專利名稱：一種肖特基二極管的原型器件及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及肖特基二極管的原型器件及其制備方法。
背景技術(shù)：
肖特基二極管是利用金屬和半導(dǎo)體之間接觸勢(shì)壘進(jìn)行工作的一種多數(shù)載流子器件。傳統(tǒng)的肖特基二極管反向特性較差，并且制作工藝繁瑣。制作肖特基二極管原型器件最常用的材料是Si，SiC，金剛石。Si材料不適合在高溫下工作，不宜作為大功率與抗輻射器件。SiC，金剛石價(jià)格昂貴，生長溫度高(＞1000℃)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種適合在高溫，強(qiáng)輻射條件下使用的肖特基二極管原型器件及其制備方法。
本發(fā)明的肖特基二極管原型器件是在襯底上自下而上依次沉積歐姆接觸電極層、n-ZnO膜外延層、Si3N4層和肖特基金屬電極層而構(gòu)成。
該肖特基二極管原型器件的制備方法包括以下步驟1)按常規(guī)方法清洗襯底；2)在室溫下真空鍍歐姆接觸電極；3)用去離子水，丙酮超聲清洗，放入磁控濺射生長室，在400-550℃溫度、2.5-6Pa壓力下，磁控濺射生長n-ZnO外延膜層；4)四氯化碳超聲清洗樣品，等離子淀積Si3N4，在Si3N4上涂光刻膠，曝光，顯影，反應(yīng)離子刻蝕Si3N4，形成一排排接觸窗口；5)四氯化碳超聲清洗樣品，氮?dú)獯蹈?，電子束蒸發(fā)肖特基金屬電極，在肖特基金屬電極上涂光刻膠，曝光，顯影，濕法腐蝕出一排排肖特基金屬電極窗口；6)將樣品進(jìn)行退火，退火溫度300-500℃，時(shí)間1min。
本發(fā)明的肖特基二極管原型器件由于在n-ZnO膜層與肖特基金屬電極層之間沉積了一層Si3N4，因此用該原型器件制作的肖特基二極管，其反向特性較傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)有明顯提高，同時(shí)該種二極管還具有正向壓降小，反向漏電流小，反向擊穿電壓大，高溫穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)。適合在高溫，強(qiáng)輻射環(huán)境下工作，可廣泛應(yīng)用于微波混頻，檢波及高速開關(guān)電路等領(lǐng)域。


圖1為本發(fā)明肖特基二極管原型器件結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為本發(fā)明原型器件制作的肖特基二極管的I-V曲線。
具體實(shí)施例方式
參照?qǐng)D1，本發(fā)明的肖特基二極管原型器件是在襯底1上自下而上依次沉積歐姆接觸電極層2、n-ZnO膜外延層3、Si3N4層4和肖特基金屬電極層5而構(gòu)成。其襯底可以是硅，或者藍(lán)寶石，通常用硅。歐姆接觸金屬電極層可以是鋁(Al)或鈦鋁(Ti/Al)雙層金屬，肖特基金屬電極層可以是金(Au)或銀(Ag)。n-ZnO膜外延層3的摻雜濃度一般為1.8×1015cm-3-2.0×1018cm-3。摻雜可以是本征的或者是摻Al。
若以Al為歐姆接觸電極，Au為肖特基金屬電極，其制備過程如下1)用RCA清洗法將硅襯底清洗干凈；2)在室溫下真空鍍鋁電極；3)用去離子水，丙酮超聲清洗，放入磁控濺射生長室，在450℃、3Pa壓力下，磁控濺射生長n-ZnO外延膜層；外延厚度為0.3微米，n-ZnO摻雜濃度為1.8×1015cm-3。
4)四氯化碳超聲清洗樣品，等離子淀積Si3N4，在Si3N4上涂光刻膠，曝光，顯影，反應(yīng)離子刻蝕Si3N4，形成一排排圓形接觸窗口；5)四氯化碳超聲清洗樣品，氮?dú)獯蹈桑娮邮舭l(fā)Au，在Au上涂光刻膠，曝光，顯影，濕法腐蝕出一排排圓形Au窗口；6)對(duì)樣品進(jìn)行400℃，時(shí)間1min退火。得到以Au/Si3N4/ZnO/Al為結(jié)構(gòu)的肖特基二極管原型器件。
以本例得到的原型器件制得的肖特基二極管，經(jīng)I-V測(cè)試表明具有明顯的整流特性和較高的擊穿電壓(見圖2)，漏電流僅為0.02μA(-10V)。
權(quán)利要求
1.一種肖特基二極管的原型器件，其特征在于它是在襯底(1)上自下而上依次沉積歐姆接觸電極層(2)、n-ZnO膜外延層(3)、Si3N4層(4)和肖特基金屬電極層(5)而構(gòu)成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的肖特基二極管的原型器件，其特征在于所說的歐姆接觸電極層(2)是鋁或鈦鋁雙層金屬，肖特基金屬電極層(5)是金或銀。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的肖特基二極管的原型器件，其特征在于n-ZnO膜外延層(3)的摻雜濃度為1.8×1015cm-3-2.0×1018cm-3。
4.權(quán)利要求1所述的肖特基二極管原型器件的制備方法，其特征是包括以下步驟1)按常規(guī)方法清洗襯底；2)在室溫下真空鍍歐姆接觸電極；3)用去離子水，丙酮超聲清洗，放入磁控濺射生長室，在400-550℃溫度、2.5-6Pa壓力下，磁控濺射生長n-ZnO外延膜層；4)四氯化碳超聲清洗樣品，等離子淀積Si3N4，在Si3N4上涂光刻膠，曝光，顯影，反應(yīng)離子刻蝕Si3N4，形成一排排接觸窗口；5)四氯化碳超聲清洗樣品，氮?dú)獯蹈?，電子束蒸發(fā)肖特基金屬電極，在肖特基金屬電極上涂光刻膠，曝光，顯影，濕法腐蝕出一排排肖特基金屬電極窗口6)將樣品進(jìn)行退火，退火溫度300-500℃，時(shí)間1min。
全文摘要
本發(fā)明的肖特基二極管原型器件是在襯底上自下而上依次沉積歐姆接觸電極層、n－ZnO膜外延層、Si
文檔編號(hào)H01L29/872GK1440082SQ03116008
公開日2003年9月3日 申請(qǐng)日期2003年3月25日 優(yōu)先權(quán)日2003年3月25日
發(fā)明者葉志鎮(zhèn), 袁國棟, 黃靖云, 趙炳輝 申請(qǐng)人:浙江大學(xué)