一種肖特基二極管及其制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體領(lǐng)域，尤其涉及一種肖特基二極管及其制作方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在高壓開關(guān)應(yīng)用領(lǐng)域中，希望二極管具有反向漏電小、反向耐壓大和正向?qū)▔航敌〉奶匦?。基于寬禁帶半?dǎo)體材料，特別是氮化鎵材料的功率電子器件具有優(yōu)越的特性。因此，氮化鎵肖特基二極管近年來逐漸成為研宄的熱點(diǎn)。
[0003]目前基于鋁鎵氮/氮化鎵異質(zhì)結(jié)構(gòu)的肖特基二極管逐漸成為業(yè)界的重要研宄方向。但現(xiàn)有的鋁鎵氮/氮化鎵肖特基二極管仍然存在不足之處。例如，在高電場下場致熱電子發(fā)射或電子隧穿效應(yīng)會(huì)使得反向漏電增大，導(dǎo)致器件的耐壓特性降低。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)中，為了改善鋁鎵氮/氮化鎵異質(zhì)結(jié)構(gòu)的肖特基二極管的性能，提出了以下幾種結(jié)構(gòu):一是如圖1A所示的結(jié)構(gòu)，其中，陽極金屬101采用T型結(jié)構(gòu)，其中垂直部分111深入到二維電子氣102中，而水平部分121則設(shè)置在半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)上方，并且與半導(dǎo)體層103之間設(shè)置了一層鈍化層104，同時(shí)還可以采用如圖1B所示的側(cè)墻鈍化層105結(jié)構(gòu)。此結(jié)構(gòu)雖然通過增加場板以及側(cè)壁鈍化層結(jié)構(gòu)等方式，可以從理論上提高肖特基二極管在關(guān)斷狀態(tài)下的擊穿電壓以及反向漏電，但是在實(shí)際應(yīng)用中，這些制作在垂直溝槽中的T型金屬柵，由于存在電場在溝槽邊緣的集中效應(yīng)，當(dāng)肖特基二極管在施加反向電壓時(shí)，很容易導(dǎo)致反向漏電的增大流并降低擊穿電壓，使得肖特基二極管的特性無法達(dá)到最優(yōu)。二是如圖2所示的結(jié)構(gòu)，其中，選擇高功函數(shù)的金屬201與鋁鎵氮層202形成肖特基整流接觸；選擇低功函數(shù)金屬203與鋁鎵氮層202形成肖特基整流接觸；選擇低功函數(shù)金屬201與鋁鎵氮層202形成半整流接觸；選擇低功函數(shù)金屬203與鋁鎵氮層202形成歐姆接觸。此結(jié)構(gòu)由于肖特基結(jié)下方存在一定厚度的勢皇層，肖特基二極管還是無法保證較低的開啟電壓。
[0005]因此，要想同時(shí)獲得具有反向漏電小、擊穿電壓高，且正向開啟電壓低、導(dǎo)通電阻小等特性的二極管，成為了現(xiàn)有技術(shù)中的一個(gè)難題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于提出一種肖特基二極管及其制作方法，該肖特基二極管能夠解決現(xiàn)有技術(shù)中的肖特基二極管無法同時(shí)具有反向漏電小、擊穿電壓高，且正向開啟電壓低、導(dǎo)通電阻小的問題。
[0007]為達(dá)此目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
[0008]第一方面，本發(fā)明公開了一種肖特基二極管，包括:
[0009]襯底；
[0010]第一半導(dǎo)體層，位于所述襯底之上；
[0011]第二半導(dǎo)體層，位于所述第一半導(dǎo)體層之上，所述第一半導(dǎo)體層與所述第二半導(dǎo)體層的交界面處形成有二維電子氣；
[0012]第一鈍化介質(zhì)層，位于所述第二半導(dǎo)體層之上，所述第一鈍化層露出部分所述第二半導(dǎo)體層；
[0013]陰極，位于露出的部分所述第二半導(dǎo)體層之上或延伸至所述第一鈍化介質(zhì)層上表面，所述陰極與所述第二半導(dǎo)體層形成歐姆接觸；
[0014]陽極溝槽，從所述第一鈍化介質(zhì)層延伸至所述二維電子氣所在區(qū)域或超過所述二維電子氣所在區(qū)域；
[0015]低功函數(shù)陽極，位于所述陽極溝槽之上，并延伸至所述第二半導(dǎo)體層上表面，所述低功函數(shù)陽極和所述第二半導(dǎo)體層形成肖特基接觸；
[0016]高功函數(shù)陽極，覆蓋所述低功函數(shù)陽極，所述高功函數(shù)陽極和所述第二半導(dǎo)體層形成肖特基接觸，所述高功函數(shù)陽極和所述低功函數(shù)陽極電連接。
[0017]進(jìn)一步地，所述高功函數(shù)陽極延伸至所述第一鈍化介質(zhì)層上表面。
[0018]進(jìn)一步地，還包括:
[0019]場板溝槽，位于所述高功函數(shù)陽極之下的第一鈍化介質(zhì)層之內(nèi)，所述場板溝槽的底部位于所述第一鈍化介質(zhì)層之內(nèi)或延伸至所述第二半導(dǎo)體層上表面，所述高功函數(shù)陽極覆蓋所述場板溝槽。
[0020]進(jìn)一步地，還包括:
[0021]第二鈍化介質(zhì)層，位于所述第一鈍化介質(zhì)層之上，并延伸至所述高功函數(shù)陽極上表面；
[0022]第二陽極場板，位于所述高功函數(shù)陽極之上，并延伸至所述第二鈍化介質(zhì)層上表面，所述第二陽極場板與所述高功函數(shù)陽極電連接。
[0023]進(jìn)一步地，還包括:
[0024]第三鈍化介質(zhì)層，位于所述第二鈍化介質(zhì)層之上，并延伸至所述第二陽極場板上表面；
[0025]第三陽極場板，位于所述第二陽極場板之上，并延伸至所述第三鈍化層介質(zhì)層上表面，所述第三陽極場板與所述高功函數(shù)陽極電連接。
[0026]進(jìn)一步地，所述低功函數(shù)陽極的功函數(shù)為leV-4.5eV ;所述高功函數(shù)陽極的功函數(shù)大于4.5eVo
[0027]第二方面，本發(fā)明公開了一種肖特基二極管的制作方法，包括:
[0028]在襯底之上依次沉積第一半導(dǎo)體層和第二半導(dǎo)體層；
[0029]在所述第二半導(dǎo)體層的一側(cè)之上形成陰極；
[0030]在所述第二半導(dǎo)體層和所述陰極之上沉積第一鈍化介質(zhì)層，采用刻蝕工藝去除所述陰極之上的第一鈍化介質(zhì)層；
[0031]在所述陰極的相對一側(cè)，采用刻蝕工藝，在所述第一鈍化介質(zhì)層、所述第二半導(dǎo)體層和所述第一半導(dǎo)體層內(nèi)，形成陽極溝槽，所述陽極溝槽底部位于所述第一半導(dǎo)體層之內(nèi)；
[0032]在所述陽極溝槽之上形成低功函數(shù)陽極，所述低功函數(shù)陽極延伸至所述第二半導(dǎo)體層上表面；
[0033]在所述低功函數(shù)陽極之上形成高功函數(shù)陽極，所述高功函數(shù)陽極覆蓋所述低功函數(shù)陽極，并延伸至所述第二半導(dǎo)體層上表面。
[0034]進(jìn)一步地，在形成所述陽極溝槽之后，以及在所述陽極溝槽之上形成低功函數(shù)陽極之前，所述方法還包括:
[0035]在所述陰極和所述陽極溝槽之間的第一鈍化介質(zhì)層內(nèi)，形成場板溝槽，所述場板溝槽的底部位于所述第一鈍化介質(zhì)層之內(nèi)或延伸至所述第二半導(dǎo)體層上表面。
[0036]進(jìn)一步地，在所述低功函數(shù)陽極之上形成高功函數(shù)陽極之后，所述方法還包括:
[0037]在所述第一鈍化介質(zhì)層之上形成第二鈍化介質(zhì)層，所述第二鈍化介質(zhì)層延伸至所述高功函數(shù)陽極上表面；
[0038]在所述高功函數(shù)陽極之上形成第二陽極場板，所述第二陽極場板延伸至所述第二鈍化介質(zhì)層上表面。
[0039]進(jìn)一步地，在所述高功函數(shù)陽極之上形成第二陽極場板之后，所述方法還包括:
[0040]在所述第二鈍化介質(zhì)層之上形成第三鈍化介質(zhì)層，所述第三鈍化介質(zhì)層延伸至所述第二陽極場板上表面；
[0041]在所述第二陽極場板之上形成第三陽極場板，所述第三陽極場板延伸至所述第三鈍化層介質(zhì)層上表面。
[0042]本發(fā)明實(shí)施例提供的肖特基二極管及其制作方法，通過將該肖特基二極管的陽極結(jié)構(gòu)采用高功函數(shù)陽極覆蓋低功函數(shù)陽極的結(jié)構(gòu)，使得該肖特基二極管不僅具有反向漏電小、擊穿電壓高的特性，還具有正向開啟電壓低、導(dǎo)通電阻小的特性。
【附圖說明】
[0043]為了更加清楚地說明本發(fā)明示例性實(shí)施例的技術(shù)方案，下面對描述實(shí)施例中所需要用到的附圖做一簡單介紹。顯然，所介紹的附圖只是本發(fā)明所要描述的一部分實(shí)施例的附圖，而不是全部的附圖，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖得到其他的附圖。
[0044]圖1A、圖1B和圖2是現(xiàn)有技術(shù)中的肖特基二極管的剖面示意圖。
[0045]圖3是本發(fā)明實(shí)施例一提供的肖特基二極管的剖面示意圖。
[0046]圖4A是本發(fā)明實(shí)施例一提供的肖特基二極管的低功函數(shù)陽極與第二半導(dǎo)體層接觸的能帶示意圖。
[0047]圖4B是本發(fā)明實(shí)施例一提供的肖特基二極管的高功函數(shù)陽極與第二半導(dǎo)體層接觸的能帶示意圖。
[0048]圖5是本發(fā)明實(shí)施例一提供的肖特基二極管的工作電路示意圖。
[0049]圖6是本發(fā)明實(shí)施例二提供的肖特基二極管的剖面示意圖。
[0050]圖7是本發(fā)明實(shí)