【技术实现步骤摘要】
本申请涉及半导体领域，特别是涉及一种氧化镓肖特基二极管及其制备方法。
技术介绍
1、氧化镓(ga2o3)具有超宽的禁带宽度、高理论击穿电场、低成本大尺寸的衬底制备方法，成为下一代高压大功率电子电力器件最有应用前景的半导体材料之一。为了提高功率器件的整流效率，减小功率损耗，在二极管开关过程中实现一个低的开启电压，减小反向泄漏电流，保持一个不错的击穿电压至关重要。制备肖特基二极管时，通常会选用一个高功函数金属与半导体材料形成具有整流特征的肖特基接触，高功函数金属在反向操作时具备较好的抑制泄漏电流的能力，但在正向操作时会引入一个较大的开启电压，因此在二极管开关操作时会引入一个较大的功率损耗。制备具有低开启电压的二极管，一般是采用具有低功函数的金属与ga2o3形成肖特基接触。在不考虑非理想因素(例如界面态会引入费米能级钉扎效应，使得金属功函数与金属-半导体接触形成的势垒高度不是线性对应的)时的平衡状态下，低功函数金属与ga2o3形成之间形成的内建电势较低。在该状态下，正向导通时，只需要施加较低的正向电压就能实现二极管导通，反向截止时，由于低功函数金属与ga2o3形成的势垒高度比较低，引起的反向泄漏电流也会更加严峻。正向的低开启电压和反向的低泄漏电流是一对矛盾关系。现有的技术中对于低开启电压的氧化镓肖特基二极管的系统研究比较少，特别是在二极管施加反向偏压时的泄漏电流问题。
2、针对现有的具有低开启电压的氧化镓肖特基二极管，其在施加反向偏压时会存在严重的反向泄漏电流的问题，目前还没有较好的解决方案。
1、在本专利技术中提供了一种氧化镓肖特基二极管及其制备方法，以解决现有的具有低开启电压的氧化镓肖特基二极管，其在施加反向偏压时会存在严重的反向泄漏电流的问题。
2、第一个方面，在本专利技术中提供了一种氧化镓肖特基二极管，包括：
3、漂移层，其材料为氧化镓；
4、阳极，其包括均与所述漂移层接触的第一部分和第二部分，所述第二部分与所述漂移层之间形成肖特基接触；
5、其中，所述第一部分的材料为目标p型氧化物，所述目标p型氧化物的载流子浓度在1e13cm-3至1e20cm-3之间以及所述目标p型氧化物的禁带宽度在1ev以上；所述第二部分的材料为目标金属，所述目标金属为功函数低于5.15ev的金属。
6、在其中的一些实施例中，所述第一部分远离所述漂移层的一侧生长有第一金属层且通过所述第一金属层与所述第二部分接触；
7、所述第二部分远离所述漂移层的一侧生长有第二金属层；
8、所述氧化镓肖特基二极管还包括：
9、一侧用于生长所述漂移层的衬底，其材料为氧化镓，所述衬底的掺杂浓度高于所述漂移层的掺杂浓度；
10、生长于所述衬底远离所述漂移层的一侧的阴极，其材料为金属。
11、在其中的一些实施例中，在所述氧化镓肖特基二极管的至少一个横截面中，所述第一部分的横截面包括间隔且对称分布的至少两个第一区域，所述第二部分的横截面包括第二区域和第三区域，所述第二区域分布于所述第一部分的横截面远离所述漂移层的一侧，所述第三区域分布于相邻两个所述第一区域之间。
12、在其中的一些实施例中，相邻两个所述第一区域的间隔在100纳米至10微米之间；
13、除最外侧的两个所述第一区域之外，任意所述第一区域的宽度在100纳米至10微米之间。
14、在其中的一些实施例中，所述第一部分包括至少一个同心的环结构部分或者至少两个平行的条结构部分。
15、第二个方面，在本专利技术中提供了一种氧化镓肖特基二极管的制备方法，所述制备方法包括：
16、提供带有漂移层的衬底，所述漂移层的材料为氧化镓；
17、在所述漂移层远离所述衬底的一侧依次生长阳极的第一部分和第二部分，所述第一部分和所述第二部分均与所述漂移层接触且所述第二部分与所述漂移层之间形成肖特基接触；
18、其中，所述第一部分的材料为目标p型氧化物，所述目标p型氧化物的载流子浓度在1e13cm-3至1e20cm-3之间以及所述目标p型氧化物的禁带宽度在1ev以上；所述第二部分的材料为目标金属，所述目标金属为功函数低于5.15ev的金属。
19、在其中的一些实施例中，所述制备方法还包括：
20、通过电子束蒸发工艺在所述衬底远离所述漂移层的一侧生长阴极并对所述阴极进行退火处理，所述阴极的材料为金属；
21、通过电子束蒸发工艺在所述第一部分远离所述漂移层的一侧生长第一金属层；
22、通过电子束蒸发工艺在所述第二部分远离所述漂移层的一侧生长第二金属层。
23、在其中的一些实施例中，所述在所述漂移层远离所述衬底的一侧生长阳极的第一部分和第二部分，包括：
24、在所述漂移层远离所述衬底的一侧确定第一生长空间；
25、通过溅射镀膜工艺在所述第一生长空间中生长所述第一部分；
26、在所述第一部分远离所述漂移层的一侧确定第二生长空间；
27、在所述第二生长空间以及所述第一部分所围成的空间中生长所述第二部分。
28、在其中的一些实施例中，在所述氧化镓肖特基二极管的至少一个横截面中，所述第一生长空间的横截面包括间隔且对称分布的至少两个第一区域；
29、相邻两个所述第一区域的间隔在100纳米至10微米之间；
30、除最外侧的两个所述第一区域之外，任意所述第一区域的宽度在100纳米至10微米之间。
31、在其中的一些实施例中，所述第一生长空间包括至少一个同心的环结构空间或者至少两个平行的条结构空间。
32、与相关技术相比，在本专利技术中提供的氧化镓肖特基二极管及其制备方法，相比于传统的低开启电压的氧化镓肖特基二极管，在保持较低的正向开启电压的同时，还会降低反向泄漏电流，从而解决了现有的具有低开启电压的氧化镓肖特基二极管，其在施加反向偏压时会存在严重的反向泄漏电流的问题。
33、本申请的一个或多个实施例的细节在以下附图和描述中提出，以使本申请的其他特征、目的和优点更加简明易懂。
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1.一种氧化镓肖特基二极管，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的氧化镓肖特基二极管，其特征在于，所述第一部分远离所述漂移层的一侧生长有第一金属层且通过所述第一金属层与所述第二部分接触，所述第二部分远离所述漂移层的一侧生长有第二金属层；
3.根据权利要求1所述的氧化镓肖特基二极管，其特征在于，在所述氧化镓肖特基二极管的至少一个横截面中，所述第一部分的横截面包括问隔且对称分布的至少两个第一区域，所述第二部分的横截面包括第二区域和第三区域，所述第二区域分布于所述第一部分的横截面远离所述漂移层的一侧，所述第三区域分布于相邻两个所述第一区域之间。
4.根据权利要求3所述的氧化镓肖特基二极管，其特征在于，相邻两个所述第一区域的间隔在100纳米至10微米之间；
5.根据权利要求4所述的氧化镓肖特基二极管，其特征在于，所述第一部分包括至少一个同心的环结构部分或者至少两个平行的条结构部分。
6.一种氧化镓肖特基二极管的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：
7.根据权利要求6所述的氧化镓肖特基二极管的制备方法，其特征
8.根据权利要求6所述的氧化镓肖特基二极管的制备方法，其特征在于，所述在所述漂移层远离所述衬底的一侧生长阳极的第一部分和第二部分，包括：
9.根据权利要求8所述的氧化镓肖特基二极管的制备方法，其特征在于，在所述氧化镓肖特基二极管的至少一个横截面中，所述第一生长空间的横截面包括间隔且对称分布的至少两个第一区域；
10.根据权利要求8所述的氧化镓肖特基二极管的制备方法，其特征在于，所述第一生长空间包括至少一个同心的环结构空间或者至少两个平行的条结构空间。
...【技术特征摘要】
1.一种氧化镓肖特基二极管，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的氧化镓肖特基二极管，其特征在于，所述第一部分远离所述漂移层的一侧生长有第一金属层且通过所述第一金属层与所述第二部分接触，所述第二部分远离所述漂移层的一侧生长有第二金属层；
3.根据权利要求1所述的氧化镓肖特基二极管，其特征在于，在所述氧化镓肖特基二极管的至少一个横截面中，所述第一部分的横截面包括问隔且对称分布的至少两个第一区域，所述第二部分的横截面包括第二区域和第三区域，所述第二区域分布于所述第一部分的横截面远离所述漂移层的一侧，所述第三区域分布于相邻两个所述第一区域之间。
4.根据权利要求3所述的氧化镓肖特基二极管，其特征在于，相邻两个所述第一区域的间隔在100纳米至10微米之间；
5.根据权利要求4所述的氧化镓肖特基二极管，...
【专利技术属性】
技术研发人员：徐光伟，李秋艳，郝伟兵，向学强，龙世兵，
申请(专利权)人：中国科学技术大学，
类型：发明
国别省市：
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