[发明专利]具有垂直AlGaN/GaN异质结的高压肖特基二极管及其制备方法

说明书

本发明涉及一种具有垂直AlGaN/GaN异质结的高压肖特基二极管及其制备方法，所述制备方法包括以下步骤：一、外延材料生长；二、再生长凹槽制作及再生长；三、阴极制作；四、介质层生长；五、阳极制作。其利用再生长形成的垂直方向上的2DEG(二维电子气)，可以显著提高二极管的正向电流；同时利用再生长形成的PN结，可以均匀地分散峰值电场，改善电场集中效应，提高击穿电压，并且，反向时，PN结相比于肖特基结可以更加有效地减小反向漏电。

技术领域

本发明属于微电子器件技术领域，涉及一种GaN基肖特基二极管及其制备方法，具体涉及一种具有垂直AlGaN/GaN异质结的高压肖特基二极管及其制备方法。

背景技术

半导体行业发展至今，其产品技术已经为社会发展和进步提供了不可或缺的推动作用。尤其是随着半导体技术的逐渐成熟，以GaN、SiC和半导体金刚石为代表的第三代半导体材料开始兴起，并以相对于前两代半导体材料更加明显的优势而逐渐成为半导体行业的研究热点。GaN材料从第一次被提出到现在二十多年的时间里，已经得到了迅猛的发展，与之相关的第三代半导体器件也得到了广泛的应用。

其中以氮化镓(GaN)为代表的第三代宽带隙半导体材料正在逐渐兴起。与传统的半导体材料相比，GaN具有良好的化学稳定性，高击穿电压，低导通电阻和较高的工作温度。这些优点极大地弥补了传统半导体材料固有的缺憾。因此，GaN器件能够在高温，高功率，高频环境下工作。

目前，肖特基二极管正向着高击穿电压、高开关比、低导通电阻的方向发展。高的击穿电压可以保证高电压下器件的稳定性；高的开关比可以保证器件能够实现更好的开关作用；低的导通电阻可以实现低的开启损耗。

针对氮化镓肖特基二极管(Schottky Barrier Diode,缩写成SBD)存在击穿电压低的情况，采用垂直结构氮化镓肖特基二极管相比于选用横向结构氮化镓肖特基二极管能有效提高击穿电压。但是，现有技术制备的垂直结势垒肖特基(junction barrierschottky)二极管仍然存在耐压低、反向漏电大，且正向电流小等问题。

鉴于现有技术的上述技术缺陷，需要提供一种改进的高压肖特基二极管及其制备方法，以克服上述缺陷。

发明内容

为了克服现有技术的缺陷，本发明提出一种具有垂直AlGaN/GaN异质结的高压肖特基二极管及其制备方法，其能够解决现有技术制备的垂直结势垒肖特基(junctionbarrier schottky)二极管存在的耐压低、反向漏电大，且正向电流小等问题。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种具有垂直AlGaN/GaN异质结的高压肖特基二极管的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)、在厚度为1～4μm的N⁺-GaN层的正面上生长一层厚度为3～9μm的P-GaN层；

2)、在所述N⁺-GaN层和P-GaN层上刻蚀凹槽，所述凹槽的宽度为3～5μm、深度为将所述N⁺-GaN层刻蚀掉100～500nm；

3)、整体生长一层厚度为100～500nm的N^--GaN层；

4)、在所述N^--GaN层上生长一层厚度为10～30nm的AlGaN层；

5)、在所述N⁺-GaN层的底面上制作阴极；

6)、在所述AlGaN层上沉积一层厚度为0.2～1μm的介质层；

7)、刻蚀掉位于所述P-GaN层上面的部分所述N^--GaN层、AlGaN层和介质层，露出所述P-GaN层的顶面；