[发明专利]一种横向氮化镓功率整流器件及其制作方法

说明书

本发明提供一种横向氮化镓整流器件，包括：衬底基片、氮化镓层、势垒层、第一介质层，以及第一介质层上方的第二介质层，其中第一介质层的第一端具有贯通第一介质层并截止于势垒层的第一开口，在第一开口内形成有阴极金属；第一介质层的第二端具有贯通第一介质层并截止于势垒层的第二开口，在第二开口处，淀积有第二介质层；第二介质层在第二开口内的底部具有贯通第二介质层并截止于势垒层的第三开口，在第三开口处淀积有阳极金属。本发明还提供一种横向氮化镓整流器件的制作方法。本发明能够使得氮化镓整流器件具有较小的正向开启电压和反向漏电流，避免阳极金属和势垒层的刻蚀损伤，提高器件的可靠性和寿命。

技术领域

本发明涉及半导体工艺技术领域，尤其涉及一种横向氮化镓功率整流器件及其制作方法。

背景技术

现代科技对半导体功率器件的体积，可靠性，耐压，功耗等方面不断提出更高的要求。随着晶体管特征尺寸的缩小，由于短沟道效应等物理规律和制作成本的限制，主流硅基材料与CMOS技术正发展到10纳米工艺节点而很难继续提升。氮化镓具有较宽的禁带宽度，高热导率、强原子键、化学稳定性好、工作温度高、击穿电压高、抗辐照能力强等性质，适用于光电子、高温大功率器件和高频微波器件等应用。所以氮化镓被认为是新一代集成电路半导体材料，具有广阔的应用前景。

二极管在电力电子领域具有极其重要的地位，顺向偏压允许电流由单一方向通过二极管，逆向偏压阻断电流由反方向通过二极管，因此通常作为整流使用。肖特基二极管(Schottky Barrier Diode，SBD)是以金、银、铝、铂等贵金属为正极，以N型半导体为负极，利用二者接触面上形成的势垒具有整流特性而制成的金属-半导体器件，具有开关频率高和正向压降低的优点。

传统的GaN异质结肖特基二极管(SBD)的阳极肖特基金属通常直接淀积在势垒层的表面，导通时电子不仅需克服肖特基势垒，还需流经高阻的势垒层，使得其开启电压较大。由于肖特基二极管的正向开启电压和反向漏电流互相关联制约，较低的正向开启电压在制作工艺中往往也导致较大的反向漏电流，因此，目前市场上还没有同时实现较低的正向开启电压和较低的反向漏电流的、适于大范围商用化的GaN肖特基二极管。

为降低GaN异质结二极管的开启电压与反向漏电流，各种新型阳极结构的二极管不断出现，并取得了较大突破。但各种新型阳极结构多数均采用刻蚀势垒层并注入或淀积介质层的方法制备二极管阳极结构，生产工艺较为复杂，且器件可靠性有待提高。

因此，亟需设计一种新型横向氮化镓整流器件及其制作方法，从而解决二极管的正向开启电压和反向漏电流均较高以及常规氮化镓基二极管制备过程中的阳极刻蚀损伤问题。

发明内容

本发明提供的横向氮化镓整流器件及其制作方法，能够针对现有技术的不足，降低氮化镓整流二极管的正向开启电压和反向漏电流，避免二极管制备过程中的阳极及势垒层刻蚀损伤。

第一方面，本发明一种横向氮化镓整流器件，包括：衬底基片、衬底基片上方的氮化镓层、所述氮化镓层上方的势垒层，所述势垒层上方的第一介质层，以及所述第一介质层上方的第二介质层，其中：

所述第一介质层的第一端具有贯通所述第一介质层并截止于所述势垒层的第一开口，在所述第一开口内形成有阴极金属；

所述第一介质层的第二端具有贯通所述第一介质层并截止于所述势垒层的第二开口，在所述第二开口处，淀积有第二介质层；

所述第二介质层在所述第二开口内的底部具有贯通第二介质层并截止于所述势垒层的第三开口，在第三开口内淀积有阳极金属。

可选地，上述器件还包括器件两端的贯通所述衬底基片、氮化镓层、势垒层、第一介质层和第二介质层的隔离带。

可选地，上述第一介质层和第二介质层的材料为SiN、AlN、SiO₂、Al₂O₃中的一种或几种的组合。