[实用新型]肖特基二极管

说明书

技术领域

本公开涉及一种肖特基二极管，其包括位于氮化镓层(GaN)与金属层之间的肖特基接触。

背景技术

本公开涉及一种肖特基二极管，其包括位于氮化镓层(GaN)与金属层之间的肖特基接触。

已经存在通过使用掺杂氮化镓作为半导体材料来形成肖特基二极管。氮化镓确实具有使其特别有吸引力(尤其是针对大功率应用)的属性。然而已知的氮化镓肖特基二极管结构存在各种劣势。存在对于克服全部或部分这些劣势的氮化镓肖特基二极管的需要。

实用新型内容

本公开的各个实施方式的目的之一是解决已知的氮化镓肖特基二极管在体积和组装复杂度方面的问题。

因此，一个实施例提供了一种肖特基二极管，包括：由堆叠覆盖的导体或半导体衬底，该堆叠从衬底的第一表面按以下顺序包括缓冲层、第一N型掺杂GaN层、以及具有比第一层低的掺杂水平的第二N型掺杂GaN层；在第二GaN层的与衬底相对的第一表面上的肖特基接触；以及将第一GaN层的与衬底相对的第一表面连接至衬底的第一金属层，所述金属层位于开口中，开口位于堆叠的未由肖特基接触覆盖的区域中，该开口从第二层的第一表面延伸至衬底。

根据一个实施例，二极管还包括覆盖与衬底的第一表面相对的衬底的第二表面的第二金属层。

根据一个实施例，开口包括穿过第二GaN层并且出现在第一GaN层的第一表面上的第一外围部分、以及穿过两个GaN层和缓冲层并且一直延伸至衬底的中心部分。

根据一个实施例，开口停止于衬底的第一表面上。

根据一个实施例，开口一直延续至衬底的中间水平面。

根据一个实施例，衬底由硅制成。

根据一个实施例，第一金属层不旨在连接至外部部件。

根据本公开的各个实施方式的肖特基二极管的优势在于其具有垂直结构，相对伪-垂直二极管，垂直结构简化了其在外部器件中的组装。

前述和其他特征和优势将结合附图在具体实施例的以下非限制性描述中详细讨论。

附图说明

图1是示意性地图示出氮化镓肖特基二极管的第一示例的截面图；

图2是示意性地图示出氮化镓肖特基二极管的第二示例的截面图；

图3是示意性地图示出氮化镓肖特基二极管的第三示例的截面图；

图4是示意性地图示出氮化镓肖特基二极管的实施例的截面图；

图5A至5C是示意性地图示出制造氮化镓肖特基二极管的方法的示例的步骤的截面图；以及

图6A和6B是示意性地图示出制造氮化镓肖特基二极管的方法的另一示例的步骤的截面图。

具体实施方式

为了清楚，相同元件在各附图中已指定为相同附图标记，而且照例在集成电路的表示中，各附图不按比例。此外，在以下描述中，与方向相关的术语(诸如“垂直”、“水平”、“横向”、“下”、“上”、“上部”、“下部”、“顶”、“覆盖”等)应用于如在对应的截面图中所图示的那样布置的部件，其理解为，在操作中，该部件可具有不同的方向。

图1和图2是示意性地图示氮化镓肖特基二极管的两个示例的截面图。

为了形成这样的二极管，从晶体衬底101(例如，由蓝宝石(Al₂O₃)、硅或碳化硅制成)开始。为了获得与GaN的匹配的网格，在衬底101的上表面上形成中间缓冲层103，例如由氮化硅、氮化铝或氮化镓制成。在缓冲层103的上表面上，通过外延来生长重掺杂N型GaN层105(N+)，随后是轻掺杂N型GaN层107(N-)。电极109(例如，由钨、钛-钨、氮化钛、镍、金、镍-金、铂、铂-金、铂-镍等制成)随后沉积在轻掺杂GaN层107的上表面上，以获得在电极109和层107之间的肖特基接触。

一个问题与在衬底101和肖特基接触109之间存在绝缘或高阻抗缓冲层103有关，其会妨碍容易地获得衬底101和肖特基接触109之间的垂直二极管。

图1示出伪-垂直型肖特基二极管100。在二极管100中，在重掺杂N型层105上方的轻掺杂N型GaN层107的表面受限制，以便层105的上表面的外围部分是可见的。电极111形成在重掺杂GaN层105的上表面的可见部分上，以获得电极111和层105之间的欧姆接触。为了获得相对于层105受限延伸的GaN层107，可以例如在层105的未掩蔽部分上执行选择性外延，或者可以在层107形成后进行蚀刻。