肖特基势垒二极管及其制造方法_3

文档序号:8463154阅读:来源:国知局
法中的形成肖特基接触金属膜的步骤中,优选地,肖特基接触金属膜40被形成为使得肖特基接触金属膜40的一部分在绝缘膜30的一部分上延伸。在这种情况下,肖特基接触金属膜40具有:肖特基接触部分40a,其被定位为在绝缘膜30的开口下方与III族氮化物膜20的上表面接触;绝缘接触部分40b,其被定位为与作为绝缘膜30的部分的开口的外围部分的上表面接触。因此,肖特基接触金属膜40的肖特基接触部分40a的边缘上的电场集中减轻并且在肖特基接触金属膜40和绝缘膜30之间不存在间隙,因此,得到具有高击穿电压的SBD。如果肖特基接触金属膜40的一部分没有在绝缘膜的一部分上延伸,则出现在肖特基接触金属膜40的边缘上的电场集中并且在肖特基接触金属膜40和绝缘膜30之间存在间隙。因为此间隙被具有高粘附性和小逸出功的金属材料(例如,Sn合金)填充并且因为金属材料和III族氮化物膜彼此接触的部分被定位为靠近欧姆接触,所以阻碍SBD的击穿电压提高。下面,将描述具体实施例。
[0080]第六实施例
[0081 ] 参照图9,本发明的第六实施例中的制造SBD的方法是指制造第一实施例中的SBD的方法,并且包括以下步骤:在基础复合衬底10的基础III族氮化物膜13上,形成III族氮化物膜20,基础复合衬底10包括基础支撑衬底11和接合到基础支撑衬底11的一个主表面侧的基础III族氮化物膜13(图9(A));在III族氮化物膜20上形成具有开口的绝缘膜30 (图9 (B));在绝缘膜30的开口下方的III族氮化物膜20上和绝缘膜30上,形成肖特基接触金属膜40(图9(C));通过在接合金属膜60插入在导电支撑衬底50和肖特基接触金属膜40之间的情况下,将导电支撑衬底50接合到肖特基接触金属膜40上,得到接合衬底100(图9(D));从接合表面100去除基础复合衬底10(图9(E));在III族氮化物膜20上形成第一电极72并且在导电支撑衬底50上形成第二电极75(图9(F))。在形成肖特基接触金属膜40的步骤(图9(C))中,肖特基接触金属膜40被形成为使得肖特基接触金属膜40的一部分在绝缘膜30的一部分上延伸。
[0082]第六实施例中的制造SBD的方法包括上述步骤,从而使肖特基势皇二极管能够具有高击穿电压并且允许大电流流过,并且以低成本制造。
[0083]参照图9 (A),在基础复合衬底10的基础111族氮化物膜13上形成111族氮化物膜20的步骤中使用的基础复合衬底10使基础III族氮化物膜13接合到可以低成本制造的基础支撑衬底11的一个主表面侧,因此成本低。在其基础III族氮化物膜13上,可生长具有低位错密度和高结晶度的III族氮化物膜。
[0084]现在,参照图14,制备基础复合衬底10的步骤不特别受限制。然而,为了将具有低位错密度和高结晶度的基础III族氮化物膜13有效接合到基础支撑衬底11的一个主表面Ilm侧,制备基础复合衬底10的步骤优选地包括以下子步骤:在基础支撑衬底11的主表面Ilm上,形成基础接合膜12a(图14(A));在基础III族氮化物膜母衬底13D的主表面13η上形成基础接合膜12b并且形成距离基础III族氮化物膜母衬底13D的主表面13η达预定深度的离子注入区13i (图14(B));将形成在基础支撑衬底11上的基础接合膜12a和形成在基础III族氮化物膜母衬底13D上的基础接合膜12b结合在一起(图14(C));将基础III族氮化物膜母衬底13D沿着离子注入区13i分成基础III族氮化物膜13和剩余基础III族氮化物膜母衬底13E,从而形成基础复合衬底10,在基础复合衬底10中,在基础接合膜12插入基础III族氮化物膜13和基础支撑衬底11的一个主表面Ilm之间的情况下,将基础III族氮化物膜13接合到基础支撑衬底11的一个主表面Ilm上(图14(D))。
[0085]基础复合衬底10的基础支撑衬底11不特别受限制。然而,为了在基础复合衬底10的基础III族氮化物膜13上生长具有低位错密度和高结晶度的III族氮化物膜20而没有造成裂缝,优选地,基础支撑衬底11的热膨胀系数等于基础III族氮化物膜13的热膨胀系数和III族氮化物膜20的热膨胀系数,或者这些热膨胀系数之间的绝对差的值是SXlO-6K-1或更小。具体地,基础支撑衬底优选地是钼衬底、莫来石(Al2O3-S12)衬底、铱稳定氧化锆-莫来石衬底等。
[0086]在基础复合衬底10的基础III族氮化物膜13上形成III族氮化物膜20的方法不特别受限制。然而,为了外延生长具有低位错密度和高结晶度的III族氮化物膜20,该方法优选地是HVPE (混合气相外延)、MOCVD (金属有机化学气相沉积)、MBE (分子束外延)等。
[0087]参照图9 (B),在III族氮化物膜20上形成具有开口的绝缘膜30的步骤不特别受限制。然而,这个步骤优选地包括形成绝缘膜30的子步骤和在绝缘膜30中形成开口的子步骤。形成绝缘膜30的步骤不特别受限制,可应用等离子体CVD (化学气相沉积)、溅射等。在绝缘膜30中形成开口的方法不特别受限制,可应用通过用光刻等形成的抗蚀剂掩膜(未示出)蚀刻绝缘膜30的方法。
[0088]参照图9 (C),在绝缘膜30的开口下方的III族氮化物膜20上和绝缘膜30上形成肖特基接触金属膜40的步骤中,形成肖特基接触金属膜40的方法不特别受限制,可应用下面的方法等。具体地,使用光刻形成抗蚀剂掩膜(未示出)。通过EB(电子束)气相沉积、电阻加热气相沉积、溅射等在其上形成由多个层制成的金属膜,通过剥离抗蚀剂掩膜将其图案化,此后,将由多个层制成的金属膜退火,成为合金。
[0089]由此得到的肖特基接触金属膜40形成在绝缘膜30的开口下方的III族氮化物膜20上和绝缘膜30上,并且肖特基接触金属膜40的一部分在绝缘膜30的一部分上延伸。因此,在肖特基接触金属膜40上,被定位为与绝缘膜30的开口下方的III族氮化物膜20的上表面接触的肖特基接触部分40a相对于被定位为与绝缘膜30的上表面接触的绝缘接触部分40b凹进。
[0090]参见图9 (D),通过在接合金属膜60插入导电支撑衬底50和肖特基接触金属膜40之间的情况下,将导电支撑衬底50接合到肖特基接触金属膜40上得到接合衬底100的步骤不特别受限制。然而,为了有效得到接合衬底100,这个步骤优选地包括通过EB气相沉积、电阻加热气相沉积、溅射等在导电支撑衬底50上形成接合金属膜60的子步骤以及通过晶片结合器将肖特基接触金属膜40和接合金属膜60结合在一起的子步骤。此时,肖特基接触金属膜40的凹进部分被接合金属膜60填充。特别地,在绝缘膜30的开口小的情况下,肖特基接触金属膜40的凹进部分被接合金属膜60完全填充。
[0091]参照图9(E),从接合衬底100去除基础复合衬底10的步骤不特别受限制。例如,通过去除构成基础复合衬底10的基础支撑衬底11、基础接合膜12和基础III族氮化物膜13,执行这个步骤。去除基础支撑衬底11、基础接合膜12和基础III族氮化物膜13的方法根据形成它们的材料的类型而不同。例如,在基础支撑衬底11是钼衬底的情况下,通过用硝酸等进行蚀刻,去除钼衬底。在基础支撑衬底11是莫来石衬底或铱稳定氧化锆-莫来石衬底的情况下,通过用氢氟酸等进行蚀刻,去除莫来石衬底或铱稳定氧化锆-莫来石衬底。在基础接合膜12是S12膜或Si 3N4膜的情况下,通过用氢氟酸等进行蚀刻,去除S12膜或Si3N4膜。通过使用氯气作为蚀刻气体进行ICP (电感耦合等离子体)-RIE (反应离子蚀刻)等,去除基础III族氮化物膜13。
[0092]参照图9 (F),在III族氮化物膜20上形成第一电极72并且在导电支撑衬底50上形成第二电极75的步骤不特别受限制。例如,使用通过光刻形成的抗蚀剂膜(未示出),通过EB气相沉积、电阻加热气相沉积、溅射等形成由多层制成的金属膜,此后对其进行退火。以此方式,通过进行图案化,形成第一电极72,使得第一电极72位于III族氮化物膜20的主表面的部分上。形成第二电极75的方法不特别受限制。例如,通过EB气相沉积、电阻加热气相沉积、溅射等形成由多层制成的金属膜,此后进行退火。
[0093]另外,通过上述步骤得到的多膜衬底被制造成芯片,从而得到第一实施例的SBD。
[0094]第七实施例
[0095]参照图10,本发明的第七实施例中的制造SBD的方法是指制造第二实施例中的SBD的方法,并且包括以下步骤:在基础复合衬底10的基础III族氮化物膜13上,形成III族氮化物膜20,基础复合衬底10包括基础支撑衬底11和与基础支撑衬底11的一个主表面侧接合的基础III族氮化物膜13 (图10(A));在III族氮化物膜20上形成具有开口的绝缘膜30 (图10⑶);在绝缘膜30的开口下方的III族氮化物膜20上和绝缘膜30上,形成肖特基接触金属膜40(图10(C));在肖特基接触金属膜40的凹进部分上,形成嵌入金属膜80 (图10 (D));通过在接合金属膜60插入导电支撑衬底50和肖特基接触金属膜40之间的情况下,将导电支撑衬底50接合到肖特基接触金属膜40上,得到接合衬底100 (图10 (E));从接合衬底100去除基础复合衬底10 (图10(F));在III族氮化物膜20上形成第一电极72并且在导电支撑衬底50上形成第二电极75 (图10(G))。在形成肖特基接触金属膜40的步骤(图10(C))中,肖特基接触金属膜40被形成为使得肖特基接触金属膜40的一部分在绝缘膜的一部分上延伸。
[0096]S卩,相对于第六实施例中的制造SBD的方法,第七实施例中的制造SBD的方法包括:在形成肖特基接触金属膜40的步骤之后且得到接合衬底100的步骤之前,在肖特基接触金属膜40的凹进部分上形成嵌入金属膜80的步骤,并且通过在接合金属膜60插入导电支撑衬底50和肖特基接触金属膜40之间的情况下,将导电支撑衬底50接合到肖特基接触金属膜40上来执行得到接合衬底100的步骤。
[0097]第七实施例中的制造SBD的方法包括上述步骤,从而使肖特基势皇二极管能够具有高击穿电压并且允许大电流流过,并且以低成本制造,像第六实施例中的制造SBD的方法一样。
[0098]另外,关于第七实施例中的制造SBD的方法,肖特基接触金属膜40设置在具有开口的绝缘膜30上并且设置在III族氮化物膜20上,并且在肖特基接触金属膜40中,被定位为与绝缘膜30的开口下方的III族氮化物膜20的上表面接触的肖特基接触部分40a相对于被定位为与绝缘膜30的上表面接触的绝缘接触部分40b凹进。因此,如果在接合金属膜60插入肖特基接触金属膜40和导电支撑衬底50之间的情况下,将肖特基接触金属膜40和导电支撑衬底50直接接合在一起并且绝缘膜30的开口大,则可在肖特基接触金属膜40的凹进部分和接合金属膜60之间形成间隙。然后,执行在肖特基接触金属膜40的凹进部分和接合金属膜60之间设置嵌入金属膜80的步骤,使得嵌入金属膜80完全填充肖特基接触金属膜40的凹进部分和接合金属膜60之间的空间。以此方式,可防止在凹进部分和接合金属膜60之间出现任何间隙。因此,例如,就导通电阻、击穿电压和通过取决于例如III族氮化物膜20是否剥离的外观而确定的良率方面而言,可改进SBD。
[0099]在第七实施例中的制造SBD的方法中,在基础复合衬底10的基础III族氮化物膜13上,形成III族氮化物膜20 (图10 (A));在III族氮化物膜20上形成具有开口的绝缘膜30 (图10(B));在绝缘膜30的开口下方的III族氮化物膜20上和绝缘膜30上,形成肖特基接触金属膜40(图10(C))的步骤分别类似于在第六实施例中的制造SBD的方法中的在基础复合衬底10的基础III族氮化物膜13上,形成III族氮化物膜20(图9(A));在III族氮化物膜20上形成具有开口的绝缘膜30(图9(B));在绝缘膜30的开口下方的III族氮化物膜20上和绝缘膜30上,形成肖特基接触金属膜40(图9(C))的步骤。
[0100]参照图10(D),在肖特基接触金属膜40的凹进部分上形成嵌入金属膜80的步骤中,形成嵌入金属膜80的方法不特别受限制,可应用下面的方法等。具体地,通过光刻形成抗蚀剂掩膜(未示出),通过EB气相沉积、电阻加热气相沉积、溅射等在其上形成由多个层制成的金属膜,进一步剥离抗蚀剂掩膜。在肖特基接触金属膜40的凹进部分上形成嵌入金属膜80的步骤致使肖特基接触金属膜40的凹进部分减小或变平。
[0101]参见图10 (E),在通过在接合金属膜60插入导电支撑衬底50和肖特基接触金属膜40之间以及导电支撑衬底50和嵌入金属膜80之间的情况下,将导电支撑衬底50接合到肖特基接触金属膜40上和嵌入金属膜80上来得到接合衬底100的步骤中,形成嵌入金属膜80致使肖特基接触金属膜40的凹进部分减小或变平。因此,通过接合金属膜60将它们接合在一起,而不造成间隙。在接合金属膜60插入其间的情况下接合导电支撑衬底50的步骤优选地包括与在第六实施例中的制造SBD的方法中在接合金属膜60插入其间的情况下接合导电支撑衬底50的步骤的子步骤类似的子步骤。
[0102]在第七实施
当前第3页1 2 3 4 5 6 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1