[发明专利]带有悬空梁式引线结构的GaN肖特基二极管及其制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体器件及其制作方法技术领域，尤其涉及一种带有悬空梁式引线结构的GaN肖特基二极管及其制作方法。

背景技术

以Si、GaAs等传统半导体材料为基础的肖特基倍频二极管器件由于受到材料本身属性的限制，在功率和耐击穿电压等相应指标上很难再有进一步的提高。近年来以Ⅲ族氮化物为代表的新一代宽禁带半导体材料发展迅猛。具有宽带隙、高饱和电子漂移速、高击穿场强和高热导率等优越材料性能，在毫米波、亚毫米波大功率电子器件领域极具发展潜力。基于GaN的肖特基二极管毫米波、亚毫米波倍频器件的研究是目前国际上的热点。（相关文献如下：1、Chong Jin, Dimitris Pavlidis, Laurence Considine. A Novel GaN-Based High Frequency Varactor Diode Proceedings of the 5th European Microwave Integrated Circuits Conference 2010；2、P.B. Shah, H.A.Hung. Critical design issues for high-power GaN/AlGaN anti-serial Schottky varactor frequency triplers, Microelectronics Journal 43 (2012) 410–415；3、Wei Lu, Siyuan Gu. InGaN/GaN Schottky Diodes With Enhanced Voltage Handling Capability for Varactor Applications, IEEE ELECTRON DEVICE LETTERS, 31(10), (2010) 1119.；4、N. Tanuma, S. Yokokura, T. Matsui, and M. Tacano. Capacitance analysis of Al_0.25Ga_0.75N/GaN heterostructure barrier varactor diodes, Phys. Stat. Sol. (c) 2, No. 7, 2692–2695 (2005).5、曹东升. GaN基肖特基二极管的输运和击穿特性研究. 2010年南京大学硕士论文。）

太赫兹频段的器件尺寸非常微小，在100微米量级，一般采用导电胶倒装粘在石英电路基板上，对装配要求非常高。分立器件中的悬空梁式引线结构主要是便于器件的装配，在GaAs中悬空梁式引线很常见。由于GaN及衬底的50um以上的采用化学腐蚀及干法刻蚀都不能实现，肖特基二极管器件悬空梁式引线制备困难，目前还没有带梁式引线的GaN肖特基二极管出现。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种带有悬空梁式引线结构的GaN肖特基二极管及其制作方法，所述二极管利用梁式引线结构，可以实现微小芯片的压焊机装配，减少了涂覆导电胶带来的麻烦，降低了器件装配难度，提高工作效率和器件的质量。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种带有悬空梁式引线结构的GaN肖特基二极管，其特征在于：包括衬底，所述衬底上表面的两个有源区设有高掺杂的N+型GaN层，两个高掺杂的N+型GaN层之间设有隔离槽，左侧高掺杂的N+型GaN层的上表面设有第一欧姆接触层和N-型GaN层，第一欧姆接触层和N-型GaN层保持间隔设置，右侧高掺杂的N+型GaN层的上表面设有第二欧姆接触层，所述N-型GaN层的上表面设有肖特基接触层，所述肖特基接触层与第二欧姆接触层之间通过空气桥进行连接，所述第一欧姆接触层上设有第一悬空梁式引线，所述空气桥上设有第二悬空梁式引线。

进一步的技术方案在于：所述衬底为硅衬底、蓝宝石衬底、碳化硅衬底或氮化镓单晶衬底。

进一步的技术方案在于：高掺杂的N+型GaN层的掺杂元素为Ⅳ族元素，掺杂浓度在10¹⁶/cm³量级到10¹⁹/cm³量级之间。

进一步的技术方案在于：N-型GaN层的掺杂元素为Ⅳ族元素，掺杂浓度在10¹⁶/cm³量级到10¹⁸/cm³量级之间。

进一步的技术方案在于：所述欧姆接触层包括钛层、铝层、镍层和/或金层。