[发明专利]一种基于SOG的氧化镓场终端功率二极管及其制备方法

说明书

本发明公开了一种基于SOG的氧化镓场终端功率二极管，包括：由下至上依次设置的阴极金属电极、衬底层和漂移层；所述漂移层上设置有多个P型SOG介质结构，所述P型SOG介质结构表面和多个所述P型SOG介质结构的间隔之间具有阳极金属电极。本发明还提供一种基于SOG的氧化镓场终端功率二极管的制备方法。本发明通过B掺杂的SOG形成P型SOG介质结构作为场终端，可以调制器件沟道内电场分布，降低阳极金属电极边缘电场峰值，以提升器件击穿电压，能够大幅降低阳极金属电极的反向泄漏电流。此外，P型SOG介质结构为物理旋涂SOG的方式形成P型介质，避免了设备沉积时辉光引入的损伤，制备过程简单易实现，有效降低了制造成本。

技术领域

本发明属于微电子技术领域，具体涉及一种基于SOG的氧化镓场终端功率二极管及其制备方法。

背景技术

由于β-Ga₂O₃材料具有超宽的禁带宽度及较高的击穿场强，因此，利用β-Ga₂O₃所制作的功率器件具有高耐压、大功率的特点，具备在电力电子领域应用的潜力。近些年来，吸引了众多学者对β-Ga₂O₃晶体材料及功率器件进行研究，但是目前所制备出器件的击穿场强距离理论极限仍存在较大差距，同时存在热场发射电流(TFE泄漏电流)较大的问题，而且沉积形成P型介质时，不仅过程较为复杂，还容易造成漂移层(30)损伤，影响器件性能且成本较高。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种基于SOG的氧化镓场终端功率二极管及其制备方法。本发明要解决的技术问题通过以下技术方案实现：

本发明实施例的第一方面提供一种基于SOG的氧化镓场终端功率二极管，包括：由下至上依次设置的阴极金属电极、衬底层和漂移层；

所述衬底层和所述漂移层均为Sn掺杂的β-Ga₂O₃材料，且所述漂移层的掺杂浓度低于所述衬底层的掺杂浓度；所述衬底的晶向为(001)；

所述漂移层上设置有多个P型SOG介质结构，多个所述P型SOG介质结构之间形成间隔；所述P型SOG介质结构通过旋涂B掺杂的SOG形成；

所述P型SOG介质结构表面和多个所述P型SOG介质结构的间隔之间具有阳极金属电极。

在本发明的一个实施例中，所述P型SOG介质结构的掺杂浓度为1×10¹⁷cm^-3～1×10¹⁹cm^-3。

在本发明的一个实施例中，所述P型SOG介质结构为块状结构。

在本发明的一个实施例中，所述P型SOG介质结构为环形结构；

多个所述P型SOG介质结构形成嵌套的环形结构，相邻的两个所述P型SOG介质结构之间形成所述间隔。

在本发明的一个实施例中，所述间隔为1μm～11μm。

在本发明的一个实施例中，所述P型SOG介质结构的宽度为1μm～11μm，厚度为100nm～500nm。

在本发明的一个实施例中，所述阴极金属电极为由上至下依次层叠的Ti和Au；所述阳极金属电极为由下至上依次层叠的Ni和Au。

在本发明的一个实施例中，所述衬底层的掺杂浓度为1×10¹⁸cm^-3～1×10²⁰cm^-3；所述漂移层的掺杂浓度为1×10¹⁷cm^-3～1×10¹⁹cm^-3。

本发明实施例的第二方面提供一种基于SOG的氧化镓场终端功率二极管的制备方法，包括以下步骤：