【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及半导体功率器件，具体而言，涉及一种氧化镓二极管器件及其制作工艺。
技术介绍
1、由于β-ga2o3晶体材料具有超宽的禁带宽度及较高的击穿场强，因此，β-ga2o3所制作的功率器件具有高耐压、大功率的特点，具备在电力电子领域应用的潜力。
2、申请号为202111070359.2的专利技术专利申请公开了一种凹槽p型调制氧化镓功率二极管及其制，该专利技术的凹槽p型调制氧化镓功率二极管，通过凹槽结构与p型nio介质层的结合，实现了p型nio在侧面调制氧化镓沟道电场分布，降低阳极边缘电场峰值，提升器件击穿电压，p型nio介质层与氧化镓形成异质pn结结构，阳极的反向泄漏电流可以明显降低。
3、但是，该文献中并未考虑p型nio介质层与氧化镓形成异质pn结的空间分布状态，进而影响最终的屏蔽效果。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种氧化镓二极管器件，通过改变p型nio介质层与氧化镓形成异质pn结的空间分布状态，进而提升屏蔽效果。
2、本专利技术的另一目的在于提供一种氧化镓二极管器件的制作工艺，该方法能增加氧化镓二极管器件设计自由度，且提升二次外延生长β-ga2o3层质量，进而降低氧化镓二极管器件的成本，提高器件质量。
3、本专利技术解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。
4、本申请提供了一种氧化镓二极管器件，包括自下而上沉积设置的阴极层、导电衬底层、第一导电外延层、异质pn结混合层和阳极层，所述异质pn结混合层
5、本申请还提供了一种制备上述氧化镓二极管器件的制作工艺，包括以下步骤：选取所述导电衬底层，在所述导电衬底层的一侧沉积所述阴极层，另一侧沉积所述第一导电外延层；在所述第一导电外延层远离所述阴极层的一侧沉积预设厚度的所述介质层；并利用光刻—干刻组合工艺手段进行显影处理，形成所述凹槽；在所述凹槽内沉积所述第二导电外延层，得到所述异质pn结混合层；在所述异质pn结混合层远离所述阴极层的一侧沉积所述阳极层；上述所述沉积步骤采用薄膜沉积技术。
6、本专利技术实施例提出的一种氧化镓二极管器件及其制作工艺至少具有以下有益效果：
7、本专利技术申请提出的氧化镓二极管器件，阴极层与导电衬底层之间形成源漏端欧姆接触，阳极层与第二导电外延层之间形成肖特基接触。介质层和第二导电外延层形成了异质pn结混合层，可以调制阳极终端电场，降低反向泄漏电流。通过设计凹槽结构来控制p型nio介质层与氧化镓形成异质pn结的空间分布状态，即通过改变第二导电外延层嵌入凹槽内的深度，达到在同一高度控制两种材料的空间镶嵌分布状态，进而提高屏蔽效果。此外，外延生长工艺可明显降低界面损伤，提高器件质量，增加器件可靠性。
8、本专利技术申请提出的氧化镓二极管器件制作工艺中需要进行二次外延处理，即在凹槽内沉积第二导电外延层。鉴于nio是平面沉积则靠近阳极层一侧的第二导电外延层其质量优于沟槽中沉积的第二导电外延层。而且二次外延提供了更多的设计自由度。主要表现在：(1)可以不去掉或者不完全去掉多余的β-ga2o3层(高于预设厚度介质层靠近阳极层一侧的部分)，这就使得nio介质层成为埋层，以满足某些器件结构设计所需要的。(2)nio介质层刻蚀的一般情况是上窄下宽的正梯形，二次外延后可以形成该正梯形，以满足某些器件结构设计所需要的。再者，对于nio介质层来说，因其不是完美晶体，它的沉积受表面几何形状和分布的影响比较大，有可能给后续工艺带来困难。对于gao来说，因其是比较完美的晶体，其外延生长主要是受晶面的影响，其外延生长质量通常都会优于刻蚀形成的晶面。gao局部二次外延生长所形成的晶面，其质量通常都会远好于干法刻蚀所形成的晶面，进而提高氧化镓二极管器件的质量和可靠性。
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1.一种氧化镓二极管器件，其特征在于，包括自下而上沉积设置的阴极层、导电衬底层、第一导电外延层、异质PN结混合层和阳极层，所述异质PN结混合层包括多个具有预设厚度的介质层和第二导电外延层，所述介质层间隔设置于所述第一导电外延层上表面，且相邻所述介质层之间形成裸露在所述第一导电外延层上表面的凹槽，所述凹槽内填充有所述第二导电外延层。
2.根据权利要求1所述的一种氧化镓二极管器件，其特征在于，所述阴极层为Ti/Au合金或Mg/Au合金。
3.根据权利要求1所述的一种氧化镓二极管器件，其特征在于，所述导电衬底层、所述第一导电外延层和所述第二导电外延层均为Si或Sn掺杂的β-Ga2O3材料。
4.根据权利要求1所述的一种氧化镓二极管器件，其特征在于，所述介质层包括P型的NiO、Ga N和SiC中至少一种。
5.根据权利要求1所述的一种氧化镓二极管器件，其特征在于，所述阳极层为Ni/Au合金或Pt/Ti/Au合金。
6.根据权利要求1所述的一种氧化镓二极管器件，其特征在于，所述凹槽的截面呈正梯形，且正梯形较长的一侧靠近所述阳极层设
7.一种制备如权利要求1至6任一项所述氧化镓二极管器件的制作工艺，其特征在于，包括以下步骤：
8.根据权利要求7所述的氧化镓二极管器件的制作工艺，其特征在于，在所述凹槽内沉积所述第二导电外延层之后，在第二导电外延层远离所述阴极层的一侧利用化学机械抛光技术或者刻蚀技术去掉高出所述介质层预设厚底的所述第二导电外延层，得到所述异质PN结混合层。
...【技术特征摘要】
1.一种氧化镓二极管器件，其特征在于，包括自下而上沉积设置的阴极层、导电衬底层、第一导电外延层、异质pn结混合层和阳极层，所述异质pn结混合层包括多个具有预设厚度的介质层和第二导电外延层，所述介质层间隔设置于所述第一导电外延层上表面，且相邻所述介质层之间形成裸露在所述第一导电外延层上表面的凹槽，所述凹槽内填充有所述第二导电外延层。
2.根据权利要求1所述的一种氧化镓二极管器件，其特征在于，所述阴极层为ti/au合金或mg/au合金。
3.根据权利要求1所述的一种氧化镓二极管器件，其特征在于，所述导电衬底层、所述第一导电外延层和所述第二导电外延层均为si或sn掺杂的β-ga2o3材料。
4.根据权利要求1所述的一种氧化镓二极管器件，其特征在...
【专利技术属性】
技术研发人员：何钧，王博，蒋怡，
申请(专利权)人：芯众享成都微电子有限公司，
类型：发明
国别省市：
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