[发明专利]一种肖特基二极管及其测试方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种半导体器件，尤其涉及一种肖特基二极管及其测试方法。

背景技术

相比于GaAs等传统化合物半导体材料（位错密度约10⁴/cm²），GaN材料内部存在着大量位错，利用金属有机化合物化学气相沉淀（Metal-organic Chemical Vapor DePosition，MOCVD）的方法在蓝宝石等异质衬底上外延生长得到的GaN薄膜，位错密度约10⁸～10⁹/cm²，利用氢化物气相外延（Hydride Vapor Phase Epitaxy,HVPE）的方法生长得到的GaN厚膜材料，位错密度大幅下降，但仍然高达10⁶/cm²，位错的存在会显著影响基于GaN材料制备出来的肖特基二极管的性能，为了能进一步提高GaN肖特基二极管的性能，需要了解器件内部的位错分布，并对其进行深入研究。

通过阴极荧光谱（Cathodoluminescence，CL）的方法可以很方便地观测到GaN材料内部的位错分布，但使用传统的方法制备GaN肖特基二极管的肖特基电极部分时，通常都会淀积比较厚的金属层，由于电子束无法穿透很厚的金属层，即使能够穿透打到样品上，样品所发出的阴极荧光也无法透过该金属电极层发射出来，因此这样制成器件后就无法利用CL谱来观测器件内部的位错分布了；而如果先观测GaN材料的位错分布，再在其上制备肖特基电极时，又无法确保淀积的金属层正好覆盖在观测过的区域上。

发明内容

为了解决现有技术存在的问题，本发明提供了一种肖特基二极管，该肖特基二极管既可以进行常规测试分析如电流电压曲线（IV）测量，又能够利用CL谱确定器件内部的位错数目及分布位置，方便深入研究位错对器件性能的影响。

为实现上述发明目的，本发明采用了如下技术方案：

一种肖特基二极管，包括：

GaN层；

位于GaN层上的绝缘层，所述绝缘层具有一开口部，形成肖特基接触区域；

第一电极，形成于所述肖特基接触区域内，与所述GaN层接触，并且，所述第一电极至少部分覆盖于所述绝缘层的上部；

第二电极，与所述第一电极连接，位于所述第一电极覆盖所述绝缘层的部分之上；

其中，所述第一电极的厚度小于所述第二电极的厚度。

优选地，所述第一电极的厚度为5～30nm；所述第二电极的厚度为200～1000nm。

优选地，所述肖特基二极管还包括与所述GaN层连接的欧姆电极层，所述欧姆电极层的厚度总为100～1000nm。

优选地，所述欧姆电极层为单层的Ti材料层。

优选地，所述欧姆电极层为多层叠层设置的金属材料层，所述金属材料包括Ti、Al、Ni和Au；所述多层金属材料层中至少包含一Ti材料层，所述Ti材料层与所述GaN层连接。

优选地，所述绝缘层呈环状，其中心为所述开口部；所述开口部的侧壁具有一倾斜角度，倾斜角度的范围是1～80°，从俯视的角度中所述开口部呈上大下小的结构。

优选地，所述GaN层为GaN自支撑材料。

优选地，所述绝缘层的材料为SiO₂、Si₃N₄或Al₂O₃，其厚度为100～1000nm。

优选地，所述第一电极的材料为Ni、Pt或Au，所述第二电极的材料为Ti、Au、Al或Cu；所述第一电极和第二电极为单层金属材料层或多层金属材料层。

本发明的另一方面是提供了一种肖特基二极管的测试方法，包括步骤：

（a）、首先提供如上所述的肖特基二极管；

（b）、在所述第一电极位于所述肖特基接触区域的部分采用阴极荧光谱来观测所述肖特基二极管内部的位错数目及分布。

优选地，该测试方法还包括步骤：在所述第二电极上施加电压或电流以测试所述肖特基二极管的I-V特性。