[发明专利]基于再生长和离子注入的GaN凹槽阳极肖特基二极管制备方法

摘要

本发明公开了一种基于再生长和离子注入的GaN凹槽阳极肖特基二极管制备方法，主要解决现有方法制作的GaN肖特基二极管欧姆接触电阻较大的问题。其实现方案为：1)在清洗后的外延片上淀积SiN；2)在淀积有SiN的外延片上进行欧姆区离子注入，并将其清洗后进行热退火处理；3)在离子注入后的外延片上淀积SiO₂；4)在淀积有SiO₂的外延片上依次进行源漏区凹槽光刻和凹槽刻蚀，并进行清洗；5)在清洗后的外延片上生长n⁺‑GaN，并去除生长有n⁺‑GaN外延片上的剩余SiO₂层，再进行阴极金属淀积，并热退火；6)在退火后的外延片上刻蚀出阳极凹槽并进行阳极制作。本发明的欧姆接触电阻低，刻蚀工艺简单，可用于制作电力电子器件。

主权项

1.一种基于再生长和离子注入的GaN凹槽阳极肖特基二极管制备方法，其特征在于，包括如下步骤：/n(1)对外延片进行清洗，将清洗后的外延片放入低压化学气相淀积LPCVD反应室内，淀积10-30nm厚的SiN钝化层；/n(2)在淀积有SiN钝化层的外延片上进行欧姆区离子注入光刻，再放入离子注入系统内对欧姆区注入Si，并清洗；然后将清洗后的外延片在1000-1200℃的温度下进行5-15min的热退火处理；/n(3)再生长n⁺-GaN/n(3a)将热退火后的外延片放入等离子体增强型化学气相淀积PECVD反应室内，在250-350℃的温度下，淀积200-300nm厚的SiO₂；/n(3b)在淀积有SiO₂的外延片上进行欧姆区域凹槽光刻，并将光刻过凹槽的外延片放入等离子刻蚀机内刻蚀掉欧姆区域的SiN和SiO₂，再刻蚀20-30nm厚的AlGaN，形成嵌入GaN层的欧姆区凹槽；/n(3c)将刻蚀出欧姆区凹槽的外延片先依次放入丙酮溶液、无水乙醇溶液和去离子水中各超声清洗2-10min，再用氮气吹干，然后置于金属有机物化学气相淀积MOCVD反应室中，生长25-35nm厚的n⁺-GaN；/n(4)制作阴极电极/n(4a)将再生长n⁺-GaN后的片子放入HF酸溶液中浸泡3-5min，以去除剩余的SiO₂层；/n(4b)在去除了SiO₂层的外延片上进行阴极光刻，再放入电子束蒸发系统或磁控溅射系统内淀积功函数大小为4.2eV的金属层，形成阴电极，并进行400-500℃热退火处理30-60s；/n(5)制作阳极电极：/n(5a)在退火后的外延片上光刻阳极凹槽，并刻蚀掉阳极下方的SiO₂层、SiN层和AlGaN层；/n(5b)在刻蚀出阳极凹槽的外延片上进行阳极电极光刻，并放入电子束蒸发系统或磁控溅射系统内淀积功函数大小为4.6eV的金属，形成阳极电极，完成整个器件的制作。/n