肖特基势垒二极管及其制造方法_2

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的绝缘膜30的高绝缘度,绝缘膜30优选地是S12膜、Si 3Ν4膜等。
[0048]肖特基接触金属膜40不特别受限制,只要它与III族氮化物膜20形成肖特基接触。然而,为了使形成金属膜的金属的逸出功和形成III族氮化物膜的III族氮化物的费米能级之间的适当差,肖特基接触金属膜40优选地是Ni/Au膜、Ti/Au膜、Pt/Au膜等。
[0049]接合金属膜60不特别受限制。然而,为了实现与肖特基接触金属膜40以及本文中随后将描述的嵌入的金属膜和防扩散金属膜的高连接能力,接合金属膜60优选地包括Au-Sn合金层。另外,为了防止Sn从Au-Sn合金层扩散到导电支撑衬底50中,接合金属膜60优选地在接合金属膜60的Au-Sn合金层和导电支撑衬底50之间包括从导电支撑衬底50侧起依次布置的三层,S卩,Ni层、Pt层和Au层。
[0050]导电支撑衬底50不特别受限制。然而,为了具有高导电率,导电支撑衬底50优选地是硅(Si)衬底、锗(Ge)衬底、碳化硅(SiC)衬底等,进一步优选地是除了高导电率之外还具有高导热性的铜(Cu)衬底、钼(Mo)衬底、钨(W)衬底、铜-钨(Cu-W)合金衬底等。
[0051]在第一实施例的SBD中,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中,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。然而,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的凹进部分完全被接合金属膜60填充。
[0052]第二实施例
[0053]参照图2,本发明的第二实施例中的SBD包括在从第一主表面侧到第二主表面侧的方向上依次布置的第一电极72、111族氮化物膜20、具有开口的绝缘膜30、肖特基接触金属膜40、嵌入金属膜80、接合金属膜60、导电支撑衬底50和第二电极75。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。即,相对于第一实施例的SBD,第二实施例的SBD另外包括设置在接合金属膜60和肖特基接触金属膜40的凹进部分之间的嵌入金属膜80,其中,凹进部分是因绝缘膜30存在开口而形成的。
[0054]像第一实施例的SBD —样,第二实施例的SBD可具有高击穿电压并且允许大电流流过。第二实施例的SBD中的第一电极72、III族氮化物膜20、具有开口的绝缘膜30、肖特基接触金属膜40、接合金属膜60、导电支撑衬底50和第二电极75分别与第一实施例的SBD中的第一电极72、III族氮化物膜20、具有开口的绝缘膜30、肖特基接触金属膜40、接合金属膜60、导电支撑衬底50和第二电极75类似。
[0055]在第二实施例的SBD中,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中,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,如果绝缘膜30的开口大,则在肖特基接触金属膜40的凹进部分和接合金属膜60之间存在间隙。然后,嵌入金属膜80设置在肖特基接触金属膜40的凹进部分和接合金属膜60之间,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。
[0056]嵌入金属膜80不特别受限制。然而,为了具有接近肖特基接触金属膜40的逸出功,嵌入金属膜80优选地具有从肖特基接触金属膜40侧起依次的Ni层和Au层制成的双层结构。
[0057]第三实施例
[0058]参照图3,本发明的第三实施例中的SBD包括在从第一主表面侧到第二主表面侧的方向上依次布置的第一电极72、III族氮化物膜20、具有开口的绝缘膜30、肖特基接触金属膜40、嵌入金属膜80、防扩散金属膜90、接合金属膜60、导电支撑衬底50和第二电极75。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。即,相对于第二实施例的SBD,第三实施例的SBD另外包括设置在肖特基接触金属膜40和接合金属膜60之间以及嵌入金属膜80和接合金属膜60之间的防扩散金属膜90。
[0059]像第一实施例的SBD —样,第三实施例的SBD可具有高击穿电压并且允许大电流流过。另外,像第二实施例的SBD —样,第三实施例的SBD可具有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之间的空间从而防止其间有任何间隙的嵌入金属膜80。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。
[0060]第三实施例的SBD中的第一电极72、III族氮化物膜20、具有开口的绝缘膜30、肖特基接触金属膜40、接合金属膜60、导电支撑衬底50和第二电极75分别与第一实施例的SBD中的第一电极72、III族氮化物膜20、具有开口的绝缘膜30、肖特基接触金属膜40、接合金属膜60、导电支撑衬底50和第二电极75类似。第三实施例的SBD中的嵌入金属膜80与第二实施例的SBD中的嵌入金属膜80类似。
[0061 ] 在第三实施例的SBD中,防扩散金属膜90设置在肖特基接触金属膜40和接合金属膜60之间以及嵌入金属膜80和接合金属膜60之间,因此,可防止接合金属膜60中的金属原子扩散到肖特基接触金属膜40中和嵌入金属膜80中。因此,就正向阈值电压、导通电阻、击穿电压等方面而言,改进SBD。
[0062]防扩散金属膜90不特别受限制。在接合金属膜60中包括Au-Sn合金层的情况下,防扩散金属膜90优选地包括从肖特基接触金属膜40侧和嵌入金属膜80侧依次定位的三层,即,Ni层、Pt层和Au层,以防止Sn从Au-Sn合金层扩散。
[0063]第四实施例
[0064]参照图4,本发明的第四实施例中的SBD包括在从第一主表面侧到第二主表面侧的方向上依次布置的第一电极72、111族氮化物膜20、具有开口的绝缘膜30、肖特基接触金属膜40、防扩散金属膜90、接合金属膜60、导电支撑衬底50和第二电极75。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。即,相对于第一实施例的SBD,第四实施例的SBD另外包括设置在肖特基接触金属膜40和接合金属膜60之间的防扩散金属膜90。
[0065]像第一实施例的SBD —样,第四实施例的SBD可具有高击穿电压并且允许大电流流过。第四实施例的SBD中的第一电极72、III族氮化物膜20、具有开口的绝缘膜30、肖特基接触金属膜40、接合金属膜60、导电支撑衬底50和第二电极75分别与第一实施例的SBD中的第一电极72、III族氮化物膜20、具有开口的绝缘膜30、肖特基接触金属膜40、接合金属膜60、导电支撑衬底50和第二电极75类似。
[0066]在第四实施例的SBD中,防扩散金属膜90设置在肖特基接触金属膜40和接合金属膜60之间,因此,可防止接合金属膜60中的金属原子扩散到肖特基接触金属膜40中。因此,就正向阈值电压、导通电阻、击穿电压等方面而言,改进SBD。
[0067]第四实施例的SBD中的防扩散金属膜90与第三实施例的SBD中的防扩散金属膜90类似。
[0068]在第四实施例的SBD中,具有开口的绝缘膜30设置在111族氮化物膜20上,肖特基接触金属膜40设置在具有开口的绝缘膜30上,防扩散金属膜90设置在肖特基接触金属膜40上。另外,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中,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。在防扩散金属膜90中,形成在肖特基接触金属膜40的凹进部分上的部分相对于在除了肖特基接触金属膜40的凹进部分外的部分上形成的部分凹进。然而,防扩散金属膜90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,防扩散金属膜90的凹进部分完全被接合金属膜60填充。
[0069]第五实施例
[0070]参照图5,本发明的第五实施例中的SBD包括在从第一主表面侧到第二主表面侧的方向上依次布置的第一电极72、III族氮化物膜20、具有开口的绝缘膜30、肖特基接触金属膜40、防扩散金属膜90、嵌入金属膜80、接合金属膜60、导电支撑衬底50和第二电极75。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。即,相对于第四实施例的SBD,第五实施例的SBD另外包括设置在防扩散金属膜90的凹进部分和接合金属膜60之间的嵌入金属膜80,其中,凹进部分因存储绝缘膜30的开口而形成。
[0071]像第四实施例的SBD —样,第五实施例的SBD可具有高击穿电压并且允许大电流流过。另外,可防止接合金属膜60中的金属原子扩散到肖特基接触金属膜40中。因此,就正向阈值电压、导通电阻、击穿电压等方面而言,改进SBD。
[0072]第五实施例的SBD中的第一电极72、III族氮化物膜20、具有开口的绝缘膜30、肖特基接触金属膜40、接合金属膜60、导电支撑衬底50和第二电极75分别与第一实施例的SBD中的第一电极72、III族氮化物膜20、具有开口的绝缘膜30、肖特基接触金属膜40、接合金属膜60、导电支撑衬底50和第二电极75类似。第五实施例的SBD中的防扩散金属膜90也与第四实施例的SBD中的防扩散金属膜90类似。
[0073]在第五实施例的SBD中,具有开口的绝缘膜30设置在III族氮化物膜20上,肖特基接触金属膜40设置在具有开口的绝缘膜30上,防扩散金属膜90设置在肖特基接触金属膜40上,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中,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。在防扩散金属膜90中,形成在肖特基接触金属膜40的凹进部分上的部分相对于在除了肖特基接触金属膜40的凹进部分外的部分上形成的部分凹进。因此,如果绝缘膜30的开口大,则在防扩散金属膜90和接合金属膜60之间会存在间隙。然后,嵌入金属膜80设置在防扩散金属膜90的凹进部分和接合金属膜60之间,使得嵌入金属膜80完全填充防扩散金属膜90的凹进部分和接合金属膜60之间的空间。以此方式,可防止在其间出现任何间隙。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。
[0074]第五实施例的SBD中的嵌入金属膜80与第二实施例的SBD中的嵌入金属膜80类似。
[0075]参照图1至图8,为了促进在将第一实施例至第五实施例的上述SBD均制造成芯片的过程中进行对准,优选地,第一电极72被图案化,使得第一电极72位于III族氮化物膜20的主表面的一部分上。如果第一电极72形成在III族氮化物膜20的整个表面上,肖特基接触金属膜40的布置是不可见的,这样使得在将二极管制造成芯片的过程中难以进行对准。
[0076][制造肖特基势皇二极管的方法]
[0077]参照图9至图13,本发明的另一个实施例中的制造SBD(肖特基势皇二极管)的方法包括以下步骤: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1(图9至图13中的(A));在III族氮化物膜20上形成具有开口的绝缘膜30(图9至图13中的(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至图13中的(C));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9 (D)、图10 (E)、图11 (F)、图12 (E)和图13 (F));从接合表面100去除基础复合衬底10(图9(E)、图10(F)、图11(G)、图12(F)和图13(G));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)、图 10(G)、图 11 (H)、图 12(G)和图 13(H))。
[0078]本实施例中的制造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。
[0079]除了图9至图13之外,参照图6至图8,在本实施例中制造SBD的方
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