本發(fā)明涉及半導體技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種肖特基二極管的制作方法及肖特基二極管。

背景技術(shù)：

隨著半導體技術(shù)的發(fā)展，功率二極管逐漸成為了電路系統(tǒng)中的關(guān)鍵部件。功率二極管正朝著兩個重要方向發(fā)展：(1)超大電流，可應用于高溫電弧風洞、電阻焊機等場合；(2)超快、超耐用，不僅應用于整流場合，而且應用于各種開關(guān)電路。為了滿足低功耗、高頻、高溫、小型化等應用要求，消費者對功率二極管的耐壓性、導通電阻、開啟壓降、反向恢復特性、高溫特性等越來越高。

相對傳統(tǒng)結(jié)型二極管而言，肖特基二極管具有較大的優(yōu)勢。一方面，作為多數(shù)載流子器件，肖特基二極管在開關(guān)過程中不存在傳統(tǒng)結(jié)型二極管的少數(shù)載流子存儲效應，可以達到更快的開關(guān)速度。另一方面，肖特基二極管正向壓降較小，開關(guān)功耗遠遠小于傳統(tǒng)結(jié)型二極管。總體而言，肖特基二極管在中低電壓范圍內(nèi)非常適合應用于開關(guān)和整流器件領(lǐng)域。

綜上，肖特基二極管由于其低開啟壓降、高正向?qū)娏骱涂焖俜聪蚧謴蜁r間的優(yōu)點，受到了非常廣泛的應用。然而，肖特基二極管的反向勢壘較低，容易發(fā)生擊穿，存在耐壓性差與反向漏電流大的缺點。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明實施例提供一種肖特基二極管的制作方法及肖特基二極管，用以解決現(xiàn)有技術(shù)中的肖特基二極管反向漏電流大的技術(shù)問題。

本發(fā)明實施例提供一種肖特基二極管的制作方法，包括：

在硅襯底層上依次形成GaN層、勢壘層和鈍化層；

至少刻蝕所述鈍化層至所述勢壘層，形成陽極接觸孔；

淀積形成介質(zhì)層；

對所述介質(zhì)層進行刻蝕，形成薄層的陽極介質(zhì)；所述陽極介質(zhì)至少覆蓋所述陽極接觸孔部分底部并與所述陽極接觸孔側(cè)壁接觸；

在所述陽極接觸孔內(nèi)填充陽極金屬，形成陽極。

較佳地，所述陽極介質(zhì)還覆蓋所述陽極接觸孔側(cè)壁。

較佳地，所述陽極介質(zhì)還覆蓋所述陽極接觸孔相鄰區(qū)域的部分鈍化層。

較佳地，所述至少刻蝕所述鈍化層至所述勢壘層，形成陽極接觸孔，包括：

刻蝕所述鈍化層至所述勢壘層內(nèi)，形成所述陽極接觸孔。

較佳地，所述在所述陽極接觸孔內(nèi)填充第一金屬，形成陽極之后，還包括：

刻蝕所述鈍化層形成陰極接觸孔；

在所述陰極接觸孔內(nèi)填充陰極金屬，形成陰極。

較佳地，所述在所述陽極接觸孔內(nèi)填充陽極金屬，形成陽極，包括：

在所述陽極接觸孔內(nèi)采用電子束蒸發(fā)陽極金屬，并通過刻蝕形成陽極；

所述在所述陰極接觸孔內(nèi)填充陰極金屬，形成陰極，包括：

在所述陰極接觸孔內(nèi)采用電子束蒸發(fā)陰極金屬，并通過刻蝕形成陰極。

本發(fā)明實施例提供一種肖特基二極管，所述肖特基二極管至少包括：

設(shè)置于所述硅襯底層上的GaN層和勢壘層；

設(shè)置于所述勢壘層上的陽極接觸孔和陰極接觸孔；

設(shè)置于所述陽極接觸孔和所述陰極接觸孔之間的絕緣層；

設(shè)置于所述陽極接觸孔內(nèi)的薄層的陽極介質(zhì)和陽極；所述陽極介質(zhì)至少覆蓋所述陽極接觸孔部分底部并與所述陽極接觸孔側(cè)壁相接觸；

設(shè)置于所述陰極接觸孔內(nèi)的陰極。

較佳地，所述陽極介質(zhì)還覆蓋所述陽極接觸孔側(cè)壁；

較佳地，所述陽極介質(zhì)還覆蓋所述陽極接觸孔相鄰區(qū)域的部分鈍化層。

較佳地，所述鈍化層的材料與所述陽極介質(zhì)的材料相同，均為Si₃N₄。

本發(fā)明實施例中，在硅襯底層上依次形成GaN層、勢壘層和鈍化層，至少刻蝕所述鈍化層至所述勢壘層，形成陽極接觸孔；淀積形成介質(zhì)層；對所述介質(zhì)層進行刻蝕，形成陽極介質(zhì)；所述陽極介質(zhì)至少覆蓋所述陽極接觸孔部分底部并與所述陽極接觸孔側(cè)壁接觸；在所述陽極接觸孔內(nèi)填充陽極金屬，形成陽極。本發(fā)明實施例在陽極邊緣形成陽極介質(zhì)，該陽極介質(zhì)減小了金屬與AlGaN層的接觸面積，即減小了肖特基結(jié)的面積，從而有效降低了肖特基二極管的反向漏電流；另一方面，該陽極介質(zhì)也避免了金屬與鈍化層之間因接觸表面缺陷而造成的漏電，進一步降低了肖特基二極管的反向漏電流；形成的薄層陽極介質(zhì)，不僅可以減小反向漏電流，而且不會影響肖特基二極管陽極的工作性能。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡要介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明實施例提供的一種肖特基二極管的制作方法所對應的流程示意圖；

圖2-圖5為本發(fā)明實施例提供的肖特基二極管制作過程中的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步地詳細描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其它實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

圖1為本發(fā)明實施例提供的一種肖特基二極管的制作方法所對應的流程示意圖，該方法包括：

步驟101，在硅襯底層上依次形成GaN層、勢壘層和鈍化層；

步驟102，至少刻蝕所述鈍化層至所述勢壘層，形成陽極接觸孔；

步驟103，淀積形成介質(zhì)層；

步驟104，對所述介質(zhì)層進行刻蝕，形成薄層的陽極介質(zhì)；所述陽極介質(zhì)至少覆蓋所述陽極接觸孔部分底部并與所述陽極接觸孔側(cè)壁接觸；

步驟105，在所述陽極接觸孔內(nèi)填充陽極金屬，形成陽極。

在本實施例中，硅襯底層為N型襯底層；薄層的陽極介質(zhì)是指陽極介質(zhì)的厚度明顯小于鈍化層的厚度，從而該陽極介質(zhì)能夠在減少肖特基結(jié)的面積的基礎(chǔ)上，不影響肖特基二極管陽極的工作性能。

較佳地，在步驟102中，刻蝕所述鈍化層至所述勢壘層內(nèi)，形成所述陽極接觸孔。

較佳地，在步驟104中形成的陽極介質(zhì)還覆蓋所述陽極接觸孔側(cè)壁。

較佳地，在步驟104中所述陽極介質(zhì)還覆蓋所述陽極接觸孔側(cè)壁和所述陽極接觸孔相鄰區(qū)域的部分鈍化層。

較佳地，在步驟105中，在所述陽極接觸孔內(nèi)采用電子束蒸發(fā)陽極金屬，并通過刻蝕形成陽極；

較佳地，在步驟105之后，還包括：刻蝕所述鈍化層形成陰極接觸孔；在所述陰極接觸孔內(nèi)填充陰極金屬，形成陰極。其中，形成陰極的步驟具體為：在所述陰極接觸孔內(nèi)采用電子束蒸發(fā)陰極金屬，并通過刻蝕形成陰極。

本發(fā)明實施例中在陽極邊緣形成陽極介質(zhì)，該陽極介質(zhì)減小了金屬與AlGaN層的接觸面積，即減小了肖特基結(jié)的面積，從而有效降低了肖特基二極管的反向漏電流；另一方面，該陽極介質(zhì)也避免了金屬與鈍化層之間因接觸表面缺陷而造成的漏電，進一步降低了肖特基二極管的反向漏電流。

為了更清楚地理解本發(fā)明，下面結(jié)合具體實施例進行詳細說明。

如圖2所示，在硅襯底層201上依次形成GaN層202、勢壘層203和鈍化層204；其中，勢壘層203的材料為AlGaN，鈍化層204的材料為Si₃N₄。

如圖3所示，通過光刻(涂膠、曝光、顯影)刻蝕鈍化層204至勢壘層203內(nèi)，形成陽極接觸孔205；所述陽極接觸孔205為條形槽。

可選地，陽極接觸孔也可以通過僅刻蝕鈍化層至勢壘層表面而形成。本發(fā)明實施例中通過刻蝕至勢壘層內(nèi)形成陽極接觸孔，從而使得肖特基二極管的陽極能夠更好地控制導電溝道。

采用LPCVD(Low Pressure Chemical Vapor Deposition，低壓力化學氣相沉積法)形成介質(zhì)層，并對該介質(zhì)層進行光刻(涂膠、曝光、顯影)刻蝕，形成陽極介質(zhì)206。

本發(fā)明實施例中陽極介質(zhì)是指淀積在陽極接觸孔部分表面或者淀積在陽極接觸孔部分表面及其臨近區(qū)域的一層介質(zhì)，該陽極介質(zhì)能夠在減少肖特基結(jié)的面積的基礎(chǔ)上，不影響肖特基二極管陽極的工作性能。

如圖3所示，形成的陽極介質(zhì)206覆蓋陽極接觸孔205的部分底部并與陽極接觸孔205的側(cè)壁接觸，且還覆蓋所述陽極接觸孔205的側(cè)壁和陽極接觸孔205相鄰區(qū)域的部分鈍化層。此時，陽極介質(zhì)的切面為梯形形狀。

可選地，陽極介質(zhì)206可以僅覆蓋陽極接觸孔205的部分底部并與陽極接觸孔205的側(cè)壁接觸；或者，陽極介質(zhì)206可以覆蓋陽極接觸孔205的部分底部并與陽極接觸孔205的側(cè)壁接觸，還覆蓋陽極接觸孔205的側(cè)壁。本發(fā)明實施例中對陽極介質(zhì)的形狀不做具體限定。

另一方面，本發(fā)明實施例中對于薄層的陽極介質(zhì)的厚度明顯小于鈍化層的厚度，但具體數(shù)值不做限定，只要保證肖特基二極管陽極的工作性能的陽極介質(zhì)的厚度范圍，都在本發(fā)明保護范圍之內(nèi)。同時，如圖3中所示，陽極介質(zhì)底部的長度L1和L2的具體數(shù)值也不做限定，其可根據(jù)肖特基二極管的實際情況而定，只要在減小肖特基結(jié)面積的基礎(chǔ)上，不影響肖特基二極管陽極的工作性能的數(shù)值范圍，均在本發(fā)明保護范圍之內(nèi)。

如圖4所示，在陽極接觸孔205內(nèi)采用電子束蒸發(fā)或電鍍的方法填充陽極金屬，并對陽極金屬進行光刻(涂膠、曝光、顯影)刻蝕，形成陽極207。其中，陽極金屬自下而上可以為TiN、AlSiCu。

如圖5所示，在陽極接觸孔205的兩側(cè)，刻蝕鈍化層204形成兩個陰極接觸孔。在陰極接觸孔內(nèi)采用電子束蒸發(fā)或電鍍的方法填充陰極金屬，并對陰極金屬進行光刻(涂膠、曝光、顯影)刻蝕，形成陰極208。其中，陰極金屬自下而上可以為Al、Ti、TiN。

本發(fā)明實施例提供一種肖特基二極管，該肖特基二極管采用上述實施例中所述的方法制作而成，該肖特基二極管至少包括：

設(shè)置于所述硅襯底層上的GaN層和勢壘層；

設(shè)置于所述勢壘層上的陽極接觸孔和陰極接觸孔；

設(shè)置于所述陽極接觸孔和所述陰極接觸孔之間的絕緣層；

設(shè)置于所述陽極接觸孔內(nèi)的陽極介質(zhì)和陽極；所述陽極介質(zhì)至少覆蓋所述陽極接觸孔部分底部并與所述陽極接觸孔側(cè)壁相接觸；

設(shè)置于所述陰極接觸孔內(nèi)的陰極。

較佳地，所述陽極介質(zhì)還覆蓋所述陽極接觸孔側(cè)壁；

較佳地，所述陽極介質(zhì)還覆蓋所述陽極接觸孔相鄰區(qū)域的部分鈍化層。

較佳地，所述鈍化層的材料與所述陽極介質(zhì)的材料相同，均為Si₃N₄。

從上述內(nèi)容可以看出：本發(fā)明實施例中，在硅襯底層上依次形成GaN層、勢壘層和鈍化層，至少刻蝕所述鈍化層至所述勢壘層，形成陽極接觸孔；淀積形成介質(zhì)層；對所述介質(zhì)層進行刻蝕，形成陽極介質(zhì)；所述陽極介質(zhì)至少覆蓋所述陽極接觸孔部分底部并與所述陽極接觸孔側(cè)壁接觸；在所述陽極接觸孔內(nèi)填充陽極金屬，形成陽極。本發(fā)明實施例在陽極邊緣形成陽極介質(zhì)，該陽極介質(zhì)減小了金屬與AlGaN層的接觸面積，即減小了肖特基結(jié)的面積，從而有效降低了肖特基二極管的反向漏電流；另一方面，該陽極介質(zhì)也避免了金屬與鈍化層之間因接觸表面缺陷而造成的漏電，進一步降低了肖特基二極管的反向漏 電流；形成的薄層的陽極介質(zhì)，不僅可以減小反向漏電流，而且不會影響肖特基二極管陽極的工作性能。

盡管已描述了本發(fā)明的優(yōu)選實施例，但本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員一旦得知了基本創(chuàng)造性概念，則可對這些實施例作出另外的變更和修改。所以，所附權(quán)利要求意欲解釋為包括優(yōu)選實施例以及落入本發(fā)明范圍的所有變更和修改。

顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對本發(fā)明進行各種改動和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動和變型在內(nèi)。