[发明专利]基于碳化硅衬底的垂直氮化铝肖特基二极管及制备方法

权利要求书

1.一种基于碳化硅衬底的垂直氮化铝肖特基二极管，自下而上包括：欧姆电极(1)、衬底(2)、氮化铝外延层(3)、肖特基电极(4),其特征在于：

所述衬底(2)采用n型高掺碳化硅，其掺杂浓度为10¹⁷-10²⁰cm^-3，以提高外延片的质量；

所述氮化铝外延层(3)为单层n型氮化铝层，其掺杂浓度为10¹⁵-10¹⁷cm^-3，且两侧设有阻碍载流子迁移的高阻区，以抑制反向漏电，提高器件的击穿电压。

2.根据权利要求1所述的二极管，其特征在于：欧姆电极(1)的金属材料为Ni、Ti、Al、W、Cr、Ta、Mo、TiC、TiN、TiW中的任意一种或任意几种的组合。

3.根据权利要求1所述的二极管，其特征在于：肖特基电极(4)的金属材料为Ni、Pt、Pd、Au、W中的任意一种或任意几种的组合。

4.根据权利要求1所述的二极管，其特征在于：

衬底(2)的厚度为100-5000μm；

氮化铝外延层(3)的厚度不超过20μm。

5.一种基于碳化硅衬底的垂直氮化铝肖特基二极管的制备方法，

其特征在于，包括如下：

1)对自下而上包括掺杂浓度为10¹⁷-10²⁰cm^-3且厚度为100-5000μm的n型高掺杂碳化硅衬底、掺杂浓度为10¹⁵-10¹⁷cm^-3且厚度不超过20μm的n型氮化铝外延层的外延片材料，依次进行有机清洗和无机清洗操作；

2)在高掺杂n型碳化硅衬底背侧采用蒸发工艺淀积阴极金属，并根据阴极金属的材料，在400-1200℃条件下进行退火30s-10min处理，形成欧姆接触，获得阴极；

3)在n型氮化铝的外延层上制作保护膜，并光刻出离子注入区域；

4)在光刻出离子注入区域的n型氮化铝外延层中采用离子注入工艺注入高能离子，形成高阻区；

5)去除离子注入后的n型氮化铝外延层上的保护膜，在n型氮化铝外延层上制作掩膜，并采用蒸发工艺在氮化铝外延层上淀积阳极金属，完成器件制作。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，步骤4)中注入的离子元素为H、He、N、F、Ne、Mg、Al、Ar、Fe中的任意一种。

7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，步骤3)中制作的保护膜为光刻胶或金属或绝缘材料。