[发明专利]基于浮空场板结构的AlGaN/GaN肖特基势垒二极管及制作方法

权利要求书

1.一种基于浮空场板结构的AlGaN/GaN肖特基势垒二极管，自下而上包括衬底(1)、成核层(2)、缓冲层(3)、插入层(4)、势垒层(5)，势垒层(5)上方设有阳极(6)和阴极(7)，该阳极(6)与阴极(7)之间为钝化层(8)，其特征在于，钝化层(8)上淀积有浮空场板(9)，用于降低阳极下方边缘电场峰值，提高击穿电压。

2.根据权利要求1所述的二极管，其特征在于，衬底(1)采用蓝宝石或Si或SiC或GaN体材料。

3.根据权利要求1所述的二极管，其特征在于：

成核层(2)采用AlN，厚度为30～90nm。

缓冲层(3)采用GaN，厚度为0.5～5μm。

4.根据权利要求1所述的二极管，其特征在于：

插入层(4)采用AlN,厚度为0.5～2nm；

势垒层(5)采用AlGaN,厚度为15～30nm。

钝化层(8)采用SiN或SiO₂或Al₂O₃或HfO₂介质。

5.一种基于浮空场板结构的AlGaN/GaN肖特基势垒二极管制作方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)对衬底表面进行消除悬挂键的预处理，将预处理后的衬底置于H₂氛围的反应室在950℃的高温下进行热处理，再采用MOCVD工艺，在衬底上外延生长厚度为30～90nm AlN成核层；

2)在AlN成核层上采用MOCVD工艺淀积厚度为0.5～5μm的本征GaN缓冲层；

3)在GaN缓冲层上采用MOCVD工艺淀积厚度为0.5～2nm的AlN插入层；

4)在AlN插入层上采用MOCVD工艺淀积厚度为15～30nm的AlGaN势垒层；

5)在AlGaN势垒层上制作掩膜，并采用磁控溅射工艺在该势垒层上方沉积阴极金属，阴极金属采用Ti/Al或Ti/Al/Ni/Au或Ti/Al/Mo/Au，再在830℃的高温下进行退火；在势垒层上方的另一侧上，再采用磁控溅射工艺沉积阳极金属，阳极金属采用Ni/Au/Ni或Ni/Au或W/Au或Mo/Au；

6)将进行完上述步骤的外延片放入等离子体增强化学气相淀积PECVD反应室内，进行钝化层沉积；

7)在阴极与阳极之间的钝化层上，采用磁控溅射工艺沉积金属层，形成浮空场板；

8)对阳极和阴极上的钝化层进行光刻、刻蚀，形成阳极接触孔和阴极接触孔。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：

所述步骤1)和步骤3)的MOCVD工艺参数是：反应室压力为10～100Torr，Al源流量为40-100μmol/min，氨气流量为3000-6000sccm，氢气流量为1000-2000sccm。

所述步骤2)的MOCVD工艺参数是：反应室压力为10～100Torr，Ga源流量为40-100μmol/min，氨气流量为3000-6000sccm，氢气流量为1000-2000sccm。

所述步骤4)中的MOCVD工艺参数是：反应室压力为10～100Torr，Al源流量为40-100μmol/min，Ga源流量为40-100μmol/min，氨气流量为3000-6000sccm，氢气流量为1000-2000sccm。

7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于步骤5)和步骤7)中的磁控溅射工艺，其条件是采用纯度均为99.999％的铝、钛、镍、镆、钨、铅和金为靶材，并将反应室压强保持在8.8～9.2×10^-2Pa。

8.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，步骤7)中，金属组合采用Ni/Au/Ni或Ti/Au或Ti/Pt/Au，第一层金属Ni/Ti厚度为20～80nm,第二层金属Au/Pt厚度为50～300nm,第三层金属Ni/Au厚度为20～300nm。