[发明专利]一种空气桥结构肖特基栅控二极管器件及其制作方法

权利要求书

1.一种空气桥结构肖特基栅控二极管器件，其特征在于，由下往上，依次是衬底（1），应力缓冲层（2），GaN沟道层（3），AlGaN势垒层（4），GaN盖帽层（5）；所述GaN沟道层（3）以上有两个凸面：第一凸面（7）和第二凸面（6），GaN沟道层（3）和AlGaN势垒层（4）以及GaN盖帽层（5）在两个凸面上；所述第一凸面（7）上刻蚀出一个圆柱状小孔（8），小孔（8）最少需要刻蚀至GaN沟道层（3），第一凸面（7）GaN盖帽层（5）上分别沉积欧姆接触金属（9）和肖特基接触金属（10,11），欧姆接触金属（9）和肖特基接触金属（10,11）之间有沟道（12）隔开，所述肖特基金属（10,11）分为内外两层不同金属，内层肖特基金属（11）沉积在圆柱状小孔（8）内壁及圆柱底部，外层肖特基金属（10）以圆环形包围内层肖特基金属（11）形式沉积在GaN盖帽层（5）上；其中肖特基接触金属（10,11）上加厚金；第二凸面（6）上有一层欧姆接触金属（9）且加厚金，所述肖特基接触金属（10,11）上的厚金与第二凸面（6）上厚金有空气桥（13）连接；所述的内层肖特基接触金属（11）为低功函数肖特基金属，外层肖特基接触金属（10）为高功函数肖特基金属；所述的空气桥（13）呈指状结构，第一凸面（7）欧姆接触金属（9）作为一个电极，第二凸面（6）欧姆接触金属（9）作为第二个电极，电流通道为第二凸面（6）欧姆接触金属（9）、指状空气桥（13）、肖特基接触金属（10,11）、二维电子气、第一凸面（7）欧姆接触金属（9）；

所述的沟道（12）深度由沉积的欧姆接触金属（9）的厚度决定；

内层肖特基金属（11）的边界和外层肖特基金属（10）的边界直接相连，所述外层肖特基金属（10）不能直接与圆柱小孔（8）侧壁和底部接触。

2.根据权利要求1所述的一种空气桥结构肖特基栅控二极管器件，其特征在于，所述的沟道（12）中填充有绝缘的钝化层。

3.根据权利要求1所述的一种空气桥结构肖特基栅控二极管器件，其特征在于，第一凸面（7）上的厚金高度值与第二凸面（6）上的厚金高度值相同。

4.根据权利要求3所述的一种空气桥结构肖特基栅控二极管器件，其特征在于：指状空气桥（13）和肖特基接触金属（10,11）上的厚金连接，桥下属于刻蚀镂空状态，且刻蚀深度最少需要刻断二维电子气。

5.一种权利要求1至4任一项所述的空气桥结构肖特基栅控二极管器件的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1.在衬底（1）上依次生长应力缓冲层（2），GaN沟道层（3），AlGaN势垒层（4）与GaN盖帽层（5）；

S2.刻蚀GaN盖帽层（5）、AlGaN势垒层（4）至GaN沟道层（3）一定深度，形成第一凸面（7）和第二凸面（6）；同时，在第一凸面（7）上形成一个圆柱形小孔（8）；

S3.分别蒸镀欧姆接触金属（9）和两种不同的肖特基接触金属（10,11）；

S4.利用光刻胶隔离第一凸面（7）上的肖特基接触金属（10,11）和欧姆接触金属（9），且开出需要加厚金属这部分的窗口；

S5.电镀加厚肖特基接触金属（10,11）、空气桥（13）和第二凸面（6）上的欧姆接触金属（9）；

S6.溶解剥离光刻胶，形成空气桥（13）结构肖特基栅控二极管。