[发明专利]接面能障肖特基二极管及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种接面能障肖特基(junction barrier Schottky,JBS)二极管及其制造方法；特别是指一种包含N型氮化镓(gallium nitride,GaN)基板的接面能障肖特基二极管及其制造方法。

背景技术

图1显示一种现有接面能障肖特基(junction barrier Schottky,JBS)二极管100的剖视示意图。如图1所示，JBS二极管100包含N型硅基板11、第一N型磊晶硅层12、第二N型磊晶硅层13、P型格栅14、阳极导电层15、与阴极导电层16。其中，N型硅基板11的N型杂质浓度约为1E19cm^-3，第一N型磊晶硅层12的N型杂质浓度约为1E18cm^-3，第二N型磊晶硅层13的N型杂质浓度约为3.5E15cm^-3。

JBS二极管以一肖特基二极管并联一PIN二极管，相较于一般的PIN二极管，JBS二极管的优点是当JBS二极管操作于顺向偏压时，肖特基二极管的导通电压较低，因此反应速度较快，导通电流较快；当JBS二极管操作于逆向偏压时，通过P型格栅14的P型区域，与第二N型磊晶硅层13形成空乏区，将电流通道夹止(pinch)，使反向漏电流降低。

当JBS二极管需要更进一步加快其反应速度、降低导通阻值、更精确控制其崩溃防护电压时，现有JBS二极管的应用范围已经不足。

有鉴于此，本发明即针对上述现有技术的改善，提出一种JBS二极管及其制造方法，可提高操作的速度、降低导通阻值、更精确控制崩溃防护电压。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足与缺陷，提出一种JBS二极管及其制造方法，可提高操作的速度、降低导通阻值、更精确控制崩溃防护电压。

为达上述目的，就其中一观点言，本发明提供了一种接面能障肖特基(junction barrier Schottky,JBS)二极管包含：一N型氮化镓(gallium nitride,GaN)基板，具有一上表面；一氮化铝镓(aluminum gallium nitride,AlGaN)阻障层，形成于该上表面上；一P型氮化镓(gallium nitride,GaN)层，形成于该N型氮化镓基板上；一阳极导电层，形成于该氮化铝镓阻障层上，且部分该阳极导电层与该氮化铝镓阻障层，形成肖特基接触；以及一阴极导电层，形成于该上表面上，并与该N型氮化镓基板间，形成一欧姆接触，且该阴极导电层与该阳极导电层不直接连接。

为达上述目的，就另一观点言，本发明提供了一种接面能障肖特基(junction barrier Schottky,JBS)二极管制造方法，包含：提供一N型氮化镓(gallium nitride,GaN)基板，具有一上表面；形成一氮化铝镓(aluminum gallium nitride,AlGaN)阻障层于该上表面上；形成一P型氮化镓(gallium nitride,GaN)层于该N型氮化镓基板上；形成一阴极导电层于该上表面上，并与该N型氮化镓基板间，形成一欧姆接触；以及形成一阳极导电层于该氮化铝镓阻障层上，且部分该阳极导电层与该氮化铝镓阻障层，形成肖特基接触，且该阴极导电层与该阳极导电层不直接连接。

在其中一种较佳的实施型态中，该P型氮化镓层与该N型氮化镓基板由该氮化铝镓阻障层隔开。

前述的实施例中，该阳极导电层、该氮化铝镓阻障层、该N型氮化镓基板与该阴极导电层形成一肖特基二极管，且该P型氮化镓层、该氮化铝镓阻障层与该N型氮化镓基板形成一PIN二极管，其中，该肖特基二极管与该PIN二极管并联。

在其中一种较佳的实施型态中，该阳极导电层、该氮化铝镓阻障层、该N型氮化镓基板与该阴极导电层形成一肖特基二极管，且该P型氮化镓层与该N型氮化镓基板形成一PIN二极管，其中，该肖特基二极管与该PIN二极管并联。

附图说明

图1显示一种现有JBS二极管100的剖视示意图；

图2A-2E显示本发明的第一个实施例；

图3A-3E显示本发明的第二个实施例。

图中符号说明

11               N型硅基板

12               第一N型磊晶硅层

13               第二N型磊晶硅层

14               P型格栅

15,24,34         阳极导电层