[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。肖特基二极管包括：基底层、第一凸体、第二凸体和空气桥；第一凸体和第二凸体均设置在基底层上，第一凸体和第二凸体通过空气桥连接。第一凸体和第二凸体均设置多层二维电子气层，使二极管纵向范围内二维电子气厚度增加，增大了二极管纵向范围内电子浓度，突破了单沟道二维电子气厚度的限制，使得横向的电子流驱动增强，有效的减小了沟道电阻，提高了肖特基二极管截止频率。该肖特基二极管还在肖特基接触金属蒸镀的位置刻蚀贯通腔体，贯通腔体使得肖特基接触金属与所有沟道层的二维电子气相连，使得电流可以不用通过势垒层，减小了势垒层电阻，使器件串联电阻减小，能够获得更高的截止频率。

技术领域

本发明涉及半导体芯片太赫兹频段技术领域，特别是涉及一种肖特基二极管及其制备方法。

背景技术

因为肖特基二极管具有速度快、良好的非线性效应、能够在常温下工作和容易集成等优点，当肖特基二极管的截止频率达到太赫兹时，可以实现对高频信号的倍频或混频，所以常被用作太赫兹探测器中的混频器和检波二极管。

由于III族氮化物材料能隙相差很大，从InN的0.7eV，GaN的3.4eV到AlN的6.2eV，异质结界面导带存在巨大的能带偏移，再加上其强极化诱导作用，因此，III族氮化物材料是目前能提供最高二维电子气浓度的半导体材料体系。

GaN基异质结肖特基二极管能提高电子迁移率，充分利用二维电子气中电子的高迁移率和自发极化，使得二极管在低掺杂或者不掺杂的情况下也能够产生电流，在低掺杂产生电流的同时，进一步保证高电子迁移率。目前，单沟道肖特基二极管由于受到二维电子气厚度的限制，存在肖特基二极管截止频率低的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种肖特基二极管及其制备方法，以提高肖特基二极管的截止频率。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种肖特基二极管，包括：基底层、第一凸体、第二凸体和空气桥；所述第一凸体和所述第二凸体均设置在所述基底层上，所述第一凸体和所述第二凸体通过所述空气桥连接；

所述基底层包括由下向上依次生长的衬底、缓冲层和第一沟道层；所述第一沟道层的上表面突出有两个凸台，分别为第一凸台和第二凸台；

所述第一凸体设置在所述第一凸台上；所述第一凸体包括由下向上依次生长的第一导电层、第一势垒层、第一盖帽层和阳极；所述第一导电层包括多个层叠设置的第一导电单层；所述第一导电单层包括由下向上依次生长的第二势垒层和第二沟道层；各所述第一导电单层之间形成二维电子气层；所述第一导电层与所述第一沟道层之间形成所述二维电子气层；所述第一导电层与所述第一势垒层之间形成所述二维电子气层；

所述第二凸体包括由下向上依次生长的第二导电层、第三势垒层、第二盖帽层和阴极；所述第二导电层包括多个层叠设置的第二导电单层；所述第二导电单层包括由下向上依次生长的第二势垒层和第二沟道层；各所述第二导电单层之间形成所述二维电子气层；所述第二导电层与所述第一沟道层之间形成所述二维电子气层；所述第二导电层与所述第三势垒层之间形成所述二维电子气层；所述第二凸体内部开设一个从上到下的贯穿孔，且所述贯穿孔延伸至所述第一沟道层的内部，形成贯通腔体；所述贯通腔体的底部、内壁和开口外沿处涂覆肖特基接触金属层，所述肖特基接触金属层与所述阴极不接触；

所述空气桥包括固定端、连接臂和连接柱；所述固定端设置在所述阳极的上表面；所述连接柱嵌入所述贯通腔体的内部；所述连接臂将所述固定端与所述连接柱连接。

可选的，所述贯通腔体为圆柱形腔体。

可选的，所述阳极为欧姆接触金属层。

可选的，所述阴极为欧姆接触金属层。