[发明专利]一种凹槽阳极肖特基二极管的制备方法

说明书

本发明公开了一种凹槽阳极肖特基二极管的制备方法，包括：提供半导体外延片；在半导体外延片上制作硬掩膜层；在硬掩膜层上制作掩膜层；以掩膜层为掩膜刻蚀硬掩膜层，图形化硬掩膜层；去除掩膜层露出图形化的硬掩膜层；对露出图形化的硬掩膜层的半导体外延片进行器件间台面隔离；在半导体外延片的异质结外延层表面的阳极区域刻蚀该异质结外延层形成阳极凹槽，之后去除光刻胶和硬掩膜层；在半导体外延片的异质结外延层表面的阴极区域形成层阴极金属。本发明利用纳米压印技术或铺聚苯乙烯球技术实现纳米级阳极凹槽，从而制备同时具有低开启电压、低导通电阻、高饱和电流等良好正向导通特性与低漏电、高击穿电压等良好反向关断特性的肖特基二极管。

技术领域

本发明属于半导体技术领域，特别涉及一种凹槽阳极肖特基二极管的制备方法，可降低导通压降、导通电阻、反向漏电流与提高正向导通电流、反向击穿电压。

背景技术

肖特基二极管的势垒高度小于PN结势垒高度，其开启电压和导通压降均较PN二极管小，可降低电路中的功率损耗。此外，肖特基二极管不存在少数载流子存储效应，反向恢复时间短，开关速度快。同时由于结电容较低，肖特基二级管能够适应高频率应用领域。肖特基二极管的开启电压和反向漏电流主要由肖特基接触决定。肖特基接触的势垒垒高度小，开启电压低，但反向漏电流大；反之，势垒高度大，反向漏电流小，但开启电压大。因此，简单改变肖特基接触的势垒高度很难做到，同时降低开启电压与反向漏电流。然而，凹槽阳极技术在氮化镓基肖特基二极管中的应用，却可以实现同时降低开启电压与反向漏电。同时，随着技术的发展，各类电路的小型化一直是重要的发展方向。作为电路中，不可或缺的元件，肖特基二极管的尺寸要求，也越来越小。纳米级凹槽则是制备小尺寸肖特基二极管的必要技术之一。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种凹槽阳极肖特基二极管的制备方法，以制备同时具有低开启电压、低导通电阻、高饱和电流等良好正向导通特性与低漏电、高击穿电压等良好反向关断特性的肖特基二极管。

为达到上述目的，本发明提供了一种凹槽阳极肖特基二极管的制备方法，其中，该方法包括：提供一具有异质结外延层表面的半导体外延片；在该半导体外延片上制作硬掩膜层；在该硬掩膜层上通过纳米压印或聚苯乙烯球制作掩膜层；以掩膜层为掩膜刻蚀硬掩膜层，图形化该硬掩膜层；去除通过纳米压印或聚苯乙烯球制作的掩膜层，露出图形化的硬掩膜层；对露出图形化的硬掩膜层的半导体外延片进行器件间台面隔离；在半导体外延片的异质结外延层表面的阳极区域通过光刻刻蚀该异质结外延层，形成阳极凹槽，之后去除光刻胶和硬掩膜层；在半导体外延片的异质结外延层表面的阴极区域形成层阴极金属，在异质结外延层表面的阳极凹槽上形成阳极金属，并制备钝化层和电极金属，完成凹槽阳极肖特基二极管的制备。

本发明提供的这种凹槽阳极肖特基二极管的制备方法，利用纳米压印技术或铺聚苯乙烯球技术实现纳米级阳极凹槽，从而制备同时具有低开启电压、低导通电阻、高饱和电流等良好正向导通特性与低漏电、高击穿电压等良好反向关断特性的肖特基二极管。

附图说明

图1是本发明提供的凹槽阳极肖特基二极管的制备方法流程图；

图2是依照本发明实施例的采用蓝宝石衬底的AlGaN/GaN异质结凹槽阳极肖特基二极管的制备工艺流程图；

图3是依照本发明实施例的采用硅衬底的InAlN/GaN异质结凹槽阳极肖特基二极管的制备工艺流程图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。

如图1所示，本发明提供的凹槽阳极肖特基二极管的制备方法，包括以下步骤：

步骤1：提供一具有异质结外延层表面的半导体外延片；该半导体外延片可以为具有横向导电性的氮化镓基异质结外延片、砷化镓基异质结外延片或碳化硅外延片，但不限于此。