[实用新型]GaN基肖特基二极管结构

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种GaN基肖特基二极管结构，属于半导体技术领域。

背景技术

目前绝大多数半导体器件都是采用硅（Si）材料制作，随着硅工艺的发展与进步，其器件性能在很多方面都逼近极限值。因此，要寻求更大的具有突破性的提高，只能从新型的半导体材料中寻找出路。半导体器件需要承受高电压、大电流和高温，这就要求其制造材料具有较宽的禁带，较高的临界雪崩击穿场强和较高的热导率。新型的氮化稼（GaN）基宽禁带半导体材料无疑成为制作高性能电力电子器件的优选材料之一。

GaN是目前最受关注的一种宽禁带化合物半导体材料，它具有禁带宽度大、电子漂移速度大、耐高压、耐热分解、耐放射性的特点，GaN的禁带宽度是Si的3倍，击穿场强是Si的10倍。

发明内容

本部分的目的在于概述本实用新型的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本实用新型的范围。

鉴于上述和/或现有半导体封装中存在的采用硅材的半导体器件性能逼近极限值的问题，提出了本实用新型。

本实用新型的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种GaN基肖特基二极管结构，相对于硅材料的半导体器件具有更优的性能。

按照本实用新型提供的技术方案，一种GaN基肖特基二极管结构，其特征是：包括衬底、位于衬底上的GaN层、位于GaN层上的AlGaN层、阴极金属和阳极金属，阴极金属同时与GaN层和AlGaN层欧姆接触，阳极金属设置于AlGaN层上表面，阳极金属与AlGaN层肖特基接触。

进一步的，在所述衬底和GaN层之间设有缓冲层。

进一步的，所述阳极金属位于AlGaN层和GaN层上表面，分别与AlGaN层和GaN层接触。

进一步的，所述阳极金属与AlGaN层的接触面为阶梯面。

进一步的，在所述AlGaN层上设置通孔，通孔由AlGaN层的上表面延伸至GaN层的上表面，阳极金属通过通孔与GaN层的上表面接触。

进一步的，所述衬底采用SiC或者蓝宝石基板。

进一步的，所述GaN层的厚度为50~200nm。

进一步的，所述AlGaN层的厚度为20~50nm；所述AlGaN层采用AlGaN、AlInN或AlInGaN。

本实用新型所述GaN基肖特基二极管结构，在衬底基板第一主面设有AlGaN层，在AlGaN层和衬底基板之间设有GaN层；在本体左侧设有欧姆接触电极（Cathode），欧姆接触电极同时与AlGaN和GaN层形成欧姆接触；在本体右侧设有肖特基接触电极（Anode）。如果在肖特基接触电极（Anode）增加一定的电压，在AlGaN层和GaN层的接触表面会形成电子通道。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：

图1为本实用新型所述GaN基肖特基二极管结构第一种实施例的剖视图。

图2为正方开阳极金属和阴极金属的分布俯视图。

图3为圆形阳极金属和阴极金属的分布俯视图。

图4为本实用新型所述GaN基肖特基二极管结构第二种实施例的剖视图。

图5为本实用新型所述GaN基肖特基二极管结构第三种实施例的剖视图。

图6为本实用新型所述GaN基肖特基二极管结构第四种实施例的剖视图。

图7为本实用新型所述GaN基肖特基二极管结构第五种实施例的剖视图。

图8～图17为实施例2所述GaN基肖特基二极管结构的制作过程示意图，其中：

图8为在衬底上生长缓冲层的示意图。

图9为生长得到GaN层的示意图。

图10为生长得到AlGaN层的示意图。

图11为光刻得到阴极金属刻蚀区域的示意图。

图12为在阴极金属刻蚀区域对AlGaN层进行刻蚀后的示意图。

图13为溅射阴极金属的示意图。

图14为去除多余阴极金属和第一光刻胶的示意图。

图15为涂第二光刻胶经曝光显影得到阳极金属窗口的示意图。

图16为溅射阳极金属的示意图。