂移区的路径总长度大于制作在相同基板及外延层尺寸的横向结构或者垂直结构氮化镓PN二极管中漂移区的路径长度，由此增大氮化镓PN二极管的阻断电压。本发明专利技术具有提高器件的阻断电压，同时使阳极电极、阴极电极和场板电极汇集于器件结构的顶面，形成一种共面的器件输入输出电极结构，便于实现器件的平面集成化以及在功率集成电路中应用等特点。及在功率集成电路中应用等特点。及在功率集成电路中应用等特点。

【技术实现步骤摘要】
一种高阻断电压的氮化镓PN二极管及制备方法


[0001]本专利技术涉及氮化镓功率半导体器件，尤其是一种高阻断电压的氮化镓PN二极管及制备方法，属于电力电子器件


技术介绍

[0002]作为第三代半导体典型代表的氮化镓半导体具备禁带宽度大、击穿电场高、热导率大、电子饱和漂移速率高、抗辐射能力强等优点，氮化镓PN二极管因其高阻断电压、低反向漏电流、高开关速度等优异特性在电源管理、5G移动通信、半导体照明、消费电子等领域具有广泛的应用。
[0003]现行技术中的氮化镓PN二极管主要采用横向与垂直两种结构形式。
[0004]横向结构的氮化镓PN二极管制作在异质外延的氮化镓半导体衬底上，基板为价格低廉的硅基板，或者碳化硅基板，或者蓝宝石基板。现行技术中，横向结构的氮化镓PN二极管一般通过加大极间间距即加大漂移区长度来获得较高的阻断电压，但因此会增大器件芯片尺寸和导通电阻，减小单位芯片面积上的有效电流密度和芯片性能。
[0005]垂直结构的氮化镓PN二极管制作在同质外延的氮化镓半导体衬底上，现行技术中的垂直结构氮化镓PN二极本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高阻断电压的氮化镓PN二极管制备方法，其特征在于，包括以下步骤：1）准备基板；2）在所述基板上生长0.5μm厚的AlN过渡层；3）在所述过渡层上生长8μm厚的N
―
‑
GaN漂移层，Si掺杂浓度为1x10
16 cm
‑3；4）在所述漂移层上生长0.5μm厚的N
+
‑
GaN欧姆接触层，Si掺杂浓度为6 x 10
19 cm
‑3；5）刻蚀N
+
‑
GaN欧姆接触层和N
―
‑
GaN漂移层，形成漂移通道内隔离层沟槽和漂移通道外隔离层沟槽；6）淀积二氧化硅或者氮化硅填充漂移通道内隔离层沟槽和漂移通道外隔离层沟槽，形成漂移通道内隔离层和漂移通道外隔离层；7）刻蚀漂移通道内隔离层，形成场板沟槽；8）淀积Ti/Au填充场板沟槽，形成场板金属层；9）刻蚀漂移通道内隔离层之间的N
+
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GaN欧姆接触层和N
―
‑
GaN漂移层，形成有源区凹槽；10）在有源区凹槽内生长4μm厚连通漂移层的N
―
‑
GaN有源区第二半导体层，Si掺杂浓度为1 x 10
16 cm
‑3；11）在有源区凹槽内有源区第二半导体层上生长1μm厚的P
‑
GaN有源区第一半导体层，Mg掺杂浓度为3 x 10
19 cm
‑3；12）在有源区凹槽内有源区第一半导体层上生长0.5μm厚的P
+
‑
GaN有源区欧姆接触层，Mg掺杂浓度为1 x 10
20 cm
‑3；13）制作阳极电极、阴极电极、场板电极的光刻胶掩模层；14）在光刻胶掩模层上淀积Ti/Al/Ti/Au多金属层，形成阳极电极、阴极电极、场板电极；15）采用600℃，N2气氛中退火形成阳极、阴极电极与相应半导体层的欧姆接触。2.一种高阻断电压的氮化镓PN二极管，其特征在于，包括基板、过渡层、漂移层、有源区、漂移通道、场板和金属电极层；所述基板、过渡层和漂移层自下而上依次相接设置；所述有源区包括自下而上依次相接的有源区第二半导体层、有源区第一半导体层和有源区欧姆接触层；所述漂移通...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵成，韩亚，孙越，王思元，王毅，
申请(专利权)人：扬州扬杰电子科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：