[发明专利]一种基于MoN合金的肖特基势垒二极管及其制作方法

说明书

本发明公开了一种基于MoN合金的肖特基势垒二极管及其制作方法，涉及肖特基势垒二极管领域，该肖特基势垒二极管的N型半导体衬底的正面设置开设有肖特基窗口的钝化层，肖特基窗口处设置有金属场板终端，金属场板终端包括在N型半导体衬底的表面从下至上依次层叠的MoN合金膜、Mo金属层和Al金属层，利用MoN合金可以改善肖特基接触中存在的势垒非均匀现象，使得该肖特基势垒二极管在不同测试温度下，肖特基势垒几乎不发生变化，势垒的非均匀性得到明显的改善，从而提高肖特基二极管的电学性能。

技术领域

本发明涉及肖特基势垒二极管领域，尤其是一种基于MoN合金的肖特基势垒二极管及其制作方法。

背景技术

碳化硅因为具有宽禁带、高电子饱和速度和高电场强度等优点而被广泛应用于高温、高压半导体功率器件。碳化硅的肖特基接触和欧姆接触对碳化硅二极管的电学性能起决定性的作用。

肖特基接触的形成一般需要进行快速热退火，金属与碳化硅在退火时发生反应生成硅化物形成肖特基接触。但是金半反应可能会造成肖特基接触的界面特性不好，从而对肖特基势垒二极管的电学性能产生影响。

发明内容

本发明人针对上述问题及技术需求，提出了一种基于MoN合金的肖特基势垒二极管及其制作方法，本发明的技术方案如下：

一种基于MoN合金的肖特基势垒二极管，该肖特基势垒二极管包括N型半导体衬底，N型半导体衬底的背面设置有欧姆接触层，N型半导体衬底的正面设置开设有肖特基窗口的钝化层，肖特基窗口处设置有金属场板终端，金属场板终端包括在N型半导体衬底的表面从下至上依次层叠的MoN合金膜、Mo金属层和Al金属层。

其进一步的技术方案为，MoN合金膜中N金属的质量百分含量为30-40％。

其进一步的技术方案为，MoN合金膜的厚度为5-15nm。

其进一步的技术方案为，钝化层的厚度大于MoN合金膜和Mo金属层的总厚度、小于金属场板终端的总厚度，MoN合金膜覆盖N型半导体衬底的表面在肖特基窗口处外露的区域，Mo金属层覆盖在MoN合金膜的表面，Al金属层覆盖Mo金属层的表面以及肖特基窗口周围的部分区域的钝化层的表面。

其进一步的技术方案为，钝化层的厚度为250nm，Mo金属层的厚度为150nm，Al金属层的厚度为300nm。

一种基于MoN合金的肖特基势垒二极管的制作方法，用于制备形成本申请的基于MoN合金的肖特基势垒二极管，其该方法包括：

制备得到正面设置有钝化层、背面设置有欧姆接触层的N型半导体衬底；

刻蚀钝化层至N型半导体衬底的表面形成肖特基窗口；

在肖特基窗口处依次溅射沉积形成MoN合金膜、Mo金属层和Al金属层制作得到金属场板终端；

进行退火处理，制作得到基于MoN合金的肖特基势垒二极管。

其进一步的技术方案为，形成MoN合金膜的方法包括：

以Mo金属为靶材，在氮气和氩气的混合气体氛围下以反应溅射的方式制作，Mo金属在沉积过程中与氮气反应形成MoN合金膜。

其进一步的技术方案为，在形成MoN合金膜的过程中，所使用的氮气和氩气的混合气体中氮气的百分含量为40-60％。

其进一步的技术方案为，制作得到金属场板终端，包括：

在肖特基窗口内溅射沉积形成覆盖N型半导体衬底的表面的MoN合金膜；

溅射沉积形成覆盖MoN合金膜的表面的Mo金属层；

溅射沉积形成覆盖Mo金属层以及肖特基窗口周围的部分区域的钝化层表面的Al金属层。