本申請涉及半導(dǎo)體，具體而言，涉及一種氮化硼插層的肖特基勢壘二極管及其制備方法。

背景技術(shù)：

1、肖特基勢壘二極管，也稱為熱載流子二極管，基于金屬與半導(dǎo)體接觸形成的金屬-半導(dǎo)體結(jié)原理，是電力電子產(chǎn)品中的核心器件。該器件需具備低開啟電壓、特定導(dǎo)通電阻、低反向泄漏電流及高擊穿電壓，以降低功率損失。氮化鎵（gan）作為寬禁帶半導(dǎo)體材料，因禁帶寬度大、電子遷移率高，使得以藍寶石或碳化硅（sic）為襯底的algan/gan肖特基勢壘二極管（sbd）性能優(yōu)于其他材料體系，應(yīng)用前景廣闊。si/gan基肖特基勢壘二極管則憑借良好的性能和較低的成本，展現(xiàn)出強大的商業(yè)化潛力。然而，現(xiàn)有肖特基勢壘二極管存在擊穿電壓低、寄生效應(yīng)大等問題，導(dǎo)致高頻響應(yīng)慢、穩(wěn)定性低、功耗高，難以滿足實際應(yīng)用需求。

2、針對上述問題，目前尚未有有效的技術(shù)解決方案。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本申請的目的在于提供一種氮化硼插層的肖特基勢壘二極管及其制備方法，提高二極管的擊穿電壓并減小寄生效應(yīng)，以解決二極管高頻響應(yīng)慢、穩(wěn)定性低、功耗高的問題。

2、第一方面，本申請?zhí)峁┝艘环N氮化硼插層的肖特基勢壘二極管的制備方法，所述方法包括以下步驟：

3、s1、在襯底上依次沉積形成自下而上設(shè)置的緩沖層、n-gan層、u-gan層和h-bn層；

4、s2、刻蝕所述u-gan層和所述h-bn層形成第一凹槽；

5、s3、在所述h-bn層制作肖特基接觸金屬電極以及在第一凹槽上制作歐姆接觸金屬電極；

6、s4、基于等離子體增強化學(xué)氣相沉積形成在所述h-bn層之上的鈍化層，局部刻蝕所述鈍化層以使所述肖特基接觸金屬電極和所述歐姆接觸金屬電極外露。

7、本申請的氮化硼插層的肖特基勢壘二極管的制備方法通過插入h-bn層，以利用其高擊穿場強特性提高器件的擊穿電壓，同時通過在第一凹槽上制作歐姆接觸金屬電極，有效控制電極與半導(dǎo)體材料的接觸面積，減小寄生效應(yīng)，另外，通過形成鈍化層，進一步改善了器件的表面特性。

8、所述的氮化硼插層的肖特基勢壘二極管的制備方法，其中，所述第一凹槽槽底面積大于所述歐姆接觸金屬電極底部面積。

9、在該示例中，通過增大第一凹槽的槽底面積，可以為歐姆接觸金屬電極提供更大的接觸區(qū)域，從而降低接觸電阻，提高器件的電學(xué)性能，以改善歐姆接觸的質(zhì)量，還能減少電流集中效應(yīng)，有利于提高器件的可靠性和壽命，有利于提高制造工藝的穩(wěn)定性和良品率。

10、所述的氮化硼插層的肖特基勢壘二極管的制備方法，其中，所述鈍化層基于si3n4、sio2以及al2o3中的至少一種材料制成。

11、本申請的氮化硼插層的肖特基勢壘二極管的制備方法中的鈍化層材料選擇方案與h-bn層相結(jié)合，可以充分發(fā)揮氮化硼的優(yōu)異電學(xué)性能，同時通過鈍化層的保護作用進一步提升器件的整體性能和可靠性，還能夠有效改善器件的電學(xué)特性和長期穩(wěn)定性。

12、所述的氮化硼插層的肖特基勢壘二極管的制備方法，其中，所述歐姆接觸金屬電極的材質(zhì)為金屬鈦、金屬鋁、金屬鎳、金屬金或鉬鉑合金。

13、所述的氮化硼插層的肖特基勢壘二極管的制備方法，其中，所述肖特基接觸金屬電極的基于金屬鎳與金屬金層疊而成，或者基于金屬鎳與金屬鉑層疊而成。

14、所述的氮化硼插層的肖特基勢壘二極管的制備方法，其中，所述n-gan層采用硅摻雜，摻雜濃度為2×1018cm-3。

15、所述的氮化硼插層的肖特基勢壘二極管的制備方法，其中，所述h-bn層基于混合比例為10:1的chf3和cf4組成的混合氣體、150w?的icp源功率以及50w?的rf偏壓功率的icp干法刻蝕工藝進行刻蝕。

16、所述的氮化硼插層的肖特基勢壘二極管的制備方法，其中，所述歐姆接觸金屬電極基于電子束蒸發(fā)處理及氮氣氛圍下的退火處理制作而成。

17、所述的氮化硼插層的肖特基勢壘二極管的制備方法，其中，所述襯底為硅襯底或藍寶石襯底。

18、第二方面，本申請還提供了一種氮化硼插層的肖特基勢壘二極管，基于如第一方面提供的氮化硼插層的肖特基勢壘二極管的制備方法制作而成。

19、本申請的氮化硼插層的肖特基勢壘二極管基于第一方面提供的氮化硼插層的肖特基勢壘二極管的制備方法制作而成，其通過在二極管結(jié)構(gòu)中插入h-bn層以增強擊穿電壓，同時通過在第一凹槽上制作歐姆接觸金屬電極有效控制電極與半導(dǎo)體材料的接觸面積，減小寄生效應(yīng)，并通過設(shè)置鈍化層，進一步改善了器件的表面特性，減少了表面態(tài)對器件性能的影響，其具有較高的擊穿電壓和較低的寄生效應(yīng)，在高頻高功率應(yīng)用中表現(xiàn)出優(yōu)異的性能。

20、由上可知，本申請?zhí)峁┑囊环N氮化硼插層的肖特基勢壘二極管及其制備方法，其中，氮化硼插層的肖特基勢壘二極管的制備方法在傳統(tǒng)gan基肖特基勢壘二極管結(jié)構(gòu)中插入h-bn層，利用其高擊穿場強特性提高器件的擊穿電壓，同時，通過在h-bn層和u-gan層刻蝕形成第一凹槽，有效控制電極與半導(dǎo)體材料的接觸面積，減小寄生效應(yīng)，此外，在h-bn層和第一凹槽上分別制作肖特基接觸金屬電極和歐姆接觸金屬電極，使得肖特基接觸金屬電極與h-bn層連接、歐姆接觸金屬電極與n-gan層連接，優(yōu)化了電極性能，降低了接觸電阻，最后，通過等離子體增強化學(xué)氣相沉積形成鈍化層，進一步改善了器件的表面特性，減少了表面態(tài)對器件性能的影響，該方法制得的氮化硼插層的肖特基勢壘二極管具有較高的擊穿電壓和較低的寄生效應(yīng)，在高頻高功率應(yīng)用中表現(xiàn)出優(yōu)異的性能。

技術(shù)特征：

1.一種氮化硼插層的肖特基勢壘二極管的制備方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氮化硼插層的肖特基勢壘二極管的制備方法，其特征在于，所述第一凹槽槽底面積大于所述歐姆接觸金屬電極底部面積。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氮化硼插層的肖特基勢壘二極管的制備方法，其特征在于，所述鈍化層基于si3n4、sio2以及al2o3中的至少一種材料制成。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氮化硼插層的肖特基勢壘二極管的制備方法，其特征在于，所述歐姆接觸金屬電極的材質(zhì)為金屬鈦、金屬鋁、金屬鎳、金屬金或鉬鉑合金。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氮化硼插層的肖特基勢壘二極管的制備方法，其特征在于，所述肖特基接觸金屬電極的基于金屬鎳與金屬金層疊而成，或者基于金屬鎳與金屬鉑層疊而成。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氮化硼插層的肖特基勢壘二極管的制備方法，其特征在于，所述n-gan層采用硅摻雜，摻雜濃度為2×1018cm-3。

7.?根據(jù)權(quán)利要求1所述的氮化硼插層的肖特基勢壘二極管的制備方法，其特征在于，所述h-bn層基于混合比例為10:1的chf3和cf4組成的混合氣體、150w?的icp源功率以及50w的rf偏壓功率的icp干法刻蝕工藝進行刻蝕。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氮化硼插層的肖特基勢壘二極管的制備方法，其特征在于，所述歐姆接觸金屬電極基于電子束蒸發(fā)處理及氮氣氛圍下的退火處理制作而成。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氮化硼插層的肖特基勢壘二極管的制備方法，其特征在于，所述襯底為硅襯底或藍寶石襯底。

10.一種氮化硼插層的肖特基勢壘二極管，其特征在于，基于如權(quán)利要求1-9任一項所述的氮化硼插層的肖特基勢壘二極管的制備方法制作而成。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域，具體公開了一種氮化硼插層的肖特基勢壘二極管及其制備方法，其中，方法包括步驟：在襯底上依次沉積形成自下而上設(shè)置的緩沖層、n?GaN層、u?GaN層和h?BN層；刻蝕u?GaN層和h?BN層形成第一凹槽；制作肖特基接觸金屬電極和歐姆接觸金屬電極；形成鈍化層，局部刻蝕鈍化層以使肖特基接觸金屬電極和歐姆接觸金屬電極外露；本申請的氮化硼插層的肖特基勢壘二極管的制備方法通過插入h?BN層，以利用其高擊穿場強特性提高器件的擊穿電壓，同時通過在第一凹槽上制作歐姆接觸金屬電極，有效控制電極與半導(dǎo)體材料的接觸面積，減小寄生效應(yīng)，另外，通過形成鈍化層，進一步改善了器件的表面特性。

技術(shù)研發(fā)人員：李國強,翟紅斌
受保護的技術(shù)使用者：河源市眾拓光電科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/15