【技术实现步骤摘要】
一种氮化镓PIN二极管及其制备方法
本专利技术涉及一种氮化镓功率半导体器件,尤其是一种高阻断电压的氮化镓PIN二极管及其制备方法,属于电力电子器件
技术介绍
氮化镓半导体具备禁带宽度大、临界击穿电场高、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PIN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阔的应用前景。现行技术中的氮化镓PIN二极管主要采用垂直与横向两种结构形式。横向结构的氮化镓PIN二极管制作在异质外延的氮化镓半导体衬底上,所用外延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。现行技术中一般通过增加横向结构氮化镓PIN二极管的漂移区长度即增加其横向尺度以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,从而导致芯片面积和研制成本的增加。垂直结构的氮化镓PIN二极管制作在同质外延的氮化镓半导体衬底上,现行技术中一般采用较大厚度的氮化镓半导体外延层 ...
【技术保护点】
1.一种氮化镓PIN二极管的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:/n1)准备基板;/n2)在基板上淀积0.5μm厚的AlN过渡层;/n3)在过渡层上淀积8μm厚的I-GaN漂移层;/n4)在所述漂移层上淀积1μm厚的N-GaN第三半导体层,Si掺杂浓度为1×10
【技术特征摘要】
1.一种氮化镓PIN二极管的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
1)准备基板;
2)在基板上淀积0.5μm厚的AlN过渡层;
3)在过渡层上淀积8μm厚的I-GaN漂移层;
4)在所述漂移层上淀积1μm厚的N-GaN第三半导体层,Si掺杂浓度为1×1018cm-3;
5)在所述第三半导体层上淀积0.5μm厚的N+-GaN阴极区欧姆接触层,Si掺杂浓度为6×1019cm-3;
6)采用深反应离子干法刻蚀方法刻蚀N+-GaN阴极区欧姆接触层、N-GaN第三半导体层和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;
7)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;
8)刻蚀两个漂移通道内隔离层,形成场板沟槽;
9)淀积Ti/Au填充场板沟槽,形成场板;
10)刻蚀两个漂移通道内隔离层之间的N+-GaN阴极区欧姆接触层、N-GaN第三半导体层和N―-GaN漂移层,形成阳极区凹槽;
11)在阳极区凹槽内再生长5μm厚连通漂移层的I-GaN第二半导体层;
12)在阳极区凹槽内第二半导体层上生长1μm厚的P-GaN第一半导体层,Mg掺杂浓度为3×1019cm-3;;
13)在所述阳极区凹槽内第一半导体层上生长0.5μm厚的P+-GaN阳极区欧姆接触层,Mg掺杂浓度为1×1020cm-3;
14)采用光刻方法形成用于制作阳极电极、阴极电极、场板电极的光刻胶掩模层;
15)在所述光刻胶掩模层上淀积Ti/Al/Ti/Au多金属层;
16)采用剥离方法形成阳极电极、阴极电极、场板电极;
17)采用600℃,N2气氛中退火形成阳极电极、阴极电极与相应半导体层的欧姆接触。
2.一种氮化镓PIN二极管,其特征在于,包括基板、过渡层、漂移层、阳极区、两个漂移通道、场板和金属电极层;
所述基板、过渡层、漂移层自下而上依次相接;
所述阳极区包括自下而上依次相接第二半导体层、第一半导体层和阳极区欧姆接触层;
所述漂移通道包括自下而上依次相接的通道漂移层、阴极区以及位于通道漂移层和阴极...
【专利技术属性】
技术研发人员:赵成,王思元,韩亚,孙越,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:江苏;32
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