[发明专利]肖特基势垒二极管及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及具有高击穿电压并且允许大电流从中流过的肖特基势垒二极管及其制造方法。

背景技术

使用III族氮化物膜的肖特基势垒二极管(下文中也被称为SBD)的优异性表现在高频特性、击穿电压特性、低开关损耗等，因此近年来受到关注。例如，日本专利特许公开No.2006-156457(PTD 1)公开了使用生长在硅衬底上的III族氮化物膜。

引用列表

专利文献

PTD1：日本专利特许公开No.2006-156457

发明内容

技术问题

关于日本专利特许公开No.2006-156457(PTD1)中公开的SBD(肖特基势垒二极管)，SBD中使用的III族氮化物膜生长在其化学组分与III族氮化物不同的硅衬底上。因此，膜具有1×10⁸cm^-2或更大的高位错密度，从而难以保持高击穿电压。另外，为了在硅衬底上生长具有与硅衬底的化学组分不同的化学组分的III族氮化物膜，必须在硅衬底上生长具有低结晶度的III族氮化物缓冲膜，然后在III族氮化物缓冲膜上生长III族氮化物膜。因为III族氮化物缓冲膜具有高电阻，所以难以在具有允许大电流从中通过的垂直结构的SBD中使用III族氮化物缓冲膜。

尽管可通过使用III族氮化物衬底作为III族氮化物膜将在其上生长的基础衬底解决以上问题，但价格高的III族氮化物衬底增加了制造SBD的成本。

本发明的一个目的是解决上述问题并且提供具有高击穿电压并且允许大电流从中流过的低成本肖特基势垒二极管及其制造方法。

问题的解决方案

根据一方面，本发明是一种肖特基势垒二极管，所述肖特基势垒二极管包括在从第一主表面侧到第二主表面侧的方向上依次布置的：第一电极、III族氮化物膜、绝缘膜，其具有开口、肖特基接触金属膜、接合金属膜、导电支撑衬底、以及第二电极。

在根据本发明的这个方面的肖特基势垒二极管中，所述肖特基接触金属膜的一部分可在所述绝缘膜的一部分上延伸。

根据本发明的这个方面的肖特基势垒二极管还可包括设置在所述接合金属膜和所述肖特基接触金属膜的凹进部分之间的嵌入金属膜，所述肖特基接触金属膜的所述凹进部分由于所述绝缘膜存在所述开口而形成。它还可包括设置在所述肖特基接触金属膜和所述接合金属膜之间以及所述嵌入金属膜和所述接合金属膜之间的防扩散金属膜。

根据本发明的这个方面的肖特基势垒二极管还可包括设置在所述肖特基接触金属膜和所述接合金属膜之间的防扩散金属膜。它还可包括设置在所述接合金属膜和所述防扩散金属膜的凹进部分之间的嵌入金属膜，所述防扩散金属膜的所述凹进部分由于所述绝缘膜存在所述开口而形成。

在根据本发明的这个方面的肖特基势垒二极管中，所述第一电极可位于所述III族氮化物膜的主表面的一部分上。

根据另一方面，本发明是一种制造肖特基势垒二极管的方法，所述方法包括以下步骤：在基础复合衬底的基础III族氮化物膜上形成III族氮化物膜，所述基础复合衬底包括基础支撑衬底和接合至所述基础支撑衬底的一个主表面侧的所述基础III族氮化物膜；在所述III族氮化物膜上，形成具有开口的绝缘膜；在所述绝缘膜的开口下面的所述III族氮化物膜上和在所述绝缘膜上，形成肖特基接触金属膜；通过将导电支撑衬底接合到所述肖特基接触金属膜上，来获得接合衬底，其中使接合金属膜插入在导电支撑衬底和所述肖特基接触金属膜之间；从所述接合衬底去除所述基础复合衬底；在所述III族氮化物膜上形成第一电极并且在所述导电支撑衬底上形成第二电极。

关于根据本发明的这个方面的制造肖特基势垒二极管的方法，在形成肖特基接触金属膜的所述步骤中，所述肖特基接触金属膜可被形成为所述肖特基接触金属膜的一部分在所述绝缘膜的一部分上延伸。