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，这不仅降低了二极管器件的性能和成品率，还提高了二极管器件的生产成本。

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，能够实现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，从而解决外延氧化镓层导致的二极管器件性能差、成品率低和生产成本高的问题。

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目标n+型氧化镓衬底进行氧化处理，得到形成在所述目标n+型氧化镓衬底上表面的第一n-型氧化镓漂移层，以及在所述目标n+型氧化镓衬底下表面的第二n-型氧化镓漂移层；

4、在所述第一n-型氧化镓漂移层的上表面和所述第二n-型氧化镓漂移层的下表面制备阳极电极；

5、对所述目标n+型氧化镓衬底进行裁切，得到第一n+型氧化镓衬底和第二n+型氧化镓衬底；其中，所述第一n+型氧化镓衬底的上表面为所述第一n-型氧化镓漂移层，所述第二n+型氧化镓衬底的下表面为所述第二n-型氧化镓漂移层；

6、在所述第一n+型氧化镓衬底的下表面和所述第二n+型氧化镓衬底的上表面制备阴极电极，得到两个所述肖特基二极管。

7、在一种可能的实现方式中，所述阴极电极与所述第一n+型氧化镓衬底、所述第二n+型氧化镓衬底的接触为欧姆接触；

8、所述阳极电极与所述第一n-型氧化镓漂移层、所述第二n-型氧化镓漂移层的接触为肖特基接触。

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

10、根据预先设置的退火处理温度和退火处理时间，将所述目标n+型氧化镓衬底放置在氧气环境下进行退火处理。

11、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；所述退火处理时间为大于第一预设时长的任一时间取值。

12、在一种可能的实现方式中，所述对所述目标n+型氧化镓衬底进行裁切，包括：

13、采用激光切割工艺或线切割工艺对所述目标n+型氧化镓衬底进行裁切。

14、在一种可能的实现方式中，所述对所述目标n+型氧化镓衬底进行裁切，包括：

15、采用高能离子注入工艺对所述目标n+型氧化镓衬底进行裁切。

16、在一种可能的实现方式中，所述在所述第一n-型氧化镓漂移层的上表面和所述第二n-型氧化镓漂移层的下表面制备阳极电极，包括：

17、采用电子束蒸发方法在所述第一n-型氧化镓漂移层的上表面和所述第二n-型氧化镓漂移层的下表面制备阳极电极。

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得到形成在目标n+型氧化镓衬底上表面的第一n-型氧化镓漂移层，以及在目标n+型氧化镓衬底下表面的第二n-型氧化镓漂移层；之后在第一n-型氧化镓漂移层的上表面和第二n-型氧化镓漂移层的下表面制备阳极电极；然后对目标n+型氧化镓衬底进行裁切，得到第一n+型氧化镓衬底和第二n+型氧化镓衬底；其中，第一n+型氧化镓衬底的上表面为第一n-型氧化镓漂移层，第二n+型氧化镓衬底的下表面为第二n-型氧化镓漂移层；最后在第一n+型氧化镓衬底的下表面和第二n+型氧化镓衬底的上表面制备阴极电极，得到两个肖特基二极管。

22、由于本发明是直接在n+型氧化镓衬底上得到的第一n-型氧化镓漂移层和第二n-型氧化镓漂移层，之后对n+型氧化镓衬底进行裁切，将n+型氧化镓衬底一分为二，得到两个肖特基二极管，所以本发明不仅无需在衬底上外延氧化镓材料得到氧化镓漂移层，解决了因外延氧化镓层而带来的外延缺陷和厚度均匀性和掺杂浓度均匀性难以控制的问题，还可以完全利用n+型氧化镓衬底从而提高生产量。因此，本发明不仅提高了二极管器件的性能和成品率，还降低了二极管器件的生产成本。

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第一n+型氧化镓衬底、所述第二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目标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，所述退火处理温度处于500℃至2200℃之间；

5.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，所述对所述目标n+型氧化镓衬底进行裁切，包括：

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，所述对所述目标n+型氧化镓衬底进行裁切，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，所述在所述第一n-型氧化镓漂移层的上表面和所述第二n-型氧化镓漂移层的下表面制备阳极电极，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和肖特基二极管。该方法包括：利用高温热氧化工艺对目标N<supgt;+</supgt;型氧化镓衬底进行氧化处理，得到形成在目标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，以及在目标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；在第一N<supgt;‑</supgt;型氧化镓漂移层的上表面和第二N<supgt;‑</supgt;型氧化镓漂移层的下表面制备阳极电极；对目标N<supgt;+</supgt;型氧化镓衬底进行裁切，得到第一N<supgt;+</supgt;型氧化镓衬底和第二N<supgt;+</supgt;型氧化镓衬底；在第一N<supgt;+</supgt;型氧化镓衬底的下表面和第二N<supgt;+</supgt;型氧化镓衬底的上表面制备阴极电极，得到两个肖特基二极管。本发明能够有效解决外延氧化镓层导致的二极管器件性能差、成品率低和生产成本高等问题。

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