肖特基二极管制备方法及肖特基二极管与流程

本发明涉及二极管制备，尤其涉及一种肖特基二极管制备方法及肖特基二极管。

背景技术：

1、半导体材料在现代信息工业化社会中发挥着不可替代的作用，是现代半导体工业及微电子工业的基石。随着各种先进技术的不断发展，第三代半导体材料，如氮化镓和碳化硅，已经无法满足半导体二极管日益增长的需求。

2、近年人们提出了第四代半导体材料，一种在大气条件下稳定存在的新型金属氧化物半导体——氧化镓，相较于第三代半导体材料，氧化镓具有更大禁带宽度、更大的巴利加优值和更高的击穿场强等优异特性。因此，氧化镓材料被广泛应用在二极管的制备过程中。

3、然而，使用氧化镓制备二极管的技术方案都需要先在衬底上外延氧化镓层，但外延氧化镓层不仅难以有效控制厚度均匀性和掺杂浓度均匀性，还很有可能产生沉淀、位错环或刃位错等外延缺陷，这极大地降低了二极管器件的性能和成品率。

技术实现思路

1、本发明实施例提供了一种肖特基二极管制备方法及肖特基二极管，实现了在无需氧化镓外延工艺的前提下，仅采用n+型氧化镓单晶衬底制备肖特基二极管，以解决现有技术中使用外延氧化镓层会降低二极管器件性能和成品率的问题。

2、第一方面，本发明实施例提供了一种肖特基二极管制备方法，包括：

3、利用高温热氧化工艺对n+型氧化镓衬底进行氧化处理，得到形成在所述n+型氧化镓衬底上表面的第一n-型氧化镓漂移层，以及在所述n+型氧化镓衬底下表面的第二n-型氧化镓漂移层；

4、去除所述第二n-型氧化镓漂移层；

5、在去除了所述第二n-型氧化镓漂移层的所述n+型氧化镓衬底的下表面制备阴极电极，在所述第一n-型氧化镓漂移层的上表面制备阳极电极，得到所述肖特基二极管。

6、在一种可能的实现方式中，所述阴极电极与所述n+型氧化镓衬底的接触为欧姆接触；

7、所述阳极电极与所述第一n-型氧化镓漂移层的接触为肖特基接触。

8、在一种可能的实现方式中，所述利用高温热氧化工艺对n+型氧化镓衬底进行氧化处理，包括：

9、将所述n+型氧化镓衬底放置在氧气氛围下进行退火处理。

10、在一种可能的实现方式中，所述将所述n+型氧化镓衬底放置在氧气氛围下进行退火处理，包括：

11、根据预先设置的退火处理温度和退火处理时间，将所述n+型氧化镓衬底放置在氧气氛围下进行退火处理。

12、在一种可能的实现方式中，所述退火处理温度处于500℃至2200℃之间；

13、所述退火处理时间为大于或等于第一预设时长的任一时间取值。

14、在一种可能的实现方式中，所述去除所述第二n-型氧化镓漂移层，包括：

15、采用干法刻蚀工艺、湿法腐蚀工艺、物理抛光工艺或者化学抛光等工艺去除第二n-型氧化镓漂移层。

16、在一种可能的实现方式中，所述在去除了所述第二n-型氧化镓漂移层的所述n+型氧化镓衬底的下表面制备阴极电极，包括：

17、采用电子束蒸发方法在去除了所述第二n-型氧化镓漂移层的所述n+型氧化镓衬底的下表面制备阴极电极。

18、在一种可能的实现方式中，所述阳极电极为镍金复合电极或铂金复合电极。

19、在一种可能的实现方式中，所述阴极电极为钛金复合电极或钛铝铂金复合电极。

20、第二方面，本发明实施例提供了一种肖特基二极管，所述肖特基二极管由第一方面中任一项所述的肖特基二极管制备方法制备得到。

21、本发明实施例提供一种肖特基二极管制备方法及肖特基二极管，其首先利用高温热氧化工艺对n+型氧化镓衬底进行氧化处理，在n+型氧化镓衬底的上表面和下表面形成n-型氧化镓漂移层，然后去除n+型氧化镓衬底下表面的第二n-型氧化镓漂移层，最后在n+型氧化镓衬底的下表面制备阴极电极，在第一n-型氧化镓漂移层的上表面制备阳极电极，完成肖特基二极管的制备。

22、由于本发明是直接在n+型氧化镓衬底上得到的n-型氧化镓漂移层，因此，本发明无需在衬底上外延氧化镓材料去得到氧化镓漂移层，解决了因外延氧化镓层而带来的外延缺陷以及厚度和掺杂浓度均匀性难以控制的问题，不仅提高了二极管器件的性能和成品率，还可以在生产过程中节省了生产成本。

技术特征：

1.一种肖特基二极管制备方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的肖特基二极管制备方法，其特征在于，所述阴极电极与所述n+型氧化镓衬底的接触为欧姆接触；

3.根据权利要求1所述的肖特基二极管制备方法，其特征在于，所述利用高温热氧化工艺对n+型氧化镓衬底进行氧化处理，包括：

4.根据权利要求3所述的肖特基二极管制备方法，其特征在于，所述将所述n+型氧化镓衬底放置在氧气氛围下进行退火处理，包括：

5.根据权利要求3所述的肖特基二极管制备方法，其特征在于，所述退火处理温度处于500℃至2200℃之间；

6.根据权利要求1所述的肖特基二极管制备方法，其特征在于，所述去除所述第二n-型氧化镓漂移层，包括：

7.根据权利要求1所述的肖特基二极管制备方法，其特征在于，所述在去除了所述第二n-型氧化镓漂移层的所述n+型氧化镓衬底的下表面制备阴极电极，包括：

8.根据权利要求1所述的肖特基二极管制备方法，其特征在于，所述阳极电极为镍金复合电极或铂金复合电极。

9.根据权利要求1所述的肖特基二极管制备方法，其特征在于，所述阴极电极为钛金复合电极或钛铝铂金复合电极。

10.一种肖特基二极管，其特征在于，所述肖特基二极管由权利要求1-9中任一项所述的肖特基二极管制备方法制备得到。

技术总结
本发明提供一种肖特基二极管制备方法及肖特基二极管。该方法包括：利用高温热氧化工艺对N<supgt;+</supgt;型氧化镓衬底进行氧化处理，得到形成在N<supgt;+</supgt;型氧化镓衬底上表面的第一N<supgt;‑</supgt;型氧化镓漂移层，以及在N<supgt;+</supgt;型氧化镓衬底下表面的第二N<supgt;‑</supgt;型氧化镓漂移层；去除第二N<supgt;‑</supgt;型氧化镓漂移层；在去除了第二N<supgt;‑</supgt;型氧化镓漂移层的N<supgt;+</supgt;型氧化镓衬底的下表面制备阴极电极，在第一N<supgt;‑</supgt;型氧化镓漂移层的上表面制备阳极电极，得到肖特基二极管。本发明能够在无需氧化镓外延工艺的前提下，仅采用N<supgt;+</supgt;型氧化镓单晶衬底制备肖特基二极管，进而解决外延氧化镓层会降低二极管器件性能和成品率的问题。

技术研发人员：吕元杰,王元刚,刘宏宇,秦哲,李保弟,孙保瑞,周国,卜爱民,冯志红
受保护的技术使用者：中国电子科技集团公司第十三研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12