[发明专利]肖特基二极管及其制备方法

说明书

本发明涉及半导体领域，特别涉及一种肖特基二极管及其制备方法。该方法包括：在衬底上外延n型氧化镓层；在所述n型氧化镓层上制备第一掩膜层；其中，所述第一掩膜层的窗口为待制备的热氧化处理区所对应的区域，其中，所述热氧化处理区包括至少一个第一热氧化区和两个第二热氧化区；对器件正面进行第一高温退火处理，形成热氧化处理区；去除所述第一掩膜层；制备正面的阳极金属层和背面的阴极金属层；其中，所述第一热氧化区位于阳极金属下方，每个第二热氧化区部分位于阳极金属下方。上述方法可以通过热氧化形成终端结构，降低阳极金属下方及边缘区电场，从而降低阳极反向漏电，改善击穿和导通特性。

技术领域

本发明涉及半导体领域，特别涉及一种肖特基二极管及其制备方法。

背景技术

随着半导体器件应用在越来越多的技术领域，传统硅基等窄禁带半导体二极管遭遇到了诸多挑战，其中击穿电压难以满足要求日益增长的需求，成为影响进一步提升器件性能的关键因素之一。氧化镓(Ga₂O₃)与以SiC、GaN为代表的第三代半导体材料相比较，具有更宽的禁带宽度，击穿场强相当于Si的20倍以上，SiC和GaN的2倍以上，从理论上说，在制造相同耐压的二极管器件时，器件的导通电阻可降为SiC的1/10、GaN的1/3，Ga₂O₃材料的巴利伽优值是SiC的18倍、GaN材料的4倍以上，因此Ga₂O₃是一种性能优异的适于功率器件和高压开关器件制备的宽禁带半导体材料。

宽禁带氧化镓肖特基二极管具有高击穿、低导通电阻等优势，目前通过提高Ga₂O₃晶体材料质量和优化掺杂工艺等方法，不断提高肖特基二极管的器件性能，然而目前已有的肖特基二极管，其击穿电压和导通特性还远低于材料预期值。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供了一种肖特基二极管及其制备方法，以提高现有的肖特基二极管的击穿电压和导通特性。

本发明实施例的第一方面提供了一种肖特基二极管的制备方法，包括：

在衬底上外延n型氧化镓层；

在所述n型氧化镓层上制备第一掩膜层；其中，所述第一掩膜层的窗口为待制备的热氧化处理区所对应的区域，所述热氧化处理区包括至少一个第一热氧化区和两个第二热氧化区；

对器件正面进行第一高温退火处理，形成热氧化处理区；

去除所述第一掩膜层；

制备正面的阳极金属层和背面的阴极金属层；

其中，所述阳极金属层在所述n型氧化镓层上的投影对应的区域为第一区域，所述阳极金属层在所述n型氧化镓层上的投影对应的区域以外的区域为第二区域，所述第一热氧化区位于第一区域；每个第二热氧化区的第一部分位于第一区域，每个第二热氧化区的第二部分位于第二区域。

可选的，所述热氧化处理区还包括：第三热氧化区，位于所述第二区域。

可选的，在形成热氧化处理区后，该方法还包括：对所述第一热氧化区、第二热氧化区和第三热氧化区中的至少一个进行再高温退火处理。

可选的，所述衬底为n型氧化镓衬底，且掺杂浓度大于所述n型氧化镓层的掺杂浓度。

可选的，所述n型氧化镓层为非均匀掺杂，所述n型氧化镓层为从上至下浓度增加的多层结构。

可选的，所述制备正面的阳极金属层包括：

在去除所述第一掩膜层后，淀积绝缘介质层；

通过干法刻蚀或湿法腐蚀去除预设阳极区域的绝缘介质层；

制备具有场板结构的正面的阳极金属层；其中，所述场板结构包括单层场板结构、多层场板结构和斜场板结构；