专利名称：太赫兹肖特基二极管的制造方法
技术领域：
本发明涉及半导体器件，更具体地，涉及太赫兹肖特基二极管及其制造方法。
背景技术：
太赫兹波指的是频率在O. ITHz IOTHz (波长3mm 30 μ m)范围内的电磁辐射，位于电磁波谱中介于毫米波和红外辐射之间。太赫兹的独特性能使其在通信(宽带通信)、雷达、电子对抗、电磁武器、天文学、医学成像(无标记的基因检查、细胞水平的成像)、无损检测、安全检查(生化物的检查)等领域具有广泛的用途。在大多数太赫兹应用领域中，夕卜差式接收机以其频谱分辨率高、瞬时带宽大、灵敏度高等特点，成为主要的太赫兹信号探测 方式；而太赫兹混频器是外差式接收机中的重要部件之一。在O. 1ΤΗζ-3ΤΗζ范围内，通常采用超导-绝缘-超导结(SIS)、热电子辐射计(HEB)、肖特基二极管等非线性器件作为混频器件，实现太赫兹频段的信号与本振信号进行混频产生中频信号，进而供后续的中频和数字电路进行信息处理。相比于SIS和HEB来说，应用肖特基二极管的混频器件无需制冷环境，从而减小了系统的复杂度，适合于安检、通信、电子对抗等领域的应用；在制冷环境下，混频器的噪声性能可以进一步减小，从而满足天文、对地观测等领域的应用。另一方面，相比于三端器件，如HEMT等器件来说，肖特基二极管结构简单，易于集成且在制造实现上相对容易。因此，肖特基二极管广泛应用于太赫兹频段的混频器。现有使用肖特基二极管的太赫兹频段混频器的一种实现方法是太赫兹信号通过波导馈入，耦合到低损耗介质基底的微带线上，然后经过二极管混频后输出。然而，由于太赫兹频段的频率高，许多高频寄生效应都会显现出来，这些效应会降低混频器的混频效率，增加变频损耗。因此，寄生效应小的平面肖特基二极管结构对于提高混频器的混频效率、减少变频损耗显得十分重要。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的上述缺点，提供一种太赫兹肖特基~■极管，减少寄生效应，从而提闻混频器的混频效率和减少变频损耗。为了解决上述技术问题，根据本发明的第一方面，提供了一种太赫兹肖特基二极管的制造方法，包括以下步骤第一步骤在半绝缘砷化镓层11上自下而上依次形成高掺杂浓度砷化镓层12、低掺杂浓度砷化镓层13 第二步骤在低掺杂浓度砷化镓层13上光刻第一欧姆接触图形121和第二欧姆接触图形123，并腐蚀所述图形区域的低掺杂浓度砷化镓层13直至高掺杂浓度砷化镓层12 ；第三步骤在第一欧姆接触图形121上形成欧姆接触金属23，在第二欧姆接触图形123上形成欧姆接触阴极22，欧姆接触金属23和欧姆接触阴极22的材料相同；第四步骤在低掺杂浓度砷化镓层13上形成具有小孔211的二氧化硅层14 ；第五步骤在小孔211中以及在欧姆接触金属23和欧姆接触阴极22上蒸发接触金属，接触金属充满小孔211，小孔211中的接触金属与低掺杂浓度砷化镓层13形成肖特基结，小孔211中的接触金属形成肖特基接触阳极21，在欧姆接触金属23上蒸发的接触金属为第一接触金属421，在欧姆接触阴极22上蒸发的接触金属为第二接触金属422 ；第六步骤在二氧化硅层(14)和肖特基接触阳极21上形成悬空电镀桥图形26，在第一接触金属421上形成第三接触金属431，在第二接触金属422上形成第四接触金属432 ;由第一接触金属421和第三接触金属431构成欧姆接触阴极压点25，由第二接触金属422和第四接触金属432肖特基接触阳极延伸压点24。在所述第一步骤，采用分子束外延工艺，在半绝缘砷化镓层11上依次生长高掺杂浓度砷化镓层12、低掺杂浓度砷化镓层13 ;高掺杂浓度层的浓度为7X 1018CnT3，厚度为3. 5um ;低掺杂浓度为2 X 1017cm_3,厚度为O. lum。在所述第二步骤，使用正性光刻胶，光刻第一欧姆接触图形121和第二欧姆接触图形123。所述第三步骤包括在第一欧姆接触图形121和第二欧姆接触图形123上自下至·上依次蒸发金、锗、镍、金，并在360°C合金，以形成欧姆接触金属，在第一欧姆接触图形121上形成的欧姆接触金属为欧姆接触金属23，在第二欧姆接触图形123上形成的欧姆接触金属为欧姆接触阴极22 ;欧姆接触金属23和欧姆接触阴极22的材料相同。所述第四步骤包括在低掺杂浓度砷化镓层13、欧姆接触阴极22和欧姆接触金属23上淀积二氧化硅层14，厚度为5000 A;使用正性光刻胶，在二氧化硅层14上光刻肖特基接触阳极图形、肖特基接触阳极延伸压点图形以及欧姆接触阴极压点图形；并显影出肖特基接触阳极图形，肖特基接触阳极延伸压点图形以及欧姆接触阴极压点图形；腐蚀肖特基接触阳极图形直至轻掺杂浓度砷化镓层，从而形成小孔211，腐蚀肖特基接触阳极延伸压点图形和欧姆接触阴极压点图形分别直至欧姆接触阴极22和欧姆接触金属23。在第五步骤中所述接触金属自下至上依次为钛、钼、金。所述第六步骤包括使用负性光刻胶，光刻悬空电镀桥图形、第三接触金属图形以及第四接触金属图形；在悬空电镀桥图形、第三接触金属图形以及第四接触金属图形上电镀金，电镀的金的厚度为3um。在所述第六步骤之后还包括形成沟道28的步骤，形成沟道28的步骤包括除去在悬空电镀桥26下面并且在肖特基接触阳极延伸压点24与肖特基接触阳极21之间的二氧化硅、低掺杂浓度砷化镓层、高掺杂浓度砷化镓层，直至半绝缘砷化镓衬底，形成沟道28。可以使用正性光刻胶进行光刻来形成沟道28。在所述第六步骤之后或在所述形成沟道28的步骤之后还包括如下步骤背面减薄半绝缘砷化镓层11至IOOum以下；划片；分片。根据本发明的太赫兹肖特基二极管的制造方法具有以下技术优点和有益效果肖特基接触阳极延伸压点24和欧姆接触阴极压点25的下方分别直接与欧姆接触金属接触，从而避免了由于介质层引入的额外的寄生电容；本发明的太赫兹肖特基二极管包括形成在高浓度掺杂砷化镓层12、低浓度掺杂砷化镓层13和二氧化硅层14中的沟道28，从而减小了寄生效应，也降低了存在于n+GaAs中的热电子噪声；本发明的GaAs太赫兹平面肖特基二极管的阳极压点和阴极压点为渐变形状，既保证了与外围电路焊接的可实现性，又减小了压点间的寄生电容；同时，降低了阳极压点到悬空电镀桥26的不连续性；本发明的太赫兹肖特基二极管采用了高掺杂(1018量级)砷化镓和低掺杂(IO16-IO17量级)的双层外延结构，能够有效地降低外延层中的扩散电阻，从而降低二极管的串联电阻；本发明的太赫兹肖特基二极管的肖特基接触阳极延伸压点24与欧姆接触阴极压点25的厚度相同，肖特基接触阳极延伸压点24的上平面和欧姆接触阴极压点25的上平面在同一平面，使本发明的肖特基二极管易于使用倒装焊实现与外围电路的集成。
应说明的是，下面描述中的附图仅示意地示出了一些实施例，并没有包括所有可能的实施例。
图I是根据本发明的实施例的太赫兹平面肖特基二极管的俯视图的示意图；图2是图I所示太赫兹平面肖特基二极管的A-A剖视图；图3是肖特基接触阳极21和欧姆接触阴极压点25的截面图的局部放大图；图4a至图4i示出了根据本发明实施例的太赫兹肖特基二极管的制造方法的剖视图。
具体实施例方式为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图描述本发明的示例性实施例的技术方案。显然，所描述的实施例只是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。所描述的实施例仅用于图示说明，而不是对本发明范围的限制。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。为了叙述方面，本文中所称的“上”、“下”与附图2本身的上、下方向一致，但并不对本发明的结构起限定作用。尽管本申请中使用了词语第一、第二等来描述多个元件或构成部分，这些元件或构成部分不应受这些词语的限制。这些词语仅用于区分一个元件或构成部分和另一元件或构成部分，而不包含“顺序”。因此，将下面讨论的第一元件或构成部分称为第二元件或构成部分也没有超出本发明的构思和范围。图I是根据本发明实施例的太赫兹平面肖特基_■极管俯视图的不意图，图2是图I所示太赫兹平面肖特基二极管的A-A剖视图，图3是肖特基接触阳极21和欧姆接触阴极压点25的局部放大图。如图1-2所示，肖特基二极管包括砷化镓半导体衬底11、高浓度掺杂N型砷化镓层12、低浓度掺杂N型砷化镓层13、欧姆接触阴极22、欧姆接触金属23、二氧化硅层14、肖特基接触阳极21、欧姆接触阴极压点25、肖特基接触阳极延伸压点24、悬空电镀桥26和沟道28。如图2所示，高浓度掺杂砷化镓层12形成在砷化镓半导体衬底11上，低浓度掺杂砷化镓层13形成在高浓度掺杂砷化镓层12上。所述的高浓度掺杂砷化镓层12浓度为IO18CnT3量级；所述的低浓度掺杂砷化镓层13浓度为IO16-IO17cnT3量级。高浓度掺杂砷化镓层12的厚度至少为对应的工作频率下趋肤深度的2倍，以减小高频时的电阻损耗。低浓度掺杂砷化镓层13的厚度为不小于零偏置条件下的耗尽层厚度，以防止低正向偏压时击穿。在低浓度掺杂砷化镓层13上光刻欧姆接触阴极图形和欧姆接触金属图形并腐蚀所述图形区域的低掺杂浓度砷化镓层13直至高掺杂浓度砷化镓层12。在欧姆接触阴极图形上形成欧姆接触阴极22，在欧姆接触金属图形上形成欧姆接触金属23。从而，欧姆接触阴极22和欧姆接触金属23形成在高浓度掺杂砷化镓层12上，低浓度掺杂砷化镓层13位于欧姆接触阴极22和欧姆接触金属23之间，与低浓度掺杂砷化镓层13接触的高浓度掺杂砷化镓层12的厚度大于与欧姆接触阴极22和欧姆接触23接触的高浓度掺杂砷化镓层12的厚度，如图2所不。欧姆接触金属23和欧姆接触阴极22的材料相同。欧姆接触阴极22和欧姆接触金属23的材料自下向上依次为金、锗、镍、金，与高浓度砷化镓层12接触，并通过合金形成。
形成在所述的低浓度掺杂砷化镓层13上的二氧化硅层14作为肖特基接触阳极的保护层，用光刻的方法或现有技术的腐蚀方法或去除二氧化硅层的任何方法在二氧化硅层14中形成一个小孔，暴露出低浓度掺杂砷化镓层13。肖特基接触阳极21形成在小孔中，肖特基接触阳极21与低浓度掺杂砷化镓层13接触形成肖特基结。欧姆接触阴极压点25形成在欧姆接触阴极22上，欧姆接触阴极22的材料为金属，即欧姆接触阴极22为欧姆接触金属。肖特基接触阳极延伸压点24形成在欧姆接触金属23上。肖特基接触阳极延伸压点24和欧姆接触阴极压点25的下方分别直接与欧姆接触金属接触，从而避免了在工作频率高的情况下由于介质层引入的额外寄生电容。肖特基接触阳极延伸压点24通过悬空电镀桥26与肖特基接触阳极21相连。悬空电镀桥26形成在二氧化硅层14和肖特基接触阳极21上。如图2所示，肖特基接触阳极延伸压点24与欧姆接触阴极压点25的厚度相同，肖特基接触阳极延伸压点24的上表面和欧姆接触阴极压点25的上表面在同一平面，肖特基接触阳极延伸压点24的下表面和欧姆接触阴极压点25的下表面在同一平面。因此，本发明的肖特基二极管易于使用倒装焊实现与外围电路的集成。在满足倒装焊的尺寸要求基础上，肖特基接触阳极延伸压点24和欧姆接触阴极压点25应该尽量小以减小压点自身的寄生电容效应。肖特基接触阳极延伸压点24与悬空电镀桥26相连的一边变窄；并且，欧姆接触阴极25与肖特基接触阳极21相邻的一边变窄；以减小压点间的寄生电容效应。肖特基接触阳极延伸压点24、欧姆接触阴极压点25及悬空电镀桥26的金属厚度至少为对应的工作频率下趋肤深度的6倍，从而减小高频条件下的电阻损耗。例如，肖特基接触阳极21是圆柱形或者近圆柱形，从而保证电流能够尽量均匀地、呈轴对称地分布。欧姆接触阴极压点25靠近肖特基接触阳极21的一边是有一开口的圆柱面或近圆柱面251，所述有一开口的圆柱面或近圆柱面251是与圆柱形或者近圆柱形的肖特基接触阳极21同心的圆柱面，所述有一开口的圆柱面或近圆柱面251沿如图I所示A-A线是对称的。A-A线通过圆柱形或者近圆柱形阳极21的圆心，且欧姆接触阴极压点25、肖特基接触阳极延伸压点24、悬空电镀桥26相对于A-A线是对称的。图3示出了肖特基接触阳极21和欧姆接触阴极压点25的横截面图的局部放大图。所述横截面与圆柱形或者近圆柱形的肖特基接触阳极21的轴垂直。圆柱面或近圆柱面251的横截面是一段圆弧或近圆弧，该圆弧或近圆弧的一端到该圆弧或近圆弧对应的圆心的直线与该圆弧或近圆弧的另一端到所述圆心的直线之间的夹角A定义为圆柱面或近圆柱面251的开口角度A。所述有一开口的圆柱面或近圆柱面251是沿圆柱面或近圆柱面251对应的圆柱体的轴向去除一部分圆柱面或近圆柱面后形成的。所述去除的一部分圆柱面或近圆柱面的横截面的圆弧的圆心角即为所述圆柱面或近圆柱面251的开口角度A。圆柱面或近圆柱面251的开口角度A小于180°，这样可以使肖特基接触阳极21到欧姆接触阴极压点25的电流呈轴对称分布，降低寄生电阻。当所述开口角度A不大于180°时，圆柱面或近圆柱面251的横截面的圆弧的圆心角大于180°，这是因为所述开口角度A与圆柱面或近圆柱面251的横截面的圆弧的圆心角的和为360°。本文所述圆柱面或近圆柱面251的横截面是垂直于所述圆柱面或近圆柱面的横截面。 在图3中，肖特基接触阳极21的形状为圆形或者近圆形。欧姆接触阴极压点25紧邻肖特基接触阳极21的一边251为开口圆环形或一段圆弧线形，与肖特基接触阳极21的圆形或者近圆形同心，开口角度A不大于180°。肖特基接触阳极直径不大于I. 5um，以便具有较小的结电容，从而可以提高二极管的截止频率。肖特基接触阳极21距欧姆接触阴极压点25的距离不大于3um，可以减小扩散电阻。对于太赫兹二极管来说，需要尽量减小结电容，因此肖特基接触阳极21的面积应该尽量小，从而减小结电容对太赫兹信号的旁路损耗。肖特基接触阳极21的材料自下向上依次为钛、钼、金，与低掺杂砷化镓层接触形成。除欧姆接触阴极压点25、肖特基接触阳极延伸压点24、肖特基接触阳极24以及肖特基接触阳极和肖特基接触阴极压点之间的下方所覆盖的区域外，其他区域的二氧化硅14、低浓度掺杂砷化镓层13以及高浓度掺杂砷化镓层12均被腐蚀掉或被除去，直至露出半绝缘砷化镓衬底11，形成沟道28，从而减小了寄生效应，也降低了存在于n+GaAs中的热电子噪声。沟道28形成在高浓度掺杂砷化镓层12、低浓度掺杂砷化镓层13和二氧化硅层14中，沟道28中的高浓度掺杂砷化镓层12、低浓度掺杂砷化镓层13和二氧化硅层14被除去，沟道28形状为反锥形，沟道28的下表面与砷化镓半导体衬底11接触，沟道28的上表面与悬空电镀桥26接触，沟道28的侧面从沟道28的下表面相对于砷化镓半导体衬底11成预定的角度延伸到上表面，例如，所述预定的角度为92度，沟道28的上表面大于沟道28的下表面，沟道28在14层的部分位于肖特基接触阳极延伸压点24与阳极21之间并且不与肖特基接触阳极延伸压点24与阳极21接触。图4a至图4i解释根据本发明实施例的太赫兹肖特基二极管的制造方法的剖视图。本发明实施例的太赫兹肖特基二极管的制造基于半绝缘砷化镓衬底，例如，4英寸半绝缘砷化镓衬底。参照图4a，在半绝缘砷化镓层11上自下而上依次形成高掺杂浓度砷化镓层12、低掺杂浓度砷化镓层13。例如，采用分子束外延工艺(MBE)，在半绝缘砷化镓层上依次生长高掺杂浓度砷化镓层、低掺杂浓度砷化镓层。所述的高浓度掺杂砷化镓层12浓度为IO18CnT3量级。例如，高掺杂浓度层的浓度为7 X 1018Cm_3，厚度为3. 5um。所述的低浓度掺杂砷化镓层13浓度为1016-1017cm_3量级。例如，低掺杂浓度为2X 1017cm_3，厚度为O. lum。参照图4b，在半绝缘砷化镓层11上自下而上依次形成高掺杂浓度砷化镓层12、低掺杂浓度砷化镓层13之后，在低掺杂浓度砷化镓层13上光刻第一欧姆接触图形121和第二欧姆接触图形123，并腐蚀所述图形区域的低掺杂浓度砷化镓层13直至高掺杂浓度砷化镓层12，从而在高掺杂浓度砷化镓层12形成第一欧姆接触图形121和第二欧姆接触图形123。例如，使用负性光刻胶，光刻第一欧姆接触图形121和第二欧姆接触图形123，并腐蚀所述图形区域的低掺杂浓度砷化镓层直至高掺杂浓度砷化镓层。参照图4c，在形成第一欧姆接触图形121和第二欧姆接触图形123。之后，在第一欧姆接触图形121上形成欧姆接触金属23，在第二欧姆接触图形123上形成欧姆接触阴极22。欧姆接触金属23和欧姆接触阴极22的材料相同。例如，在第一欧姆接触图形121和第二欧姆接触图形123上自下至上依次蒸发金、锗、镍、金，并在360°C合金，形成欧姆接触金属，形成在第一欧姆接触图形121上的欧姆接触金属为欧姆接触金属23，形成在第二欧姆接触图形123上欧姆接触金属为欧姆接触阴极22。从而，欧姆接触阴极22和欧姆接触金属23形成在高浓度掺杂砷化镓层12上，低浓度掺杂砷化镓层13位于欧姆接触阴极22和欧姆接触金属23之间。
度砷化镓层13上形成具有小孔211的二氧化硅14。可以用光刻的方法或现有技术的腐蚀方法或去除二氧化硅层的任何方法在二氧化硅层14中形成一个小孔，暴露出低浓度掺杂砷化镓层13。例如，在低掺杂浓度砷化镓层13上形成具有小孔211的二氧化硅14可以通过如下的方法(I)参照图4d，在低掺杂浓度砷化镓层13、欧姆接触阴极22和欧姆接触金属23上淀积二氧化硅14，二氧化硅的厚度为5000 A；(2)参照图4e，使用正性光刻胶，在二氧化硅上光刻肖特基接触阳极图形、肖特基接触阳极延伸压点图形以及欧姆接触阴极压点图形；并显影出肖特基接触阳极图形、肖特基接触阳极延伸压点图形以及欧姆接触阴极压点图形；腐蚀肖特基接触阳极图形直至轻掺杂浓度砷化镓层13，从而形成小孔211，腐蚀肖特基接触阳极延伸压点图形和欧姆接触阴极压点图形分别直至欧姆接触阴极22和欧姆接触金属23。然后，参照图4f，在小孔211中以及在欧姆接触金属23和欧姆接触阴极22上蒸发接触金属，接触金属充满小孔211，小孔211中的接触金属与低掺杂浓度砷化镓层13形成肖特基结，小孔211中的接触金属形成肖特基接触阳极21，在欧姆接触金属23上蒸发的接触金属为第一接触金属421，在欧姆接触阴极22上蒸发的接触金属为第二接触金属422。所述蒸发的接触金属自下至上依次为钛、钼、金。参照图4g，在形成肖特基接触阳极21、第一接触金属421以及第二接触金属422之后，在二氧化硅层14和肖特基接触阳极21上形成悬空电镀桥26，在第一接触金属421上形成第三接触金属431，在第二接触金属422上形成第四接触金属432。由第一接触金属421和第三接触金属431构成欧姆接触阴极压点25，由第二接触金属422和第四接触金属432构成肖特基接触阳极延伸压点24。悬空电镀桥26、第三接触金属431和第四接触金属432的材料相同，都为金。例如，使用正性光刻胶，光刻悬空电镀桥图形、第三接触金属图形以及第四接触金属图形；在悬空电镀桥图形、第三接触金属图形以及第四接触金属图形上电镀金43，电镀的金的厚度为3um，使上述区域电镀加厚。
参照图4h，在形成悬空电镀桥26、肖特基接触阳极延伸压点24以及欧姆接触阴极压点25之后，除去在悬空电镀桥26下面并且在肖特基接触阳极延伸压点24与肖特基接触阳极21之间的二氧化硅、低掺杂浓度砷化镓层、高掺杂浓度砷化镓层，直至半绝缘砷化镓衬底，形成沟道28。例如，使用正性光刻胶进行光刻，光刻肖特基接触阳极延伸压点图形、欧姆接触阴极压点图形、悬空电镀桥26、肖特基接触阳极21，肖特基接触阳极延伸压点图形、欧姆接触阴极压点图形、悬空电镀桥26、肖特基接触阳极21被光刻胶保护住，其他区域显影后依次腐蚀上述图形以外的二氧化硅、低掺杂浓度砷化镓层、高掺杂浓度砷化镓层，直至半绝缘砷化镓衬底，形成沟道28。参照图4i，背面减薄半绝缘砷化镓层(11)至IOOum以下。然后进行划片、分片。经过上述工艺步骤，最终形成太赫兹肖特基二极管芯片，器件的俯视图或平面示意图参照图1，器件的剖面图参照图2。
以上对本发明的实施例的描述仅用于说明本发明的技术方案，而不是对本发明范围的限制，本发明并不限于所公开的这些实施例，本领域的技术人员可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，而这些修改或替换都应落入本发明的保护范围。
权利要求
1.一种太赫兹肖特基二极管的制造方法，其特征在于，包括以下步骤 第一步骤在半绝缘砷化镓层(11)上自下而上依次形成高掺杂浓度砷化镓层(12)、低掺杂浓度砷化镓层(13): 第二步骤在低掺杂浓度砷化镓层(13)上光刻第一欧姆接触图形(121)和第二欧姆接触图形(123)，并腐蚀所述图形区域的低掺杂浓度砷化镓层(13)直至高掺杂浓度砷化镓层(12)； 第三步骤在第一欧姆接触图形(121)上形成欧姆接触金属(23)，在第二欧姆接触图形(123)上形成欧姆接触阴极(22)，欧姆接触金属(23)和欧姆接触阴极(22)的材料相同； 第四步骤在低掺杂浓度砷化镓层(13)上形成具有小孔(211)的二氧化硅层(14)； 第五步骤在小孔(211)中以及在欧姆接触金属(23)和欧姆接触阴极(22)上蒸发接触金属，接触金属充满小孔(211)，小孔(211)中的接触金属与低掺杂浓度砷化镓层(13)形成肖特基结，小孔(211)中的接触金属形成肖特基接触阳极(21)，在欧姆接触金属(23)上蒸发的接触金属为第一接触金属(421)，在欧姆接触阴极(22)上蒸发的接触金属为第二接触金属(422)； 第六步骤在二氧化硅层(14)和肖特基接触阳极(21)上形成悬空电镀桥图形(26)，在第一接触金属(421)上形成第三接触金属(431)，在第二接触金属(422)上形成第四接触金属(432);由第一接触金属(421)和第三接触金属(431)构成欧姆接触阴极压点(25)，由第二接触金属(422)和第四接触金属(432)肖特基接触阳极延伸压点(24)。
2.如权利要求I所述的方法，其特征在于在所述第一步骤，采用分子束外延工艺，在半绝缘砷化镓层(11)上依次生长高掺杂浓度砷化镓层(12)、低掺杂浓度砷化镓层(13);高掺杂浓度层的浓度为7X 1018cm_3，厚度为3. 5um ;低掺杂浓度为2 X 1017cm_3，厚度为O. lum。
3.如权利要求I所述的方法，其特征在于在所述第二步骤，使用正性光刻胶，光刻第一欧姆接触图形(121)和第二欧姆接触图形(123)。
4.如权利要求I所述的方法，其特征在于所述第三步骤包括在第一欧姆接触图形(121)和第二欧姆接触图形(123)上自下至上依次蒸发金、锗、镍、金，并在360°C合金，以形成欧姆接触金属，在第一欧姆接触图形(121)上形成的欧姆接触金属为欧姆接触金属(23)，在第二欧姆接触图形(123)上形成的欧姆接触金属为欧姆接触阴极(22);欧姆接触金属(23)和欧姆接触阴极(22)的材料相同。
5.如权利要求I所述的方法，其特征在于所述第四步骤包括在低掺杂浓度砷化镓层(13)、欧姆接触阴极(22)和欧姆接触金属(23)上淀积二氧化硅层(14)，厚度为5000 A;使用正性光刻胶，在二氧化硅层(14)上光刻肖特基接触阳极图形、肖特基接触阳极延伸压点图形以及欧姆接触阴极压点图形；并显影出肖特基接触阳极图形，肖特基接触阳极延伸压点图形以及欧姆接触阴极压点图形；腐蚀肖特基接触阳极图形直至轻掺杂浓度砷化镓层，从而形成小孔(211)，腐蚀肖特基接触阳极延伸压点图形和欧姆接触阴极压点图形分别直至欧姆接触阴极(22)和欧姆接触金属(23)。
6.如权利要求I所述的方法，其特征在于在第五步骤中所述接触金属自下至上依次为钛、钼、金。
7.如权利要求I所述的方法，其特征在于所述第六步骤包括使用负性光刻胶，光刻悬空电镀桥图形、第三接触金属图形以及第四接触金属图形；在悬空电镀桥图形、第三接触金属图形以及第四接触金属图形上电镀金，电镀的金的厚度为3um。
8.如权利要求1-7中任一权利要求所述的方法，其特征在于在所述第六步骤之后还包括形成沟道(28)的步骤，形成沟道(28)的步骤包括除去在悬空电镀桥(26)下面并且在肖特基接触阳极延伸压点(24)与肖特基接触阳极(21)之间的二氧化硅、低掺杂浓度砷化镓层、高掺杂浓度砷化镓层，直至半绝缘砷化镓衬底，形成沟道(28)。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于所述形成沟道(28)的步骤包括使用正性光刻胶，光刻肖特基接触阳极延伸压点图形、欧姆接触阴极压点图形、悬空电镀桥(26)和肖特基接触阳极(21)，肖特基接触阳极延伸压点图形、欧姆接触阴极压点图形、悬空电镀桥(26)和肖特基接触阳极(21)被光刻胶保护住，其他区域显影后依次腐蚀上述图形以外的二氧化硅、低掺杂浓度砷化镓层、高掺杂浓度砷化镓层，直至半绝缘砷化镓衬底，形成沟道(28)。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于在所述第六步骤之后或在所述形成沟道(28)的步骤之后还包括如下步骤 背面减薄半绝缘砷化镓层(11)至IOOum以下； 划片； 分片。
全文摘要
本发明提供了太赫兹肖特基二极管的制造方法，包括在砷化镓半导体衬底上依次形成高浓度掺杂砷化镓层和低浓度掺杂砷化镓层；在高浓度掺杂砷化镓层上形成欧姆接触阴极和欧姆接触金属；在低掺杂浓度砷化镓层上形成具有小孔的二氧化硅层；形成肖特基接触阳极；形成欧姆接触阴极压点、肖特基接触阳极延伸压点、悬空电镀桥，肖特基接触阳极延伸压点通过悬空电镀桥与肖特基接触阳极相连。根据所述制造方法制造的肖特基二极管减小了寄生效应，降低了存在于n+GaAs中的热电子噪声、阳极压点到悬空电镀桥的不连续性、二极管的串联电阻，易于使用倒装焊实现与外围电路的集成。
文档编号H01L21/329GK102891081SQ20121038289
公开日2013年1月23日 申请日期2012年10月11日 优先权日2012年10月11日
发明者王昊 申请人:王昊