肖特基位障二极管及其制造方法技术

本发明专利技术提出一种肖特基位障二极管(Schottky?barrier?diode,SBD)及其制造方法。肖特基位障二极管，形成于基板上，其包含：形成于基板上的氮化镓(gallium?nitride,GaN)层；形成于GaN层上的氮化铝镓(aluminum?gallium?nitride,AlGaN)层；形成于AlGaN层上的绝缘层；形成于绝缘层上的阳极导电层，且部分阳极导电层与GaN层或AlGaN层，形成肖特基接触，且另一部分阳极导电层与AlGaN层间，由绝缘层隔开；以及形成于AlGaN层上的阴极导电层，并与AlGaN层间，形成欧姆接触，且该阴极导电层与该阳极导电层不直接连接。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一肖特基位障二极管(Schottky barrier diode, SBD)及其制造方法，特别是指一种降低漏电流的SBD及其制造方法。
技术介绍
图1显示一种现有技术肖特基位障二极管(SBD) 100，形成于硅基板11上，包含氮化镓(GaN)层、氮化铝镓(AlGaN)层、阳极导电层14、与阴极导电层15。SBD为一半导体元件，相较于p-n接面二极管,其利用金属与半导体的肖特基接触(Schottky contact)所产生的肖特基位障(Schottky barrier),使得操作时顺向电流较大,且回复时间较短。然而由于使得SBD操作于逆向偏压时，会产生很大的漏电流，因此造成电能的损失。有鉴于此，本专利技术即针对上述现有技术的不足，提出一种，使得肖特基位障二极管操作时，降低漏电流，以减少肖特基位障二极管操作时的电能损耗。
技术实现思路
本专利技术目的在于克服现有技术的不足与缺陷，提出一种。为达上述目的，就其中一个观点言，本专利技术提供了一种肖特基位障二极管，形成于一基板上，包含:一氮化镓(gallium nitride, GaN)层，形成于该基板上；一氮化招镓(aluminum gallium nitride, AlGaN)层,形成于该GaN层上；一绝缘层,形成于该AlGaN层上；一阳极导电层，形成于该绝缘层上，且部分该阳极导电层与该GaN层或该AlGaN层，形成肖特基接触，且另一部分该阳极导电层与该AlGaN层间，由该绝缘层隔开；以及一阴极导电层，形成于该AlGaN层上，并与该AlGaN层间，形成一欧姆接触，且该阴极导电层与该阳极导电层不直接连接。就另一观点言，本专利技术也提供了一种肖特基位障二极管制造方法，包含:形成一氮化镓(gallium nitride, GaN)层于一基板上；形成一氮化招镓(aluminum galliumnitride, AlGaN)层于该GaN层上；形成一绝缘层于该AlGaN层上；形成一阳极导电层于该绝缘层上，且部分该阳极导电层与该GaN层或该AlGaN层，形成肖特基接触，且另一部分该阳极导电层与该AlGaN层间，由该绝缘层隔开；以及形成一阴极导电层于该AlGaN层上，并与该AlGaN层间，形成一欧姆接触，且该阴极导电层与该阳极导电层不直接连接。在其中一种较佳实施型态中，该绝缘层由俯视图视之为格状，形成于该阳极导电层与该GaN层或该AlGaN层之间。在另一种较佳实施型态中，该基板包含一绝缘基板或一导体基板。在又一种较佳实施型态中，该绝缘层厚度小于I微米(um)。在另一种较佳实施型态中，该绝缘层具有一高于3.9的介电质常数。下面通过具体实施例详加说明，当更容易了解本专利技术的目的、
技术实现思路
、特点及其所达成的功效。【附图说明】图1显示一种现有技术肖特基位障二极管(SBD) 100 ；图2显示本专利技术的第一个实施例；图3显示本专利技术的第二个实施例；图4A-4C显示本专利技术的第三个实施例；图5显示本专利技术的第四个实施例；图6A-6B显示现有技术SBD (图6A)与利用本专利技术的SBD (图6B)的阳极电流对阳 极电压的特性图；图7A-7B显示现有技术SBD (图7A)与利用本专利技术的SBD (图7B)的剖面二维的电 场模拟特性图；图8A-8B显示现有技术SBD (图8A)与利用本专利技术的SBD (图8B)在阳极边缘的垂 直方向的电场模拟特性图；图9A-9B显示现有技术SBD (图9A)与利用本专利技术的SBD (图9B)在通道横向方向 的电场模拟特性图。图中符号说明11, 21 基板12，22 GaN 层13，23 AlGaN 层14, 24, 34阳极导电层15, 25, 35阴极导电层26绝缘层100, 200, 300, 400 肖特基位障二极管Et, Ep阳极边缘电场【具体实施方式】本专利技术中的图式均属示意，主要意在表示制程步骤以及各层之间的上下次序关 系，至于形状、厚度与宽度则并未依照比例绘制。图2显示本专利技术的第一个实施例。如图2所示，SBD200例如形成于基板21上，而 基板21例如但不限于为娃基板、碳化娃基板、或监宝石基板等绝缘基板或导体基板。且于 基板21上，例如但不限于以外延技术形成氮化镓(GaN)层22。除GaN层22外，SBD200还 包含氮化铝镓(AlGaN)层23、绝缘层24、阳极导电层25、以及阴极导电层26。其中，AlGaN 层23,形成于GaN层22上；绝缘层24形成于AlGaN层23上；阳极导电层25形成于绝缘层 24上，且一部分A阳极导电层25与AlGaN层24，形成肖特基接触，且另一部分B阳极导电层 25与AlGaN层23间，由绝缘层24隔开；阴极导电层26，形成于AlGaN层23上，并与AlGaN 层23间，形成欧姆接触，且阴极导电层26与阳极导电层25不直接连接。本实施例与现有技术不同之处，主要在于利用绝缘层24，形成多电场平板，并调整 阳极金属层25与AlGaN层23之间的肖特基位障，以提高SBD不导通时的崩溃电压。图3显示本专利技术的第二个实施例。本实施例显示应用本专利技术的SBD300的剖视示意图。与第一个实施例不同的是，本实施例的部分阳极导电层35与GaN层22而并非与AlGaN层23，形成肖特基接触。请参阅图4A-4C，显示本专利技术的第三个实施例，SBD200的制造流程剖视示意图。如图4A所示，于基板21上，形成GaN层22于基板21上。其中基板21可以为不导电的绝缘基板，例如但不限于为蓝宝石(sapphire)基板,亦可以为导体基板,例如但不限于为碳化硅(SiC)基板。接着形成AlGaN层23于GaN层22上。然后如图4B所示，形成绝缘层24于AlGaN层23上其中，绝缘层24例如但不限于以高介电材料制作，其介电常数例如高于二氧化硅的3.9。接着如图4C所示，于绝缘层24上，形成阳极导电层25 ;并于AlGaN层23上，形成阴极导电层26。其中，部分阳极导电层25与AlGaN层23，形成肖特基接触，且另一部分阳极导电层25与AlGaN层23间，由绝缘层24隔开；而阴极导电层26与AlGaN23层间，形成欧姆接触(Ohmic contact)，且阴极导电层26与阳极导电层25不直接连接。图5显示本专利技术的第四个实施例。本实施例显示应用本专利技术的SBD400的剖视示意图。与第一个实施例不同的是，本实施例的绝缘层34由俯视图(未示出)视之为格状，形成于阳极导电层25与GaN层22或AlGaN层23之间。请参阅图6A-6B，显示现有技术SBD与利用本专利技术的SBD的阳极电流对阳极电压的特性图，如图6A-6B所示，相较于现有技术SBD，利用本专利技术的SBD在相同阳极电压下，阳极电流较大，表示利用本专利技术的SBD，其导通特性较佳。请参阅图7A-7B，显示现有技术SBD与利用本专利技术的SBD的剖面二维的电场模拟特性图，如图6A-6B所示，相较于现有技术的SBD，利用本专利技术的SBD在相同操作电压下，阳极边缘的电场被分散为两个峰值，且其峰值较低，表示利用本专利技术的SBD，其电场得到舒缓，因而可增加崩溃电压。请参阅图8A-8B，显示现有技术SBD与利用本专利技术的SBD在阳极边缘的垂直方向的电场模拟特性图，如图8A-8B所示，相较于现有技术的SBD，利用本专利技术的SBD在相同操作电压下本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种肖特基位障二极管，形成于一基板上，其特征在于，包含：一氮化镓层，形成于该基板上；一氮化铝镓层，形成于该氮化镓层上；一绝缘层，形成于该氮化铝镓层上；一阳极导电层，形成于该绝缘层上，且部分该阳极导电层与该氮化镓层或该氮化铝镓层，形成肖特基接触，且另一部分该阳极导电层与该氮化铝镓层间，由该绝缘层隔开；以及一阴极导电层，形成于该氮化铝镓层上，并与该氮化铝镓层或该氮化铝镓层间，形成一欧姆接触，且该阴极导电层与该阳极导电层不直接连接。

【技术特征摘要】
1.一种肖特基位障二极管，形成于一基板上，其特征在于，包含:一氮化镓层，形成于该基板上；一氮化铝镓层，形成于该氮化镓层上；一绝缘层，形成于该氮化铝镓层上；一阳极导电层，形成于该绝缘层上，且部分该阳极导电层与该氮化镓层或该氮化铝镓 层，形成肖特基接触，且另一部分该阳极导电层与该氮化铝镓层间，由该绝缘层隔开；以及 一阴极导电层，形成于该氮化铝镓层上，并与该氮化铝镓层或该氮化铝镓层间，形成一 欧姆接触，且该阴极导电层与该阳极导电层不直接连接。2.如权利要求1所述的肖特基位障二极管，其中，该绝缘层由俯视图视之为格状，形成 于该阳极导电层与该氮化镓层或该氮化铝镓层之间。3.如权利要求1所述的肖特基位障二极管，其中，该基板包含一绝缘基板或一导体基板。4.如权利要求1所述的肖特基位障二极管，其中，该绝缘层厚度小于I微米。5.如权利要求1所述的肖特基位障二极管，其中，该绝缘层具有一高于3.9的介电质常数。6.一种肖...

【专利技术属性】
技术研发人员：邱建维，黄宗义，黄智方，杨宗谕，
申请(专利权)人：立锜科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：