[发明专利]氧化镓SBD的制备方法及结构

说明书

本发明公开了一种氧化镓SBD的制备方法及结构，属于半导体制造技术领域，一种氧化镓SBD的制备方法，包括N+高浓度衬底，生长在N+高浓度衬底上的N‑低浓度氧化镓外延层，通过在N‑低浓度氧化镓外延层上淀积第一掩膜层和第二掩膜层，然后刻蚀形成凹槽，在凹槽上生长P型异质层，最后制备阴极和阳极。所述氧化镓SBD结构包括N+高浓度衬底，生长在N+高浓度衬底上的N‑低浓度氧化镓，在N‑低浓度氧化镓上设有凹槽，凹槽内有P型异质层，最后制备阴极和阳极。本发明提供的制备氧化镓SBD的方法，采用双层掩膜，通过湿法处理修复刻蚀损伤，提高了器件的击穿特性。

技术领域

本发明涉及半导体器件制造技术领域，具体涉及一种氧化镓SBD的制备方法及结构。

背景技术

以氧化镓为代表的超宽禁带电力电子器件近年来逐渐成为功率半导体器件的重要发展领域，并有望某些特定领域取代传统Si基功率器件。但镜像力致势垒降低效应是限制氧化镓肖特基二极管(SBD)特性的瓶颈问题。受限于氧化镓P型注入难度极大，场板结构对介质质量要求苛刻以及介质可靠性问题等，开发新型终端结构势在必行。

利用等离子处理工艺降低漂移区浓度是缓解镜像力致势垒降低效应和提高器件击穿电压的有效方法。然而，Ar离子注入对材料损伤大且影响击穿电压的进一步提升，如何保证低导通电阻的情况下进一步减少材料损伤，提高击穿电压，成为亟待解决的问题。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题是提供一种氧化镓SBD的制备方法及结构，通过采用介质和金属双层掩膜，实现了湿法修复刻蚀损伤和精确控制P型异质层的宽度和间距，从而改善了器件的击穿特性。

一方面，本发明实施例提供了一种氧化镓SBD的制备方法，包括：

提供一N+高浓度衬底，在所述N+高浓度衬底上生长一N-低浓度氧化镓外延层；

在所述N-低浓度氧化镓外延层上淀积第一掩膜层；

在所述第一掩膜层远离所述N-低浓度氧化镓外延层的一侧形成第二掩膜光刻图形，并制作第二掩膜层；其中，所述第一掩膜层为介质掩膜，所述第二掩膜层为金属掩膜；

干法刻蚀未被所述第二掩膜层覆盖的第一掩膜层和预设厚度的N-低浓度氧化镓外延层，在所述N-低浓度氧化镓外延层上形成凹槽，去除第二掩膜层，并对所述凹槽进行湿法处理修复刻蚀损伤；

在所述凹槽上生长P型异质层，去除所述第一掩膜层；

在所述P型异质层和所述N-低浓度氧化镓外延层上远离所述N+高浓度衬底的一侧制作阳极，在所述N+高浓度衬底上远离所述N-低浓度氧化镓外延层的一侧制作阴极。

本发明实施例提供的氧化镓SBD的制备方法，通过在所述N-低浓度氧化镓外延层上淀积两种不同材质的掩膜层，干法刻蚀未被第二掩膜层覆盖的第一掩膜层和N-低浓度氧化镓外延层，形成凹槽，采用湿法处理对凹槽内的刻蚀损伤进行修复；在修复处理后的凹槽内生长P型异质层，从而提高了器件的击穿电压。

在一种可能的实现方式中，所述在所述P型异质层和所述N-低浓度氧化镓外延层上远离所述N+高浓度衬底的一侧制作阳极之前，还包括在所述P型异质层上制备场板，所述场板位于所述阳极与所述P型异质层接触末端。

在一种可能的实现方式中，去除所述第一掩膜层步骤之后，还包括高温退火步骤。

在一种可能的实现方式中，所述第一掩膜层的厚度大于所述P型异质层的厚度。

在一种可能的实现方式中，所述第一掩膜层的厚度比所述P型异质层的厚度大300nm。

在一种可能的实现方式中，所述第一掩膜层的厚度与所述预设厚度之和为所述P型异质层的厚度的2倍以上。

在一种可能的实现方式中，所述N-低浓度氧化镓外延层的掺杂浓度沿其外延生长的方向逐渐减小。