专利名称：一种场板结构的氮化镓基肖特基二极管的制作方法
技术领域：
本发明涉及基于宽禁带化合物半导体材料的功率整流器件之技术领域，尤其涉及
使用具有高介电常数的绝缘材料作为场板介质层的氮化镓基肖特基二极管器件。
背景技术：
功率电子器件如功率整流器和功率开关广泛应用于国民经济的各个领域，如开关 电源、汽车电子、无线电通信、电机控制等。长期以来，人们一直使用硅基功率电子器件；然 而，随着硅工艺的多年发展，相应的硅基功率电子器件性能已经逐渐接近其理论极限。要想 再大幅度地提高器件性能，突破功率电子器件发展所面临的"硅极限"问题，就必须采用新 型半导体材料来制备下一代功率电子器件。新兴宽禁带半导体材料，尤其是III族氮化物 半导体和碳化硅，在材料基本特性上具有制作更高性能功率电子器件的巨大潜力。其中，氮 化镓(GaN)作为宽禁带半导体材料的典型代表，以其禁带宽度大(3.4eV)、击穿电场高( 3. 3MV/cm)、饱和电子漂移速度大( 2. 8X 107cm/s)、和热导率高等多方面性能优势在国际 上受到了广泛关注，相关氮化物半导体技术发展迅速。GaN基材料在高频、高温和大功率器 件应用领域具有良好的前景，其针对功率电子器件应用的优值系数相比于硅(Si)材料或 砷化镓(GaAs)基材料要高出一个数量级以上。 在多种基于宽禁带半导体材料的功率电子器件中，GaN基肖特基二极管 (SchottkyBarrier Diode，或称为肖特基整流器件Schottky Rectifier)近年来逐渐成为 国际研究热点。GaN基肖特基二极管可同时具有高击穿电压、低开启电阻和很小的反向恢复 时间等优异特性。作为一种最基本的功率电子器件，将GaN肖特基二极管应用于功率转换 电路或模块，可以很大程度地提高系统的电能转化效率，并大大简化电路的复杂度，降低系 统制备成本。 目前，人们已经可以在异质(Si、蓝宝石或碳化硅等)或同质(自支撑GaN体材料) 衬底上成功制备GaN基肖特基二极管；现有器件也表现出了良好的性能。但是，这一技术 的进一步发展也面临一个重要问题亟待解决，那就是现有GaN基肖特基二极管的反向击 穿电压并没有达到理论预测的那么高，而反向击穿电压恰恰是标志肖特基二极管性能的一 个重要指标。理论上来讲，肖特基二极管的击穿电压极限(即理论值)应该是由器件内有 源区内的载流子在强电场作用下发生碰撞离化而导致的雪崩击穿决定的。然而，目前国际 上各研究机构或公司所报道的GaN基肖特基二极管的击穿电压值， 一般只能达到理论预期 值的30% 50%左右。要想更好的发挥GaN肖特基二极管在功率电子器件领域的性能优 势，就必须有效提高其反向击穿电压。造成击穿电压不高的关键原因之一就是电场拥挤效 应。具体来讲，肖特基二极管在反向偏置时，电极下耗尽区中的电场在水平方向上的分布并 不是均匀地越靠近电极边缘，电力线的分布越密；这样，在肖特基电极边缘处的耗尽层中 就会出现电场的极大值，使雪崩击穿在此处提早发生。这个效应导致GaN基功率电子器件 所应具有的高击穿电压和大输出功率等性能优势都不能充分发挥；同时，器件的反向漏电 流也会偏大，导致其可靠性变差。
为了解决局域电场拥挤问题，人们已经发展了各种专门应用于功率电子器件的边 缘终端技术(Edge Termination Techniques)。这类技术的大致做法是在电极末端附近 加入经过特殊设计的终端结构，可使原先存在的电场峰趋于平缓，从而提高器件的反向耐 压性能。这些技术包括场板结构(Field Plate)、保护环(Guard Ring)、台面结构(Mesa Structure)、结终端宽展(Junction Termination Extension)及这些技术的组合应用等。 目前，边缘终端技术已经被成功应用于硅基或碳化硅基功率电子器件中，相关器件设计方 法已经较为成熟。 在以上多种边缘终端技术中，场板以其有效性和制作过程的低复杂度而获得了人 们的广泛青睐，并被大量运用在功率电子器件的设计中。对于GaN基肖特基二极管而言， 场板技术无疑是现有边缘终端技术中最为行之有效的。这是因为结终端扩展或保护环 等终端技术的实现依赖于在半导体材料中可进行精确可控的局域掺杂，这一般是要通过热 扩散或离子注入来实现。而对于GaN材料，离子注入技术尚未成熟，其导致的晶格损伤难 以用退火的方法来消除；同时，P型杂质(如镁元素)在GaN中的扩散系数又极低，以致 无法用热扩散的方法实现准确的局域掺杂。而场板技术就没有以上问题，可以较容易地在 GaN基器件结构中实现。场板结构已经被人们应用到GaN基的功率电子器件和微波功率器 件中，如肖特基二极管和AlGaN/GaN基高电子迁移率晶体管(High Electron Mobility Transistors)等，可以较明显地提高GaN器件的反向击穿电压。 肖特基二极管中场板的基本结构是通过淀积、光刻和刻蚀的方法，在肖特基金属 电极外围制备一层介质薄膜，将肖特基电极延伸到介质上方并部分覆盖介质薄膜，从而在 电极外围形成一圈金属-绝缘层-半导体(MIS)结构。其基本作用原理是在反向偏压下， 场板结构可在水平方向展宽下方半导体材料内的耗尽区，使起源于耗尽区的原来聚集于肖 特基电极边缘处的电场线改变方向，并指向场板电极上；这样，就大大地削弱了肖特基接触 边缘的电场聚集程度，减小了电场极值，有效地提高了器件的反向击穿电压；同时，电场极 值的削弱还可以减小二极管的反向漏电流，增强器件的可靠性。对于场板结构，一般来说， 绝缘介质层的厚度越薄，场板上方覆盖的电极对半导体材料内部的电场分布的影响能力就 越大，即场板效果越显著，其对肖特基电极边缘处电场极大值的削弱作用也就越大。可以预 见，当绝缘介质层的厚度(即场板厚度)接近于零时，肖特基电极边缘处的电场极大值将会 被完全消除，从而使此处的耐压能力接近材料的理论极限。然而，在场板结构的实际使用过 程中，场板结构中绝缘介质自身的介电击穿会成为整个器件击穿电压的另一限制；也就是 说由于场板电极的边缘处同样存在电场聚集效应，场板边缘的介质击穿是器件击穿的第 二条路径(第一条路径即肖特基接触电极之边缘)。因为绝缘介质层越薄，此处的绝缘介质 越容易发生介电击穿。因此，介质击穿限制了所能采用绝缘介质层的最小厚度。由于绝缘 介质层不可能很薄，用场板结构来提高器件的击穿电压就受到了限制。对于GaN基肖特基 整流器件而言，现有场板技术一般是采用生长技术较为成熟的二氧化硅(Si02)作为绝缘介 质材料；受Si(^自身介电特性的限制，Si(^场板对GaN基器件反向击穿电压的提高效果有 限。
发明内容
本发明目的是提出一种使用高介电常数材料作为场板介质层的GaN基肖特基二
4极管器件结构，为了克服现有GaN基肖特基二极管击穿电压不高的问题，以提高器件击穿 电压，增强器件的可靠性。 为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是场板结构的氮化镓基肖特基二极
管二极管的肖特基金属电极外围有一层绝缘介质薄膜，将肖特基金属电极延伸到绝缘 介质薄膜上方并部分覆盖绝缘介质薄膜，即在肖特基电极外围形成一圈金属-绝缘介质
层-半导体(MIS)场板结构，所述的场板结构的绝缘介质层中包含至少一层具有高介电常 数的绝缘材料，其厚度介于0. 01-2微米之间，介电常数大于6。 使用至少包含一层高介电常数绝缘介质材料的场板结构，有助于提高场板的作用 效果，提高GaN基肖特基二极管的反向击穿电压。 所述之场板结构，包括均匀厚度场板、台阶状场板、斜面状场板及其它不规则形状 的场板。 理论上讲，作为一个标准的金属_绝缘层_半导体结构，场板的电容值决定了其作 为电极边缘终端结构的效果大小。在反向偏置电压下，场板结构的单位面积电容越大，其在 半导体层中所能够形成的耗尽区就越深，对耗尽区内电场分布的影响就越大，相应的对器 件反向击穿电压的提升也就越显著；反之，场板结构的单位面积电容越小，其削弱电场极值 的能力就越弱，对器件击穿电压的提升也就越有限。由于场板的电容值与所用绝缘介质层 的厚度成反比关系，介质层越薄，场板效果就越明显。但是，当场板介质层很薄时，介质层 本身又有被击穿的可能。所以，场板介质层的厚度不能做得太薄。在本发明中，我们提出 了另一种提高场板电容值的方法，即使用高介电常数材料来制备场板。由于场板的单位面 积电容值同时与介质层的介电常数成正比关系。因此采用介电常数较大的绝缘材料作为 介质层，可以有效地增加场板的单位面积电容值，从而增强场板的作用效果，提高器件击穿 电压。传统GaN肖特基二极管一般采用二氧化硅材料作为场板介质层，其介电常数为3. 9， 属于介电常数较低的材料。如果使用本发明所述的具有高介电常数的介质层作为场板绝缘 层，则可以有效地提高场板的单位面积电容，从而提高反向器件击穿电压。
以上作用原理可以结合图3中GaN肖特基二极管的电场分布数值模拟来说明。图 3所示为在无场板、使用二氧化硅介质场板和使用高介电常数材料场板(介电常数设为8) 三种情况下，使用器件模拟软件计算得到的大反向偏压下GaN肖特基二极管横截面内表面 附近电场的横向分布图。可见，当没有场板结构时，肖特基电极边缘下存在一个唯一的电场 极大值(3.3MV/cm)。在采用了场板结构后，肖特基电极边缘处的电场极大值被极大地削弱 了 ；其中使用高介电常数介质场板时，电场极大值(1.7MV/cm)比使用二氧化硅介质场板时 的电场极值(2. lMV/cm)更小。这一计算结果说明使用高介电常数介质场板可以更有效地 削弱肖特基电极边缘的电场极大值。进一步的计算也表明，三种器件结构的反向击穿电压 分别为342V (无场板)、606V ( 二氧化硅介质场板)和717V (高介电常数场板)，证明器件反 向击穿电压确实得到了有效提高。 此外，使用高介电常数介质材料来制备场板还可以有效减小场板内部的电场强 度，从而提高场板自身的击穿电压，增强器件的可靠性。这是因为在使用场板结构以后， 场板结构自身的反向击穿电压会成为整个器件击穿电压的另一限制。为了保证场板结构的 击穿电压不成为限制器件击穿的瓶颈，场板介质层必须保证有一定的厚度。场板结构的击 穿特性是由场板电极下介质层内的电场极大值决定的，当此电场极大值达到绝缘材料的击质层内的电场强度不仅决定着介质层 何时被击穿，同时也决定着场板的漏电流，影响着器件的可靠性。减小场板介质层内的电场 强度，将对提高GaN肖特基二极管器件的反向特性大有裨益。根据麦克斯韦方程，电位移矢 量在介质层与半导体界面的垂直方向上应该是连续的，即EInsulatOT = ￡ eaNEeaN/ ￡ InsulatOT。 ECaN 表示介质层与GaN层界面处GaN材料内的电场强度。由公式可知当使用了高介电常数材 料做场板时，场板介质层内的电场强度较低。图4是使用器件模拟软件得到的GaN肖特基 二极管场板介质层内的电场强度分布，分别对应于使用二氧化硅和使用高介电常数介质层 (介电常数设为8)两种情况。由图可见相比使用二氧化硅介质层场板，使用高介电常数 材料做场板时，介质层内的电场强度被极大地削弱了 。 由于薄膜淀积工艺尚不够成熟，现有技术在GaN材料上淀积的各种绝缘介质材料 的质量及性能可以有较大差别。为了获取更好的界面特性、薄膜质量及场板效果，场板介质 层可以设计为使用两层或两层以上的不同绝缘材料薄层的组合。比如，现有技术在GaN材 料上制备的二氧化硅薄膜具有较好的界面性质；因此可以首先在GaN材料上生长一层二氧 化硅薄膜，以保证界面质量；再生长高介电常数材料(如氮化硅等)。使用这种复合结构 场板， 一方面可以保证良好的界面质量，另一方面也可获得理想的场板效果，提高器件的反 向抗击穿特性。 本发明的有益效果是，一、通过提高场板结构的单位面积电容来有效提高GaN基 肖特基二极管的反向击穿电压。由于在场板介质层中加入了至少一层具有高介电常数的绝 缘材料，因此在使用相同厚度场板及其它参数相同的情况下，场板结构的单位面积电容得 到提升，从而可以更有效削弱肖特基电极边缘处的电场极大值，并减小器件的反向漏电流， 提高GaN基肖特基二极管的反向击穿电压。 二、减小场板结构所用绝缘介质层内的电场强度，提高场板自身的击穿电压，增强
器件的可靠性。根据电位移矢量法向分量连续的准则，使用高介电常数材料制作场板时，场
板介质层内部的电场将会被削弱，从而改善场板结构自身的反向耐压特性。 三、根据现有工艺的成膜质量，可以选择使用两种或两种以上绝缘材料组成复合
结构场板，其中至少包含一层高介电常数材料，则可以在保证良好的介质层-半导体界面
质量的同时，获得理想的场板作用效果和较大的击穿电压。 本发明的有益效果得到了器件仿真结果的有力支持。仿真结果表明，使用本发明 所述设计的具有高介电常数材料场板的GaN肖特基二极管整流器件，比传统结构器件有着 更均匀的电场分布和更大的反向击穿电压。
图1是传统设计中使用较低介电常数的绝缘材料(Si02)作为场板介质层的GaN基 肖特基二极管的结构简图； 图2是本发明的第一个实施例的结构简图； 图3是对无场板、使用二氧化硅介质层场板和使用高介电常数介质层场板三种情 况下，用器件模拟软件计算得到的GaN基肖特基二极管电极附近的表面电场强度横向分布 图； 图4是使用器件模拟软件得到的GaN基肖特基二极管场板介质层内电场强度分布，分别对应于使用二氧化硅和使用高介电常数介质场板两种情况；
图5是本使明的第二个实施例的结构简图；
图6是本发明的第三个实施例的结构简图；
图7是本发明的第四个实施例的结构简图； 由于器件结构一般是对称的，所以图2、图5、图6、图7只画出了器件的右半部分截 面作为示意图。
具体实施例方式
为了使本发明的技术方案和效果更加清楚，以下结合具体实施例，并参照附图，对 本发明做进一步的说明。各附图中相同编号的部分表示相同的器件构成部分或材料。
图1所示为传统的具有场板结构的GaN基功率肖特基二极管的截面结构示意图。 器件的基本构成部分包括 欧姆接触层101， 一般为重掺杂GaN层，其基本特征是N型掺杂浓度大于5 X 1017每 立方厘米，厚度介于0. 2-20微米之间。欧姆接触层101 —般是被淀积在衬底材料之上，常 用衬底材料包括蓝宝石"1203)、硅(Si)、碳化硅(SiC)、砷化镓(GaAs)或GaN体材料衬底 等。位于欧姆接触层101之上的GaN层102，此GaN层为器件的有源区，为了形成良好的肖 特基接触，GaN的掺杂浓度应当在1 X 1015到5X 1017每立方厘米之间，GaN层的厚度应介于 1 50微米之间； 位于GaN层102之上的绝缘介质层场板103，传统GaN肖特基二极管中的场板是由 介电常数较低的二氧化硅(介电常数为3. 9)构成的； 位于GaN层102之上并部分覆盖绝缘介质层场板103的肖特基金属电极104，电极 104的主要部分与GaN层102接触，形成具有整流特性的肖特基结，电极104延伸到绝缘介 质层103的上方，形成场板电极；肖特基金属电极104—般是由功函数较高的单层金属或多 层金属材料构成，其中与GaN直接接触的金属一般为镍(Ni)、钼(Pt)、金(Au)、钯(Pd)、钨 (W)、钼(Mo)、铑(Rh)及其合金等; 另外完整的器件还应包括一个欧姆接触电极105，其位置位于欧姆接触层101上 方(如图所示)；如衬底材料导电，欧姆接触电极105也可位于欧姆接触层101下方；
图中的场板结构将有助于削弱肖特基电极边缘下方的电场聚集效应，从而提高器 件反向击穿电压。 图2为本发明的一个实例的结构示意图。器件的构成部分包括欧姆接触层101， 同图1中欧姆接触层101 ;位于欧姆接触层101之上的GaN层102，同图1中的有源层102 ; 位于GaN层102之上的绝缘介质层场板203，不同于传统GaN肖特基二极管器件的是，图2中 的结构使用了具有高介电常数(e r > 6)材料如Si3N4、SiNx、SiOxNy、MgO、AlN、Al203、Sc203、 HfOy或其三元AlHfOx等的绝缘材料作为介质层； 位于GaN层102和绝缘介质层203之上的肖特基金属电极104，同图1中的肖特基 电极104 ;及欧姆接触电极(图中未显示)； 由于使用了具有高介电常数的绝缘材料作为场板介质层，所以图2所示的器件在 肖特基电极边缘具有更均匀的电场分布，整个器件具有更高的击穿电压。下面将通过器件 模拟数据做进一步说明。
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图3是用器件模拟软件计算得到的肖特基电极边缘附近有源区GaN层内的表面电 场强度横向分布图，分别对应于无场板、图1结构和图2结构三种情况；其中图1结构中的 绝缘介质层103设为二氧化硅，介电常数为3. 9 ;图2结构中的高介电常数场板203的介电 常数设为8 (6以上)。其它参数欧姆接触层101是厚度为1微米、掺杂浓度为2X 1018cm—3 的N型GaN层；轻掺杂GaN有源区102的厚度为3微米、其N型掺杂浓度为1 X 1016cm—3 ;肖 特基电极104为Ni电极，其与GaN材料之间的肖特基势垒高度为leV ;场板电极延伸宽度均 为4微米；场板介质层的厚度均为0. 3微米。图3上部所画的器件与下部曲线的横坐标是对 应的。可见，在大反向偏压作用下(临近击穿状态)，对于没有场板结构的GaN肖特基二极 管，其肖特基电极104边缘下存在一个唯一的电场极大值(3. 3MV/cm);使用场板结构后，肖 特基电极边缘处的电场极大值被极大地削弱了。还有，使用高介电常数介质材料做场板时， 其肖特基电极边缘的电场极大值(1.7MV/cm)要比使用二氧化硅介质场板时的电场极大值 (2. lMV/cm)更小。这说明使用高介电常数材料作为场板介质层可以更有效地削弱电场极大 值。进一步的计算也表明，三种结构的器件击穿电压分别为342V(无场板)、606V(二氧化 硅介质场板e r = 3. 9)和717V(高介电常数场板e r = 8)，证明器件的反向击穿电压确实 可以得到提高。 图4是使用器件模拟软件得到的介质场板内的电场强度分布，分别对应于使用二 氧化硅和使用高介电常数介质层"r = 8)两种情况。器件的全部参数与图3计算中所使 用的参数相一致。从模拟结果可见，介质场板中的电场强度会在场板电极末端的下方出现 极值。使用高介电常数介质场板时，介质层内的电场强度相对而言更小和使用二氧化硅介 质场板相比，电场峰值也从3. 6MV/cm降低到了 2. 4MV/cm。这说明场板结构的可靠性可以得 到提高。 图5是本发明的第二个实例的结构示意图，器件包括
欧姆接触层101，同图1中欧姆接触层101 ; 位于欧姆接触层101之上的GaN层102，此GaN层为器件的有源区； 位于GaN层102之上的绝缘介质层103 (较低介电常数介质层)，及位于绝缘介质
层103之上的绝缘介质层203(高介电常数介质层)； 位于GaN层102和绝缘介质层203之上的肖特基金属电极104，同图1中的肖特基 电极104 ;及欧姆接触电极(图中未显示)； 本实例所述器件的场板介质层包含一层低介电常数的绝缘材料和一层高介电常 数的绝缘材料。相比于本发明的第一个实例(图2)而言，本实例的反向击穿电压略有下降， 但是仍高于无场板的GaN基肖特基二极管器件。同时，本实例继承了常用低介电常数的绝 缘介质层101与GaN材料102的界面性质，因此可能获得较好的界面特性，有助于提高器件 的整体性能。 图6是本发明的第三个实例的结构示意图，器件包括
欧姆接触层101，同图1中欧姆接触层101 ; 位于欧姆接触层101之上的GaN层102，此GaN层为器件的有源区；
位于GaN层102之上的绝缘介质层103 (较低介电常数介质层)，及位于绝缘介质 层103之上的绝缘介质层203(高介电常数介质层)；介质层103与介质层203呈阶梯状排 列；
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位于GaN层102、绝缘介质层103和绝缘介质层203之上的肖特基金属电极104， 同图1中的肖特基电极104 ;及欧姆接触电极(图中未显示)； 本实例的特征在于使用了台阶式的场板结构，同时也可以使用多层介质构成的场 板介质层。例如使用0. 2微米的高介电常数介质层(介电常数设为8)和0. 1微米的二氧 化硅组合作为场板介质层，并将两层场板的宽度均设置为足够大(各3微米以上)；模拟结 果显示器件的击穿电压可达到760V，比使用均匀场板时有较大提高(717V， 、 = 8)。
高介电常数介质层材料尤其是0. 01-2微米； 图7是本发明的第四个实例的结构示意图，器件包括欧姆接触层101，同图1中 欧姆接触层101 ;位于欧姆接触层101之上的GaN层102，此GaN层为器件的有源区；
位于GaN层102之上的绝缘介质层203，绝缘介质层203由单层或多层介质材料构 成，其中至少包含一层介电常数大于6的材料。介质层203的边缘可以呈不规则形状；
覆盖于GaN层102、绝缘介质层203之上的肖特基金属电极104，同图1中的肖特 基电极104;及欧姆接触电极； 本实例使用了横截面边缘形状可以不规则的介质层场板结构，同时也使用了具有 高介电常数的场板介质层。
权利要求
一种场板结构的氮化镓基肖特基二极管，其特征在于肖特基二极管的场板结构为，肖特基金属电极外围有一层绝缘介质薄膜，将肖特基金属电极延伸到绝缘介质薄膜上方并部分覆盖介质薄膜，即在肖特基电极外围形成一圈金属-绝缘介质层-半导体(MIS)场板结构，所述的场板结构的绝缘介质层包含至少一层具有高介电常数的绝缘材料，其厚度介于0.01-2微米之间，介电常数大于6。
2. 如权利要求1所述的场板结构的氮化镓基肖特基二极管，其特征在于，肖特基二极 管包含欧姆接触层、GaN有源层、绝缘介质场板，肖特基金属电极和欧姆接触电极。
3. 如权利要求1所述的场板结构的氮化镓基肖特基二极管，其特征在于所述之具有高 介电常数绝缘材料为Si3N4、 SiNx、 SiOxNy、 Mg0、 AIN、 A1203、 Sc203、 Y203、 Hf02、 Zr02、 AlHfOx、 HfSiON或其多元组合。
4. 如权利要求2所述的场板结构的氮化镓基肖特基二极管，其特征在于欧姆接触层的 N型GaN半导体掺杂浓度大于5X 1017cm—3，厚度介于0. 2-20微米之间；欧姆接触层被淀积 在衬底材料之上，常用衬底材料包括蓝宝石(A1203)、硅(Si)、碳化硅(SiC)、砷化镓(GaAs) 或GaN体材料衬底等。
5. 如权利要求1或2所述的场板结构的氮化镓基肖特基二极管，其特征在于有源区 GaN层位于欧姆接触层之上，其N型GaN掺杂浓度介于1 X 1015 5 X 1017cm—3之间，其厚度 介于1 50微米之间。
6. 如权利要求1或2所述的场板结构的氮化镓基肖特基二极管，其特征在于绝缘介质 层位于有源区GaN层之上，绝缘介质层可以是单层的或多层的，其中包含至少一层具有高 介电常数的绝缘材料。
7. 如权利要求1或2所述的场板结构的氮化镓基肖特基二极管，其特征是在整个绝 缘介质层的厚度分布可以是均匀的、阶梯的、斜面的或其他不规则形状，其平均厚度介于 0.01 2. 0微米之间。
8. 如权利要求1或2所述的场板结构的氮化镓基肖特基二极管，其特征在于肖特基金 属电极覆盖于裸露的有源区GaN层表面和绝缘介质层的部分表面之上，形成场板结构；肖 特基电极与GaN层直接接触的金属由以下金属中的一种或多种组成镍(Ni)、金(Au)、铂 (Pt)、铝(Al)、钛(Ti)、钯(Pd)、钼(Mo)、鸨(W)、钽(Ta)、铑(Rh)及其合金等。
9. 如权利要求1或2所述的场板结构的氮化镓基肖特基二极管，其特征在于肖特基金 属电极在绝缘介质层表面上方的延伸半径的长度在0. 1 50微米之间。
10. 如权利要求1或2所述的场板结构的氮化镓基肖特基二极管，其特征在于欧姆接 触电极位置位于欧姆接触层上方；或如衬底材料导电时位于欧姆接触层下方；欧姆接触电 极由以下金属中的一种或多种组成镍(Ni)、金(Au)、钼(Pt)、铝(Al)、钛(Ti)、钨(W)、钼 (Mo)及其合金等。
全文摘要
一种场板结构的氮化镓基肖特基二极管，肖特基金属电极外围有一层绝缘介质薄膜，将肖特基金属电极延伸到绝缘介质薄膜上方并部分覆盖介质薄膜，即在肖特基电极外围形成一圈金属-绝缘介质层-半导体(MIS)场板结构，所述的场板结构的绝缘介质层包含至少一层具有高介电常数的绝缘材料，其厚度介于0.01-2微米之间，介电常数大于6。欧姆接触层、GaN有源层、绝缘介质场板，肖特基金属电极和欧姆接触电极。使用本发明所述设计的具有高介电常数材料场板的GaN肖特基二极管整流器件，比传统结构器件有着更均匀的电场分布和更大的反向击穿电压。
文档编号H01L29/66GK101752430SQ201010017259
公开日2010年6月23日 申请日期2010年1月6日 优先权日2010年1月6日
发明者修向前, 张 荣, 石宏彪, 郑有炓, 陆海, 陈鹏 申请人:南京大学