[发明专利]一种氮化镓异质结MIS栅控功率二极管及其制造方法

权利要求书

1.一种氮化镓异质结MIS栅控功率二极管，包括衬底基片(1)、设置在衬底基片(1)上表面的外延层(2)和设置在外延层(2)上表面的势垒层(3)，所述外延层(2)和势垒层(3)形成异质结；所述势垒层(3)两端分别设置有第一欧姆接触金属(4)和第二欧姆接触金属(5)，所述势垒层(3)在与第二欧姆接触金属(5)侧面连接处具有凹槽(7)，所述凹槽(7)与第一欧姆接触金属(4)之间的势垒层(3)上表面具有钝化层(6)；所述凹槽(7)底部及与钝化层(6)相连的侧壁以及钝化层(6)上表面具有绝缘介质(8)；所述第二欧姆接触金属(5)的上表面及凹槽(7)中具有肖特基金属(9)，所述肖特基金属(9)在绝缘介质(8)上表面向第一欧姆接触金属(5)方向延伸。

2.根据权利要求1所述的一种氮化镓异质结MIS栅控功率二极管，其特征在于，所述外延层(2)为GaN层，所述势垒层(3)为AlXN层，所述AlXN中X为Ga、In或者Ga与In的混合物中的一种。

3.根据权利要求2所述的一种氮化镓异质结功率二极管，其特征在于，所述绝缘介质(8)为SiO₂、Si₃N₄、Al₂O₃、MgO和HfO₂中的一种或多种组合，其厚度为1-100nm。

4.一种氮化镓异质结MIS功率二极管的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：

第一步：在衬底基片(1)上层依次外延生长外延层(2)和势垒层(3)；

第二步：采用光刻技术，在势垒层(3)上表面两端器件的阳极和阴极区域淀积欧姆金属，并在纯氮气氛围下进行高温快速热退火，分别形成第一欧姆接触金属(4)和第二欧姆接触金属(5)；

第三步：采用离子注入技术或干法刻蚀台面技术，形成器件间隔离；

第四步：在第一欧姆接触金属(4)和第二欧姆接触金属(5)之间的势垒层(3)上表面生长钝化层6；

第五步：采用氟基气体刻蚀与第二欧姆接触金属(5)侧面相连钝化层(6)，形成凹槽(7)；

第六步：采用凹槽刻蚀技术刻蚀器件凹槽(7)中的势垒层(3)，将凹槽(7)中势垒层(3)刻蚀至沟道中二维电子气完全耗尽，凹槽(7)底部与外延层(2)之间的势垒层(3)厚度为1～3nm；所述凹槽刻蚀技术为干法刻蚀和氧化湿法刻蚀其中的一种或者两者结合；

第七步：在凹槽(7)中势垒层(3)上表面及侧面以及钝化层(6)上表面淀积绝缘介质(8)，淀积绝缘介质(8)后进行高温快速热退火，退火温度400～500摄氏度，退火时间为10～15min；

第八步：采用光刻技术，在第二欧姆接触金属(5)上表面及凹槽(7)中淀积阳极肖特基金属9，在凹槽(7)处形成肖特基金属/绝缘介质/半导体的MIS栅控结构。