一种肖特基二极管的制备方法及器件技术

本发明专利技术公开了一种肖特基二极管的制备方法及器件，其中的方法包括如下步骤：在衬底上生长半导体结构层；半导体结构层包括依次生长的高阻层、P型埋层、沟道层和势垒层；刻蚀半导体结构层，以在其两端分别形成到达P型埋层的第一生长台阶和第二生长台阶；在第一生长台阶处的P型埋层内注入阻挡离子形成离子注入区，离子注入区贯穿P型埋层并延伸至第一生长台阶外；分别在第一生长台阶和第二生长台阶上生长阴电极和阳电极。本发明专利技术中的方法，能够制备得到反向耐压值较高，漏电电流较低，且其结构简，内部各个结构层的结晶质量较高的肖特基二极管。管。管。

【技术实现步骤摘要】
一种肖特基二极管的制备方法及器件


[0001]本专利技术涉及半导体
，尤其涉及到一种增肖特基二极管的制备方法和一种肖特基二极管器件。

技术介绍

[0002]宽禁带高迁移率半导体材料氮化镓GaN被认为可用于制备具有高击穿电场和低导通电阻的功率二极管，这类器件将被广泛应用于能源、航空航天、交通运输等诸多领域。但目前仍有难度实现GaN材料的理论临界击穿电场(3.3MV/cm)，其根本原因是电应力下器件局部电场过高而引发器件预击穿。为了解决该问题，现有技术中存在基于理论建模提出的使用p型埋层改善器件在反偏电压下的电场分布，进而提高器件的反偏耐压水平的技术方案，但是这些技术方案中的结果大多比较复杂，或者虽然具有相对简单的结构，但是其中涉及非平面上再生长GaN薄膜的制备工艺，这将导致生长得到的GaN薄膜内结晶质量差，进而影响导致二极管的整体性能。

技术实现思路

[0003]因此，本专利技术要解决的技术问题在于解决现有的使用P型埋层提高二极管反偏耐压水平的技术方案中所具有的结构较为复杂，或者结构相对简单但是器件内的结构层难以实现高质量生长，进而导致二极管的性能较差的问题，提供一种能够制备得到结构较为简单且质量较高的肖特基二极管器件的制备方法，以及通过该制备方法制备得到的肖特基二极管器件。
[0004]为此，根据第一方面，本专利技术提供了一种肖特基二极管的制备方法，包括如下步骤：
[0005]在衬底上生长半导体结构层；半导体结构层包括依次生长的高阻层、P型埋层、沟道层和势垒层；
[0006]刻蚀半导体结构层，以在其两端分别形成到达P型埋层的第一生长台阶和第二生长台阶；
[0007]在第一生长台阶处的P型埋层内注入阻挡离子形成离子注入区，离子注入区贯穿P型埋层并延伸至第一生长台阶外；
[0008]分别在第一生长台阶和第二生长台阶上生长阴电极和阳电极。
[0009]在一种可能的实现方式中，在第一生长台阶处的P型埋层内注入阻挡离子形成离子注入区，且离子注入区延伸至第一生长台阶外的步骤，具体包括：
[0010]采用离子注入工艺在第一生长台阶处的P型埋层内注入阻挡离子；
[0011]采用退火工艺使阻挡离子扩散至第一生长台阶外，形成离子注入区。
[0012]在一种可能的实现方式中，阳电极还延伸于半导体结构层上。
[0013]在一种可能的实现方式中，半导体结构层还包括一P型帽层，P型帽层设置于势垒层上。
[0014]在一种可能的实现方式中，分别在第一生长台阶和第二生长台阶上生长阴电极和阳电极的步骤之前，还包括：
[0015]刻蚀P型帽层靠近第一生长台阶的一端；以使阴电极与P型帽层之间具有隔离间隙。
[0016]在一种可能的实现方式中，高阻层为AlGaN高阻层，P型埋层为P型AlGaN埋层，沟道层为AlGaN沟道层，势垒层为AlGaN势垒层，P型帽层为P型AlGaN帽层；其中，AlGaN高阻层、P型AlGaN埋层、AlGaN沟道层和P型AlGaN帽层内的Al组分含量均小于AlGaN势垒层内的Al组分含量。
[0017]根据第二方面，本专利技术还提供了一种肖特基二极管器件，包括：
[0018]衬底以及设置于衬底上的半导体结构层，半导体结构层包括依次设置的高阻层、P型埋层、沟道层和势垒层；半导体结构层的两端分别设置有到达P型埋层的第一生长台阶和第二生长台阶；第一生长台阶处的P型埋层内具有离子注入区，且离子注入区延伸至第一生长台阶外；
[0019]阴电极和阳电极，分别设置于第一生长台阶和第二生长台阶上。
[0020]在一种可能的实现方式中，阳电极还延伸于半导体结构层上。
[0021]在一种可能的实现方式中，半导体结构层还包括P型帽层，P型帽层设置于势垒层上，且P型帽层和阴电极之间具有隔离间隙。
[0022]本专利技术提供的技术方案，具有如下优点：
[0023]本专利技术提供的肖特基二极管的制备方法，通过设置半导体结构层内的各个层结构皆为直接依次叠设生长得到，也即使各个层结构的生长基底均为平整平面，能够保证生长的各个层结构内的结晶质量，为制备得到高质量肖特基二极管提供基础；同时，通过设置半导体结构层内包括设置于势垒层和沟道层下的P型埋层，助力关断沟道层载流子传输通道，能够改善电场分布，进而提高二极管的反向耐压值并降低漏电电流；同时，通过设置半导体结构层的两端分别刻蚀形成第一生长台阶和第二生长台阶，并在第一生长台阶处的P型埋层内注入阻挡离子形成离子注入区，进而以较为简单的工艺实现了对阴电极和阳电极之间的载流子的阻挡，防止阴电极和阳电极直接导通，实现了高质量肖特基二极管的制备。
附图说明
[0024]为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0025]图1为本专利技术实施例提供的肖特基二极管的制备方法的流程图；
[0026]图2为步骤S10制备得到的器件的结构示意图；
[0027]图3为步骤S20制备得到的器件的结构示意图；
[0028]图4为步骤S30制备得到的器件的结构示意图；
[0029]图5为步骤S50制备得到的器件的结构示意图；
[0030]图6为专利技术实施例提供的肖特基二极管器件的一种结构示意图；
[0031]图7为专利技术实施例提供的肖特基二极管器件的另一种结构示意图；
[0032]附图标记说明：
[0033]2‑
半导体结构层；21
‑
高阻层；22
‑
P型埋层；23
‑
沟道层；24
‑
势垒层；25
‑
P型帽层；2a
‑
第一生长台阶；2b
‑
第二生长台阶；2c
‑
离子注入区；3
‑
阴电极；4
‑
阳电极。
具体实施方式
[0034]下面将结合附图对本专利技术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。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0035]在本专利技术的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”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，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专利技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0036]实施例1
[0037]图1示出了本实施例提供的一种肖特基二极管的制备方法的方法流程图。如图1本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种肖特基二极管的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：在衬底上生长半导体结构层；所述半导体结构层包括依次生长的高阻层、P型埋层、沟道层和势垒层；刻蚀所述半导体结构层，以在其两端分别形成到达所述P型埋层的第一生长台阶和第二生长台阶；在所述第一生长台阶处的所述P型埋层内注入阻挡离子形成离子注入区，所述离子注入区贯穿所述P型埋层并延伸至所述第一生长台阶外；分别在所述第一生长台阶和所述第二生长台阶上生长阴电极和阳电极。2.根据权利要求1所述的肖特基二极管的制备方法，其特征在于，所述在所述第一生长台阶处的所述P型埋层内注入阻挡离子形成离子注入区，且所述离子注入区延伸至所述第一生长台阶外的步骤，具体包括：采用离子注入工艺在所述第一生长台阶处的所述P型埋层内注入所述阻挡离子；采用退火工艺使所述阻挡离子扩散至所述第一生长台阶外，形成所述离子注入区。3.根据权利要求1或2所述的肖特基二极管的制备方法，其特征在于，所述阳电极还延伸于所述半导体结构层上。4.根据权利要求3所述的肖特基二极管的制备方法，其特征在于，所述半导体结构层还包括一P型帽层，所述P型帽层生长于所述势垒层上。5.根据权利要求4所述的肖特基二极管的制备方法，其特征在于，所述分别在所述第一生长台阶和所述第二生长台阶上生长阴电极和阳电极的步骤之前，还包括：...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄永，王亦飞，王东，陈兴，吴勇，杨旭豪，龚子刚，薛荣宇，台运涛，邵语嫣，
申请(专利权)人：西安电子科技大学芜湖研究院，
类型：发明
国别省市：