接面能障肖特基二极管及其制造方法
【专利摘要】本发明提出一种接面能障肖特基(junction barrier Schottky,JBS)二极管及其制造方法。JBS二极管包含：N型氮化镓(gallium nitride,GaN)基板，具有上表面；氮化铝镓(aluminum gallium nitride,AlGaN)阻障层，形成于上表面上；P型氮化镓(gallium nitride,GaN)层，形成于氮化铝镓阻障层上；阳极导电层，形成于氮化铝镓阻障层上，且部分阳极导电层与氮化铝镓阻障层，形成肖特基接触；以及阴极导电层，形成于上表面上，并与N型氮化镓基板间，形成欧姆接触，且阴极导电层与阳极导电层不直接连接。
【专利说明】 接面能障肖特基二极管及其制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种接面能障肖特基01111(31:1011 1381-1-161- 3(^01:让7，了防)二极管及其制造方法；特别是指一种包含X型氮化镓(8011皿1111:1-1(16, 6^)基板的接面能障肖特基二极管及其制造方法。
【背景技术】
[0002]图1显示一种现有接面能障肖特基01111(31:1011 1381-1-161-了防)二极管100的剖视示意图。如图1所示，了83 二极管100包含~型硅基板11、第一~型磊晶硅层12、第二 ~型磊晶硅层13、？型格栅14、阳极导电层15、与阴极导电层16。其中4型硅基板11的~型杂质浓度约为1219^111—3，第一 ~型磊晶硅层12的~型杂质浓度约为1218^111—3，第二 ~型磊晶硅层13的~型杂质浓度约为3.52150111—3。
[0003]了83 二极管以一肖特基二极管并联一？爪二极管，相较于一般的？爪二极管，188二极管的优点是当了83 二极管操作于顺向偏压时，肖特基二极管的导通电压较低，因此反应速度较快，导通电流较快；当邛3 二极管操作于逆向偏压时，通过？型格栅14的？型区域，与第二 ~型磊晶硅层13形成空乏区，将电流通道夹止使反向漏电流降低。
[0004]当了83 二极管需要更进一步加快其反应速度、降低导通阻值、更精确控制其崩溃防护电压时，现有了83 二极管的应用范围已经不足。
[0005]有鉴于此，本发明即针对上述现有技术的改善，提出一种了83 二极管及其制造方法，可提高操作的速度、降低导通阻值、更精确控制崩溃防护电压。
【发明内容】
[0006]本发明的目的在于克服现有技术的不足与缺陷，提出一种了83 二极管及其制造方法，可提高操作的速度、降低导通阻值、更精确控制崩溃防护电压。
[0007]为达上述目的，就其中一观点言，本发明提供了一种接面能障肖特基0皿^1011
188) 二极管包含:一 X 型氮化嫁(职 11111111 1111:1-1(16, 基板，具有一上表面；一氮化招镓(￡111111111111111职11111111阻障层，形成于该上表面上；一？
型氮化镓(8011皿1111:1-1(16, 6^)层，形成于该X型氮化镓基板上；一阳极导电层,形成于该氮化铝镓阻障层上，且部分该阳极导电层与该氮化铝镓阻障层，形成肖特基接触；以及一阴极导电层，形成于该上表面上，并与该~型氮化镓基板间，形成一欧姆接触，且该阴极导电层与该阳极导电层不直接连接。
[0008]为达上述目的，就另一观点言，本发明提供了一种接面能障肖特基0皿^10111381-1-161- 3。1101:让7，了啦二极管制造方法，包含:提供一 X型氮化镓(职111111111111:1-1(16, 基板，具有一上表面；形成一氮化招嫁(311111111111111 职 11111111 1111:1-1(16,
阻障层于该上表面上；形成一？型氮化镓1111:1-1(16, 6^)层于该X型氮化镓基板上；形成一阴极导电层于该上表面上，并与该~型氮化镓基板间，形成一欧姆接触；以及形成一阳极导电层于该氮化铝镓阻障层上，且部分该阳极导电层与该氮化铝镓阻障层，形成肖特基接触，且该阴极导电层与该阳极导电层不直接连接。
[0009]在其中一种较佳的实施型态中，该？型氮化镓层与该~型氮化镓基板由该氮化铝镓阻障层隔开。
[0010]前述的实施例中，该阳极导电层、该氮化铝镓阻障层、该~型氮化镓基板与该阴极导电层形成一肖特基二极管，且该？型氮化镓层、该氮化铝镓阻障层与该~型氮化镓基板形成一二极管，其中，该肖特基二极管与该？爪二极管并联。
[0011]在其中一种较佳的实施型态中，该阳极导电层、该氮化铝镓阻障层、该~型氮化镓基板与该阴极导电层形成一肖特基二极管，且该？型氮化镓层与该~型氮化镓基板形成一
二极管，其中，该肖特基二极管与该二极管并联。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]图1显示一种现有了83 二极管100的剖视示意图；
[0013]图2八-22显示本发明的第一个实施例；
[0014]图3八-32显示本发明的第二个实施例。
[0015]图中符号说明
[0016]11X型硅基板
[0017]12第一?型磊晶硅层
[0018]13第二?型磊晶硅层
[0019]14？型格栅
[0020]15,24,34阳极导电层
[0021]16,25,35阴极导电层
[0022]21,31X 型基板
[0023]22，32^16^ 阻障层
[0024]23，33？型层
[0025]26,36二维电子云(2-0 616。廿011 2026)
[0026]100，200，300^88 二极管
[0027]211,311上表面
【具体实施方式】
[0028]图2八-22显示本发明的第一个实施例。图2八-22显示根据本发明的接面能障肖特基01111(31:1011二极管200的制造流程剖视示意图。如图2八所示，首先，提供~型氮化镓6^)基板21，具有上表面211。接下来如图28所示，于上表面上211上，形成氮化招镓(￡111111111111111职11111111阻障层22。接下来如图20所示，于X型氮化镓基板21上形成？型氮化镓(职11111111 层23。接下来如图20所示，于上表面211上形成阴极导电层25，并与~型基板21间，形成欧姆接触。接下来如图22所示，于八阻障层22上形成阳极导电层24，且部分阳极导电层24与八阻障层22，形成肖特基接触。如图所示，部分阳极导电层24例如亦可以覆盖于？型^层23上，且阴极导电层25与阳极导电层24不直接连接。
[0029]本发明主要的概念在于，第一，不同于现有技术了83 二极管是垂直结构，本发明188 二极管为横向结构。相较于垂直结构的了83 二极管，根据本发明，横向结构的了83 二极管的阳极导电层与阴极导电层的距离，由微影技术所决定，因此，可更精确控制了83 二极管的崩溃防护电压。第二。不同于现有技术了83 二极管的阴极包括~型硅基板，根据本发明的了83 二极管包括~型基板与八阻障层，其中，^型基板与八阻障层接面会形成二维电子云(2-0 61601:1-011职8，20%)，会大幅改善操作速度，使得了83 二极管相较于现有技术，可以更快速切换；此外，20%可以降低导通阻值，使得了83 二极管顺向操作时有更佳的电子特性。此外，相较于现有邛3 二极管，根据本发明的了83 二极管，可承受较高的突波电流，使得根据本发明的了83 二极管有较佳的可靠度。如图23所示，阳极导电层24、八阻障层224型&^基板21与阴极导电层25形成肖特基二极管，且？型&^层23、^16^阻障层22与?型基板21形成？爪二极管，其中，肖特基二极管与？爪二极管并联。此外，~型基板21与八阻障层22接面会形成20%26 (如图中虚线所示意
[0030]图3八-32显示本发明的第二个实施例。本实施例旨在说明根据本发明，？型层与X型6抓基板可由阻障层隔开如第一个实施例所不，但亦可以将？型6抓层与~型基板直接连接，亦属本发明范围。图3八-32显示根据本发明的接面能障肖特基(^111101:1011二极管300的制造流程剖视示意图。如图3八所示，首先，提供~型基板31，具有上表面311。接下来如图38所示，于上表面上311上，形成？型^^层33。接下来如图3(:所示，于~型&^基板31上形成八阻障层32。接下来如图30所示，于上表面311上形成阴极导电层35，并与~型基板31间，形成欧姆接触。接下来如图32所示，于八阻障层32上形成阳极导电层34，且部分阳极导电层34与八阻障层32，形成肖特基接触。如图所示，部分阳极导电层34例如亦可以覆盖于？型层33上，且阴极导电层35与阳极导电层34不直接连接。
[0031]如图32所示，阳极导电层34、八阻障层324型基板31与阴极导电层35形成肖特基二极管，且？型&^层33与~型&^基板31形成？爪二极管，其中，肖特基二极管与二极管并联。此外4型基板31与八阻障层32接面会形成20%36 (如图中虚线所示意
[0032]以上已针对较佳实施例来说明本发明，只是以上所述，仅为使本领域技术人员易于了解本发明的内容，并非用来限定本发明的权利范围。在本发明的相同精神下，本领域技术人员可以思及各种等效变化。例如，微影技术可为光罩技术，亦可包含电子束微影技术；又如，如在形成欧姆接触的导电层前，先于肖特基二极管的阴极，定义并蚀刻出欧姆接触区等。本发明的范围应涵盖上述及其它所有等效变化。
【权利要求】
1.一种接面能障肖特基二极管，其特征在于，包含: 一 N型氮化镓基板,具有一上表面； 一氮化铝镓阻障层，形成于该上表面上； 一 P型氮化镓层，形成于该N型氮化镓基板上； 一阳极导电层，形成于该氮化铝镓阻障层上，且部分该阳极导电层与该氮化铝镓阻障层，形成肖特基接触；以及 一阴极导电层，形成于该上表面上，并与该N型氮化镓基板间，形成一欧姆接触，且该阴极导电层与该阳极导电层不直接连接。
2.如权利要求1所述的接面能障肖特基二极管，其中，该P型氮化镓层与该N型氮化镓基板由该氮化铝镓阻障层隔开。
3.如权利要求2所述的接面能障肖特基二极管，其中，该阳极导电层、该氮化铝镓阻障层、该N型氮化镓基板与该阴极导电层形成一肖特基二极管，且该P型氮化镓层、该氮化铝镓阻障层与该N型氮化镓基板形成一 PIN 二极管，其中，该肖特基二极管与该PIN 二极管并联。
4.如权利要求1所述的接面能障肖特基二极管，其中，该阳极导电层、该氮化铝镓阻障层、该N型氮化镓基板与该阴极导电层形成一肖特基二极管，且该P型氮化镓层与该N型氮化镓基板形成一 PIN 二极管，其中，该肖特基二极管与该PIN 二极管并联。
5.一种接面能障肖特基二极管制造方法，其特征在于，包含: 提供一 N型氮化镓基板，具有一上表面； 形成一氮化铝镓阻障层于该上表面上； 形成一 P型氮化镓层于该N型氮化镓基板上； 形成一阴极导电层于该上表面上，并与该N型氮化镓基板间，形成一欧姆接触；以及 形成一阳极导电层于该氮化铝镓阻障层上，且部分该阳极导电层与该氮化铝镓阻障层，形成肖特基接触，且该阴极导电层与该阳极导电层不直接连接。
6.如权利要求5所述的接面能障肖特基二极管制造方法，其中，该P型氮化镓层与该N型氮化镓基板由该氮化铝镓阻障层隔开。
7.如权利要求6所述的接面能障肖特基二极管制造方法，其中，该阳极导电层、该氮化铝镓阻障层、该N型氮化镓基板与该阴极导电层形成一肖特基二极管，且该P型氮化镓层、该氮化铝镓阻障层与该N型氮化镓基板形成一 PIN 二极管，其中，该肖特基二极管与该PIN二极管并联。
8.如权利要求5所述的接面能障肖特基二极管制造方法，其中，该阳极导电层、该氮化铝镓阻障层、该N型氮化镓基板与该阴极导电层形成一肖特基二极管，且该P型氮化镓层与该N型氮化镓基板形成一 PIN 二极管，其中，该肖特基二极管与该PIN 二极管并联。
【文档编号】H01L29/45GK104347732SQ201310311338
【公开日】2015年2月11日 申请日期:2013年7月23日 优先权日:2013年7月23日
【发明者】黄宗义, 廖文毅 申请人:立锜科技股份有限公司