[发明专利]肖特基势垒二极管及其产生方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种肖特基(Schottky)势垒二极管，并且具体地，本发明涉及其反向击穿电压特性的补救措施。

背景技术

作为与高压开关元件(电力装置)有关的技术，例如，如在专利文献1的图6A和6B中公开的，已知通过外延生长在蓝宝石衬底上形成GaN层，并且然后在该外延生长层上形成具有台面结构或者平板结构的肖特基势垒二极管。该文献的图1示出当外延生长层的掺杂浓度降低时在理论上预期的GaN整流器的反向击穿电压特性。

专利文献1：日本专利申请特开(PCT申请的译文)No.2005-530334

发明内容

本发明要解决的问题

然而，以上文献既没有公开实际上能够实现的特定反向击穿电压，也没有特别地提及在平板型二极管和具有台面结构的二极管之间的差异。即，在此情况中，对于用于电力装置中的肖特基势垒二极管、具体地对于具有台面结构的肖特基势垒二极管的特性改进没有给出任何有意义的提议。

本发明的目的在于提供一种肖特基势垒二极管，通过改进台面结构和肖特基电极的结构，该肖特基势垒二极管具有令人满意的反向击穿电压特性。

解决问题的方法

本发明的肖特基势垒二极管包括被置于n-型化合物半导体层上的具有台面部分的肖特基电极，其中在肖特基电极的侧边缘和台面部分的顶表面边缘之间的距离被限制为预定值或者更小。

在本发明的肖特基势垒二极管中，在台面部分的顶表面边缘处获得了电场弛豫效应。相应地，如图5A中所示，发现，在肖特基电极的边缘和台面部分的边缘之间的距离越小，则泄露电流越小，并且因此，由泄露电流指定的击穿电压得以提高。相应地，通过根据肖特基势垒二极管的类型将在肖特基电极的边缘和台面部分的边缘之间的距离限制为预定值或者更小，能够改进反向击穿电压特性。

具体地，如图5A中所示，通过将在肖特基电极的边缘和台面部分的边缘之间的距离限制为2μm或者更小，能够显著地提高击穿电压。

如图6中所示，当台面部分的台阶高度大于0.2μm时，能够获得具有更高击穿电压的肖特基势垒二极管。

本发明的生产肖特基势垒二极管的第一种方法(生产方法1)是下述方法，其中形成肖特基电极，并且然后使用掩蔽膜进行用于形成台面部分的蚀刻。

通过使用这种方法将在掩蔽膜和肖特基电极之间的重叠量控制为较小，能够容易地实现本发明的肖特基势垒二极管的上述结构。

具体地，通过将在掩蔽膜和肖特基电极之间的重叠量限制为2μm或者更小，能够获得具有特别优良的反向击穿电压特性的肖特基势垒二极管。

本发明的生产肖特基势垒二极管的第二种方法(生产方法2)是下述方法，其中，形成台面部分，然后形成背侧电极，并且随后形成肖特基电极。通过生产方法2，如图5B中所示，当在肖特基电极的边缘和台面部分的边缘之间的距离是预定值或者更小时，能够实现与在第一生产方法中的相同的使用效果。

在生产方法1和2中，在形成台面部分时，通过等离子体蚀刻形成台面部分的外形，并且然后可以通过湿法蚀刻移除表面层。在这种情况中，能够通过等离子体蚀刻有效地形成比较准确的台面形状，并且另外，能够通过湿法蚀刻移除通过等离子体蚀刻形成的损伤层。

已经发现当这种损伤层留在台面部分的表面上时，容易产生由于，例如损伤层中的缺陷水平而导致的泄露电流。具体地，如在生产方法1中，当在肖特基电极的侧边缘和台面部分的顶表面边缘之间的距离被限制为预定值或者更小时，容易产生由于损伤层导致泄露电流。通过湿法蚀刻移除损伤层能够抑制这种泄露电流的产生。因此，能够获得具有更高击穿电压的肖特基势垒二极管。

优点

根据本发明的肖特基势垒二极管和生产肖特基势垒二极管的方法，能够改进反向击穿电压特性。

附图说明

图1是根据实施例的肖特基势垒二极管的截面剖视图；

图2A是示出根据生产方法1-1生产肖特基势垒二极管的步骤(形成缓冲层、外延层和背侧电极)的截面剖视图；

图2B是示出根据生产方法1生产肖特基势垒二极管的步骤(形成肖特基电极)的截面剖视图；

图2C是示出根据生产方法1生产肖特基势垒二极管的步骤(形成覆盖肖特基电极的上表面和侧表面的抗蚀剂掩膜)的截面剖视图；

图2D是示出根据生产方法1生产肖特基势垒二极管的步骤(蚀刻外延生长层并且然后移除抗蚀剂掩膜)的截面剖视图；

图3A是示出根据生产方法1-1生产肖特基势垒二极管的步骤(形成缓冲层和外延层)的截面剖视图；