[发明专利]氮化镓肖特基二极管及其制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，尤其涉及一种氮化镓肖特基二极管及其制作方法。

背景技术

目前，随着高效完备的功率转换电路和系统需求的日益增加，具有低功耗和高速特性的功率器件最近吸引了很多关注。氮化镓GaN是第三代宽禁带半导体材料，由于其具有3.4eV大禁带宽度、2e7cm/s高电子饱和速率、1e10--3e10V/cm高击穿电场，较高热导率，耐腐蚀和抗辐射性能，在高压、高频、高温、大功率和抗辐照环境条件下具有较强的优势，被认为是研究短波光电子器件和高压高频率大功率器件的最佳材料。

然而，如图1所示，传统的氮化镓肖特基二极管中，电场最强的地方集中在阳极边缘，导致电场强度分布不均匀，减小了主肖特基结的电场强度，降低了氮化镓肖特基二极管的耐压，造成氮化镓肖特基二极管提前被击穿，影响了氮化镓肖特基二极管的性能。

发明内容

本发明提供一种氮化镓肖特基二极管及其制作方法，用于解决现有技术中氮化镓肖特基二极管耐压低的问题。

本发明的第一个方面是提供一种氮化镓肖特基二极管的制作方法，包括：

在硅衬底上依次生长氮化镓缓冲层和氮化铝镓势垒层；

在所述氮化铝镓势垒层上依次淀积氮化硅钝化层和氧化层；

对所述氧化层和所述氮化硅钝化层进行光刻刻蚀，形成阴极接触孔；

在所述氧化层的表面上采用磁控溅射方法溅射阴极金属；

对除所述阴极接触孔上的阴极金属之外的其他阴极金属进行光刻刻蚀， 形成阴极；

对表面上未覆盖有阴极金属的所述氧化层和所述氮化硅钝化层进行光刻刻蚀，形成阳极接触孔和浮空场板接触孔；

在所述氧化层的表面上采用磁控溅射方法溅射阳极金属；

对除所述阳极接触孔和所述浮空场板接触孔上的阳极金属之外的其他阳极金属进行光刻刻蚀，形成阳极和浮空场板；

在所述氧化层的表面上进行电极开孔，形成氮化镓肖特基二极管。

进一步地，所述对所述氧化层和所述氮化硅钝化层进行光刻刻蚀，形成阴极接触孔，包括：

对所述氧化层进行光刻刻蚀，形成第一开孔；

在所述第一开孔内对所述氮化硅钝化层进行刻蚀，形成阴极接触孔。

进一步地，所述对除所述阴极接触孔上的阴极金属之外的其他阴极金属进行光刻刻蚀，形成阴极，包括：

在所述阴极金属的表面上进行涂胶；

对除所述阴极接触孔上的阴极金属之外的其他阴极金属进行曝光显影刻蚀，形成阴极。

进一步地，所述对表面上未覆盖有阴极金属的所述氧化层和所述氮化硅钝化层进行光刻刻蚀，形成阳极接触孔和浮空场板接触孔，包括：

对表面上未覆盖有阴极金属的所述氧化层进行光刻刻蚀，在所述氧化层表面上的中部形成第二开孔，在所述氧化层表面上的右端形成第三开孔；

在所述第二开孔内对所述氮化铝镓势垒层进行光刻刻蚀，形成浮空场板接触孔；

在所述第三开孔内对所述氮化铝镓势垒层进行光刻刻蚀，形成阳极接触孔。

进一步地，所述对除所述阳极接触孔和所述浮空场板接触孔上的阳极金属之外的其他阳极金属进行光刻刻蚀，形成阳极和浮空场板，包括：

在所述阳极金属的表面上进行涂胶；

对除所述阳极接触孔和所述浮空场板接触孔上的阳极金属之外的其他阳极金属进行曝光显影刻蚀，形成阳极和浮空场板。

进一步地，所述氧化层为等离子体增强正硅酸乙脂氧化层。

本发明中，提供一种氮化镓肖特基二极管的制作方法，包括：在硅衬底上依次生长氮化镓缓冲层和氮化铝镓势垒层；在氮化铝镓势垒层上依次淀积氮化硅钝化层和氧化层；对氧化层和氮化硅钝化层进行光刻刻蚀，形成阴极接触孔；在氧化层的表面上采用磁控溅射方法溅射阴极金属；对除阴极接触孔上的阴极金属之外的其他阴极金属进行光刻刻蚀，形成阴极；对表面上未覆盖有阴极金属的氧化层和氮化硅钝化层进行光刻刻蚀，形成阳极接触孔和浮空场板接触孔；在氧化层的表面上采用磁控溅射方法溅射阳极金属；对除阳极接触孔和浮空场板接触孔上的阳极金属之外的其他阳极金属进行光刻刻蚀，形成阳极和浮空场板，从而通过浮空场板的设置，扩展了氮化镓肖特基二极管的耗尽区，均衡了氮化镓肖特基二极管的电场分布，减小了主肖特基结的电场强度，从而提高了氮化镓肖特基二极管的耐压。

本发明的第二个方面是提供一种氮化镓肖特基二极管，包括：

硅衬底、依次设置在所述硅衬底上的氮化镓缓冲层、氮化铝镓势垒层、氮化硅钝化层和氧化层；