本發(fā)明涉及的是一種肖特基二極管電極制作方法，屬于半導(dǎo)體器件領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

太赫茲（THz）科學(xué)技術(shù)是近二十年來(lái)迅速發(fā)展的一個(gè)新興交叉學(xué)科和研究熱點(diǎn)，涉及電磁學(xué)、光電子學(xué)、光學(xué)、半導(dǎo)體物理學(xué)、材料科學(xué)、生物、醫(yī)學(xué)等多門(mén)科學(xué)。太赫茲頻段覆蓋電磁頻譜的0.3THz~3THz頻率范圍，是一個(gè)蘊(yùn)含著豐富物理內(nèi)涵的寬頻段電磁輻射區(qū)域。在近乎所有的太赫茲技術(shù)應(yīng)用系統(tǒng)中，太赫茲接收前端是系統(tǒng)的最核心技術(shù)，它完成太赫茲信號(hào)的頻率變換。太赫茲分諧波混頻器是太赫茲接收前端的關(guān)鍵部件。目前，在僅有的幾類(lèi)可工作于太赫茲頻段的混頻器中，只有基于平面肖特基二極管的太赫茲分諧波混頻器可工作于室溫，無(wú)需提供如液氦等以實(shí)現(xiàn)苛刻的低溫環(huán)境。

為了提高二極管的頻率特性，需要減小陽(yáng)極寄生電容。目前肖特基二極管陽(yáng)極工藝中，常采用在n-層上生長(zhǎng)氮化硅或氧化硅介質(zhì)，然后開(kāi)介質(zhì)孔并進(jìn)行接觸金屬填充形成肖特基陽(yáng)極接觸，由于氮化硅或氧化硅介質(zhì)介電常數(shù)大于空氣，在同等材料結(jié)構(gòu)、陽(yáng)極接觸面積條件下陽(yáng)極寄生電容必然大于無(wú)介質(zhì)材料的情況。因此傳統(tǒng)的肖特基二極管陽(yáng)極制備方法存在一定的缺點(diǎn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提出的是一種肖特基二極管T型陽(yáng)極接觸空氣橋電極制作方法，其目的旨在克服傳統(tǒng)肖特基二極管陽(yáng)極工藝中由于引入氧化硅或氮化硅介質(zhì)導(dǎo)致的寄生電容偏大問(wèn)題。通過(guò)制作T型陽(yáng)極接觸金屬，陽(yáng)極接觸上方空氣橋與半導(dǎo)體材料之間只有空氣，由于空氣的介電常數(shù)遠(yuǎn)小于氧化硅或氮化硅等介質(zhì)，因此該制作方法可有效降低陽(yáng)極寄生電容。

本發(fā)明的技術(shù)解決方案：一種肖特基二極管T型陽(yáng)極接觸空氣橋電極制作方法，其包括以下步驟：

1）在輕摻雜半導(dǎo)體外延材料上旋涂第一層光刻膠，并光刻出A直徑的第一層圓形陽(yáng)極接觸孔；

2）在第一層光刻圖形上旋涂第二層光刻膠，并光刻出B直徑的第二層陽(yáng)極接觸孔，使其圓心與第一層光刻的陽(yáng)極接觸孔圓心重合；B直徑大于A直徑；

3）蒸發(fā)陽(yáng)極肖特基接觸金屬，并用有機(jī)溶劑丙酮將兩層光刻膠去除，同時(shí)剝離出T型陽(yáng)極接觸金屬；

4）旋涂光刻膠并光刻，使陽(yáng)極接觸孔以及陽(yáng)極電極板圖形無(wú)光刻膠，而空氣橋下方有光刻膠作為支撐；

5）在第一層光刻圖形上旋涂第二層光刻膠并光刻，形成蒸發(fā)空氣橋以及陽(yáng)極電極板上層膠圖形；

6）蒸發(fā)空氣橋及陽(yáng)極電極板金屬，并用有機(jī)溶劑丙酮將兩層光刻膠去除，同時(shí)剝離出陽(yáng)極電極板以及連接電極板與陽(yáng)極接觸金屬的空氣橋結(jié)構(gòu)，完成肖特基二極管T型陽(yáng)極接觸空氣橋電極制作。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)：采用T型柵陽(yáng)極接觸金屬及空氣橋引出電極，使陽(yáng)極材料上方?jīng)]有氧化硅或氮化硅介質(zhì)，而空氣的介電常數(shù)遠(yuǎn)小于介質(zhì)材料，因此可獲得更小的陽(yáng)極寄生電容，從而進(jìn)一步提升器件高頻特性。

附圖說(shuō)明

圖1是在輕摻雜半導(dǎo)體材料上光刻出小直徑的陽(yáng)極接觸孔后的陽(yáng)極剖面圖。

圖2是在小直徑陽(yáng)極接觸孔上套刻出直徑較大的陽(yáng)極接觸孔后的陽(yáng)極剖面圖。

圖3是采用蒸發(fā)剝離工藝形成T型陽(yáng)極接觸金屬后的陽(yáng)極剖面圖。

圖4是光刻形成空氣橋下層膠后的陽(yáng)極剖面圖。

圖5是在空氣橋下層膠表面再次光刻形成空氣橋上層膠后的陽(yáng)極剖面圖。

圖6是采用蒸發(fā)剝離工藝形成空氣橋金屬后的陽(yáng)極剖面圖。

具體實(shí)施方式

制作肖特基二極管T型陽(yáng)極接觸空氣橋電極方法，包括以下步驟：

1）在輕摻雜半導(dǎo)體外延材料上旋涂第一層光刻膠，并光刻出A直徑的第一層圓形陽(yáng)極接觸孔；

2）在第一層光刻圖形上旋涂第二層光刻膠，并光刻出B直徑的第二層陽(yáng)極接觸孔，使其圓心與第一層光刻的陽(yáng)極接觸孔圓心重合；B直徑大于A直徑；

3）蒸發(fā)陽(yáng)極肖特基接觸金屬，并用有機(jī)溶劑丙酮將兩層光刻膠去除，同時(shí)剝離出T型陽(yáng)極接觸金屬；

4）旋涂光刻膠并光刻，使陽(yáng)極接觸孔以及陽(yáng)極電極板圖形無(wú)光刻膠，而空氣橋下方有光刻膠作為支撐；

5）在第一層光刻圖形上旋涂第二層光刻膠并光刻，形成空氣橋以及陽(yáng)極電極板上層膠圖形；

6）蒸發(fā)空氣橋及陽(yáng)極電極板金屬，并用有機(jī)溶劑丙酮將兩層光刻膠去除，同時(shí)剝離出陽(yáng)極電極板以及連接電極板與陽(yáng)極接觸金屬的空氣橋結(jié)構(gòu)，完成肖特基二極管T型陽(yáng)極接觸空氣橋電極制作。

先通過(guò)兩步光刻加蒸發(fā)剝離形成T型陽(yáng)極接觸金屬形貌，在通過(guò)兩步光刻加蒸發(fā)剝離形成連接T型陽(yáng)極接觸金屬與陽(yáng)極電極板的空氣橋，從而有效降低陽(yáng)極寄生電容。

所述輕摻雜半導(dǎo)體材料是InP、GaAs或GaN，其摻雜濃度為1×10¹⁶cm^-3到1×10¹⁸cm^-3。

下面結(jié)合附圖進(jìn)一步描述本發(fā)明的技術(shù)解決方案：

第一層光刻圖形上旋涂厚度為0.1微米到10微米的第一層光刻膠，光刻出的A直徑為0.1微米到10微米的第一層圓形陽(yáng)極接觸孔。此時(shí)沿陽(yáng)極圓心的剖面圖如圖1所示。

所述的第一層光刻圖形上旋涂厚度為0.2微米到15微米的第二層光刻膠，并光刻出的B直徑0.2微米到15微米的第二層圓形陽(yáng)極接觸孔，圓心與第一層圓形陽(yáng)極接觸孔重合，此時(shí)沿陽(yáng)極圓心的剖面圖如圖2所示。

所述的蒸發(fā)肖特基陽(yáng)極接觸金屬，如TiPtAu，金屬總厚度大于第一層光刻膠厚度并小于兩層光刻膠總厚度，完成蒸發(fā)后用有機(jī)溶劑丙酮溶液浸泡，使第一、第二兩層光刻膠溶解，并使附著在第一層光刻膠上的金屬剝離，留下T型陽(yáng)極接觸金屬附著在輕摻雜半導(dǎo)體外延材料上，同時(shí)剝離出T型陽(yáng)極電極板及跨接電極板與陽(yáng)極接觸金屬的空氣橋結(jié)構(gòu)，完成肖特基二極管T型陽(yáng)極接觸空氣橋電極制作，留下T型陽(yáng)極接觸金屬附著在輕摻雜半導(dǎo)體外延材料上，此時(shí)沿陽(yáng)極圓心的剖面圖如圖3所示。

光刻膠旋涂厚度為0.2微米到6微米，光刻出陽(yáng)極接觸孔，使其圓心與陽(yáng)極接觸金屬圓心重合，直徑小于陽(yáng)極接觸金屬上層圓盤(pán)直徑，同時(shí)光刻出陽(yáng)極電極板圖形，距離陽(yáng)極接觸金屬1微米到50微米，此時(shí)沿陽(yáng)極圓心的剖面圖如圖4所示。

所述的在第一層光刻圖形上旋涂第二層光刻膠，厚度在0.1微米到10微米之間，光刻出與第一層陽(yáng)極電極板圖形重合的上層陽(yáng)極電極板圖形、以及連接陽(yáng)極電極板與陽(yáng)極接觸孔的連接區(qū)，寬度在0.1微米到10微米之間，此時(shí)沿陽(yáng)極圓心的剖面圖如圖5所示。

所述蒸發(fā)空氣橋及陽(yáng)極電極板金屬，如TiPtAu，金屬總厚度大于第一層光刻膠厚度并小于兩層光刻膠總厚度，完成蒸發(fā)后用有機(jī)溶劑如丙酮溶液浸泡，使上下兩層光刻膠溶解，并使附著在上層光刻膠上的金屬剝離，留下陽(yáng)極電極板及跨接電極板與陽(yáng)極接觸金屬的空氣橋結(jié)構(gòu)，完成肖特基二極管T型陽(yáng)極接觸空氣橋電極制作，此時(shí)沿陽(yáng)極圓心的剖面圖如圖6所示。