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该专利2022年7月8日(登记生效日)转让给宁波铼微半导体有限公司,2023年7月27日(登记生效日)转回西安电子科技大学。
【 中文摘要 】本发明属于微电子技术领域,公开了一种氮化镓肖特基势垒二极管及其制造方法。包括衬底和衬底上方的氮化镓外延层,氮化镓外延层上设置有欧姆电极和肖特基电极,肖特基电极的材料为氮化镍,欧姆电极的材料为钛、铝、镍和金,欧姆电极面积和肖特基电极面积的比值为q,欧姆电极和肖特基电极的上表面覆盖有PAD层,PAD层材料为镍和金。制备方法中制备氮化镍肖特基电极的方法为:在肖特基电极区域沉积镍金属,然后在氨气氛围中进行氨化,氨化的反应温度为100‑780℃,反应时间为1‑10小时,流量范围为5‑100sccm,压强范围为1‑1000mTorr。本发明的二极管反向泄漏电流更小,实验成本更低,具有较广的适用范围。
【 英文摘要 】The invention belongs to the technical field of microelectronics, and discloses a gallium nitride Schottky barrier diode and a manufacturing method thereof. The invention comprises a substrate and a GaN epitaxial layer above the substrate, wherein an ohmic electrode and a Schottky electrode are arranged on a gallium nitride epitaxial layer, the Schottky electrode is made of nickel nitride, the ohmic electrode is made of titanium, aluminum, nickel and gold, the ratio of the area of the ohmic electrode to the area of the Schottky electrode is q, the upper surface of the ohmic electrode and the upper surface of the Schottky electrode are covered with a PAD layer, and the PAD layer is made of nickel and gold. The method comprises the steps that nickel metal is deposited in a Schottky electrodearea, then ammonification is carried out in an ammonia atmosphere, the reaction temperature of ammonification is 100-780 DEG C, the reaction time is 1-10 hours, the flow range is 5-100 sccm, and thepressure range is 1-1000 mTorr. A diode provided by the invention is smaller in reverse leakage current, lower in experiment cost and wider in application range.
主分类号 |
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IPC分类号 | |
CPC分类号 | H01L21/28581; H01L29/475; H01L29/66212; H01L29/872; |
国民经济行业分类 | 制造业 |
国民经济行业(主) | 制造业 |
新兴产业分类 | 电子核心产业 |
新兴产业(主) | 电子核心产业 |
知识密集型分类 | 信息通信技术制造业新装备制造业新材料制造业 |
学科分类 | 工程物理科学 |
清洁能源产业 | 风能产业太阳能产业水力发电产业智能电网产业 |
数字经济核心产业 | 数字产品制造业数字技术应用业数字要素驱动业 |
2019-12-13
申请日
CN201911279219.9(当前专利)
申请号
2020-03-27
首次公开日
CN110931570A
首次公开号
2021-05-18
授权公告日
CN110931570B(当前专利)
授权公告号
2039-12-13
预估到期日
计算因素
代理机构 | 西安恒泰知识产权代理事务所 61216 |
代理人 | 王芳 |
申请语言 | 汉语 |
审查员 | 廖碧艳 |
1.一种氮化镓肖特基势垒二极管的制造方法,包括如下步骤:
步骤1:在衬底上生长氮化镓外延层;
步骤2:在氮化镓外延层上划分欧姆电极区域和肖特基电极区域;
步骤3:在氮化镓外延层上的欧姆区域依次沉积钛层、铝层、镍层和金层后,在氮气氛围中进行热退火处理,在氮化镓外延层上生成欧姆电极;
步骤4:在氮化镓外延层上的肖特基电极区域生成氮化镍肖特基电极;
其特征在于,还包括步骤5:在欧姆电极上和肖特基电极上均依次沉积镍层和金层,得到氮化镓肖特基势垒二极管;
所述欧姆电极区域面积和肖特基电极区域面积的比值为q,所述氮化镍肖特基电极的生成方法是,在氮化镓外延层上的肖特基电极区域沉积镍金属,然后在氨气氛围中进行氨化,所述氨化的反应温度为100‑780℃,反应时间为1‑10小时,流量范围为5‑100sccm,压强范围为1‑1000mTorr。
2.如权利要求1所述的氮化镓肖特基势垒二极管的制造方法,其特征在于,步骤1生长氮化镓外延层时,首先生长n+‑GaN外延层,然后在n+‑GaN外延层上生长n‑‑GaN外延层。
3.如权利要求2所述的氮化镓肖特基势垒二极管的制造方法,其特征在于,所述n‑‑GaN外延层的掺杂浓度为1*1016cm‑3‑1*1018cm‑3,所述n+‑GaN外延层的掺杂浓度为1*1018cm‑3‑1*1020cm‑3。
4.如权利要求1所述的氮化镓肖特基势垒二极管的制造方法,其特征在于,
5.如权利要求1所述的氮化镓肖特基势垒二极管的制造方法,其特征在于,步骤3中沉积金属的方法为磁控溅射法或电子束蒸发法,步骤4和步骤5中沉积金属的方法为磁控溅射法。
6.如权利要求1所述的氮化镓肖特基势垒二极管的制造方法,其特征在于,步骤3包括如下子步骤:
步骤3.1:在步骤2得到的氮化镓外延层上依次沉积钛层、铝层、镍层和金层;
步骤3.2:剥离欧姆电极区域之外形成的金属,得到欧姆区域依次沉积的金属层;
步骤3.3:在氮气氛围中进行热退火处理,在氮化镓外延层上生成欧姆电极。
7.采用如权利要求1所述的氮化镓肖特基势垒二极管的制造方法得到的氮化镓肖特基势垒二极管,其特征在于,包括衬底和衬底上方的氮化镓外延层,所述氮化镓外延层上设置有欧姆电极和肖特基电极,所述肖特基电极的材料为氮化镍,所述欧姆电极的材料为钛、铝、镍和金,所述欧姆电极面积和肖特基电极面积的比值为q,所述欧姆电极和肖特基电极的上表面覆盖有PAD层,所述PAD层材料为镍和金。
8.如权利要求7所述的氮化镓肖特基势垒二极管,其特征在于,所述肖特基电极的厚度为1‑50nm。
9.如权利要求7所述的氮化镓肖特基势垒二极管,其特征在于,所述PAD层厚度为50‑250nm。
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