[发明专利]一种肖特基二极管及其制备方法

说明书

本发明公开了一种肖特基二极管及其制备方法。所述肖特基二极管包括：氧化镓衬底；位于所述氧化镓衬底上的氧化镓外延层，其中，所述氧化镓外延层远离所述氧化镓衬底的一侧设置有多个沟槽；位于所述多个沟槽内的多个p型材料结构；覆盖所述p型材料结构及所述氧化镓外延层的第一电极；位于所述氧化镓衬底远离所述氧化镓外延层一侧的第二电极。在p型材料结构与氧化镓外延层之间形成异质PN结结构，从而解决了氧化镓材料由于很难形成p型掺杂材料而用于制作高性能的肖特基二极管时伴随的高技术难度以及高成本的问题，同时制作的肖特基二极管在高电压大电流情况下具有较低的开启电压，且具有较高的反向击穿电压，提高了肖特基二极管工作的稳定性。

技术领域

本发明实施例涉及半导体技术，尤其涉及一种肖特基二极管及其制备方法。

背景技术

氧化镓是一种宽禁带半导体材料，β-Ga2O3禁带宽度大约是4.85eV，其临界击穿电场高达8MV/cm，且n型掺杂可控，耐辐射，熔点高，非常适合于制作高压电力电子器件。其应用包括功率电子器件，射频电子器件，紫外探测器，气体传感器等，并在固态照明、通讯、消费电子产品，以及新能源汽车、智能电网等领域有广阔的应用前景。氧化镓具有比碳化硅等第三代半导体材料更优异的耐高压等特性，其Baliga优值(BFOM)比氮化镓高大约4倍，比碳化硅高9倍多，且同质衬底可以采用熔体方式加工，因此具有广阔的应用前景，切合国家节能减排、智能制造、通讯与信息安全的要求。

对氧化镓的研究，目前还处于起步阶段，尽管实验表明氧化镓器件的击穿电场测试值已经超过氮化镓和碳化硅的理论值，但是目前工艺条件下氧化镓器件电学特性相比于其他第三代半导体器件仍然有一定的差距。由于氧化镓受主能级较深，且存在空穴自束缚效应，传统的p型受主元素很难掺杂至氧化镓中以构成p型材料，进而现有技术中利用氧化镓材料实现的PN结通常伴随着高技术难度以及高成本的问题。这在很大程度上限制了利用氧化镓材料来制作肖特基二极管，即无法利用氧化镓材料制备高性能的肖特基二极管。

发明内容

本发明提供一种肖特基二极管及其制备方法，以利用氧化镓材料实现高性能的肖特基二极管。

第一方面，本发明实施例提供了一种肖特基二极管，所述肖特基二极管包括：

氧化镓衬底；

位于所述氧化镓衬底上的氧化镓外延层，其中，所述氧化镓外延层远离所述氧化镓衬底的一侧设置有多个沟槽；

位于所述多个沟槽内的多个p型材料结构；

覆盖所述p型材料结构及所述氧化镓外延层的第一电极；

位于所述氧化镓衬底远离所述氧化镓外延层一侧的第二电极。

可选的，所述p型材料结构采用p型In_xAl_yGa_zN、p型In_xAl_yGa_zN多层交叠结构或p型碳化硅；

其中，在所述p型In_xAl_yGa_zN中，X+Y+Z＝1。

可选的，所述p型材料结构的厚度范围为20纳米至500纳米。

可选的，所述沟槽呈周期性排布，所述沟槽为条形沟槽或环形沟槽。

可选的，所述氧化镓衬底采用α-Ga₂O₃衬底，β-Ga₂O₃衬底，γ-Ga₂O₃衬底，δ-Ga₂O₃衬底或ε-Ga₂O₃衬底。

可选的，所述第一电极和所述第二电极均包括Ni、Ti、Al、Au、TiN、W、Pt、Pd、Mo和ITO中的至少一种。