本實(shí)用新型涉及一種GaN基肖特基二極管結(jié)構(gòu)，屬于半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

目前絕大多數(shù)半導(dǎo)體器件都是采用硅（Si）材料制作，隨著硅工藝的發(fā)展與進(jìn)步，其器件性能在很多方面都逼近極限值。因此，要尋求更大的具有突破性的提高，只能從新型的半導(dǎo)體材料中尋找出路。半導(dǎo)體器件需要承受高電壓、大電流和高溫，這就要求其制造材料具有較寬的禁帶，較高的臨界雪崩擊穿場(chǎng)強(qiáng)和較高的熱導(dǎo)率。新型的氮化稼（GaN）基寬禁帶半導(dǎo)體材料無疑成為制作高性能電力電子器件的優(yōu)選材料之一。

GaN是目前最受關(guān)注的一種寬禁帶化合物半導(dǎo)體材料，它具有禁帶寬度大、電子漂移速度大、耐高壓、耐熱分解、耐放射性的特點(diǎn)，GaN的禁帶寬度是Si的3倍，擊穿場(chǎng)強(qiáng)是Si的10倍。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本部分的目的在于概述本實(shí)用新型的實(shí)施例的一些方面以及簡要介紹一些較佳實(shí)施例。在本部分以及本申請(qǐng)的說明書摘要和發(fā)明名稱中可能會(huì)做些簡化或省略以避免使本部分、說明書摘要和發(fā)明名稱的目的模糊，而這種簡化或省略不能用于限制本實(shí)用新型的范圍。

鑒于上述和/或現(xiàn)有半導(dǎo)體封裝中存在的采用硅材的半導(dǎo)體器件性能逼近極限值的問題，提出了本實(shí)用新型。

本實(shí)用新型的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提供一種GaN基肖特基二極管結(jié)構(gòu)，相對(duì)于硅材料的半導(dǎo)體器件具有更優(yōu)的性能。

按照本實(shí)用新型提供的技術(shù)方案，一種GaN基肖特基二極管結(jié)構(gòu)，其特征是：包括襯底、位于襯底上的GaN層、位于GaN層上的AlGaN層、陰極金屬和陽極金屬，陰極金屬同時(shí)與GaN層和AlGaN層歐姆接觸，陽極金屬設(shè)置于AlGaN層上表面，陽極金屬與AlGaN層肖特基接觸。

進(jìn)一步的，在所述襯底和GaN層之間設(shè)有緩沖層。

進(jìn)一步的，所述陽極金屬位于AlGaN層和GaN層上表面，分別與AlGaN層和GaN層接觸。

進(jìn)一步的，所述陽極金屬與AlGaN層的接觸面為階梯面。

進(jìn)一步的，在所述AlGaN層上設(shè)置通孔，通孔由AlGaN層的上表面延伸至GaN層的上表面，陽極金屬通過通孔與GaN層的上表面接觸。

進(jìn)一步的，所述襯底采用SiC或者藍(lán)寶石基板。

進(jìn)一步的，所述GaN層的厚度為50~200nm。

進(jìn)一步的，所述AlGaN層的厚度為20~50nm；所述AlGaN層采用AlGaN、AlInN或AlInGaN。

本實(shí)用新型所述GaN基肖特基二極管結(jié)構(gòu)，在襯底基板第一主面設(shè)有AlGaN層，在AlGaN層和襯底基板之間設(shè)有GaN層；在本體左側(cè)設(shè)有歐姆接觸電極（Cathode），歐姆接觸電極同時(shí)與AlGaN和GaN層形成歐姆接觸；在本體右側(cè)設(shè)有肖特基接觸電極（Anode）。如果在肖特基接觸電極（Anode）增加一定的電壓，在AlGaN層和GaN層的接觸表面會(huì)形成電子通道。

附圖說明

為了更清楚地說明本實(shí)用新型實(shí)施例的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡單的介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其它的附圖。其中：

圖1為本實(shí)用新型所述GaN基肖特基二極管結(jié)構(gòu)第一種實(shí)施例的剖視圖。

圖2為正方開陽極金屬和陰極金屬的分布俯視圖。

圖3為圓形陽極金屬和陰極金屬的分布俯視圖。

圖4為本實(shí)用新型所述GaN基肖特基二極管結(jié)構(gòu)第二種實(shí)施例的剖視圖。

圖5為本實(shí)用新型所述GaN基肖特基二極管結(jié)構(gòu)第三種實(shí)施例的剖視圖。

圖6為本實(shí)用新型所述GaN基肖特基二極管結(jié)構(gòu)第四種實(shí)施例的剖視圖。

圖7為本實(shí)用新型所述GaN基肖特基二極管結(jié)構(gòu)第五種實(shí)施例的剖視圖。

圖8～圖17為實(shí)施例2所述GaN基肖特基二極管結(jié)構(gòu)的制作過程示意圖，其中：

圖8為在襯底上生長緩沖層的示意圖。

圖9為生長得到GaN層的示意圖。

圖10為生長得到AlGaN層的示意圖。

圖11為光刻得到陰極金屬刻蝕區(qū)域的示意圖。

圖12為在陰極金屬刻蝕區(qū)域?qū)lGaN層進(jìn)行刻蝕后的示意圖。

圖13為濺射陰極金屬的示意圖。

圖14為去除多余陰極金屬和第一光刻膠的示意圖。

圖15為涂第二光刻膠經(jīng)曝光顯影得到陽極金屬窗口的示意圖。

圖16為濺射陽極金屬的示意圖。

圖17為去除多余陽極金屬和第二光刻膠的示意圖，圖17為圖2或圖3的A-A剖視圖。

圖中標(biāo)號(hào)：襯底1、GaN層2、AlGaN層3、陰極金屬4、陽極金屬5、緩沖層6、第一光刻膠7、第二光刻膠8、電子通道9。

具體實(shí)施方式

為了使本實(shí)用新型的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合具體附圖對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式作進(jìn)一步的說明。

在下面的描述中闡述了很多具體細(xì)節(jié)以便于充分理解本實(shí)用新型，但是本實(shí)用新型還可以采用其他不同于在此描述的其它方式來實(shí)施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不違背本實(shí)用新型內(nèi)涵的情況下做類似推廣，因此本實(shí)用新型不受下面公開的具體實(shí)施例的限制。

其次，本實(shí)用新型結(jié)合示意圖進(jìn)行詳細(xì)描述，在詳述本實(shí)用新型實(shí)施例時(shí)，為便于說明，表示器件結(jié)構(gòu)的剖面圖會(huì)不依一般比例作局部放大，而且所述示意圖只是示例，其在此不應(yīng)限制本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。此外，在實(shí)施制作中應(yīng)包含長度、寬度及深度的三維空間尺寸。

實(shí)施例1：

如圖1所示，本實(shí)施例所述GaN基肖特基二極管結(jié)構(gòu)，包括襯底1、位于襯底1上的GaN層2、位于GaN層2上的AlGaN層3、陰極金屬4和陽極金屬5，陰極金屬4同時(shí)與GaN層2和AlGaN層3歐姆接觸，陽極金屬5設(shè)置于AlGaN層3上表面，陽極金屬5與AlGaN層3肖特基接觸。

如圖2、圖3所示，所述陽極金屬5可以采用正方形或圓形結(jié)構(gòu)，陰極金屬4包圍環(huán)繞陽極金屬5、呈方形環(huán)或圓環(huán)。

實(shí)施例2：

如圖4所示，本實(shí)施例所述GaN基肖特基二極管結(jié)構(gòu)同實(shí)施例1，區(qū)別在于，在襯底1 和GaN層2之間設(shè)有緩沖層6，緩沖層6可以采用AlN緩沖層。

實(shí)施例3：

如圖5所示，本實(shí)施例所述GaN基肖特基二極管結(jié)構(gòu)同實(shí)施例2，區(qū)別在于，陽極金屬5位于AlGaN層3和GaN層2上表面，分別與AlGaN層3和GaN層2肖特基接觸。

實(shí)施例4：

如圖6所示，本實(shí)施例所述GaN基肖特基二極管結(jié)構(gòu)同實(shí)施例3，區(qū)別在于，陽極金屬5與AlGaN層3的接觸面為階梯面。

實(shí)施例5：

如圖7所示，本實(shí)施例所述GaN基肖特基二極管結(jié)構(gòu)同實(shí)施例3，區(qū)別在于，在AlGaN層3上設(shè)置通孔，通孔由AlGaN層3的上表面延伸至GaN層2的上表面，陽極金屬5通過通孔與GaN層2的上表面接觸。

實(shí)施例6：

本實(shí)用新型所述GaN基肖特基二極管結(jié)構(gòu)的制作方法，包括以下步驟：

（1）如圖8所示，采用SiC或者藍(lán)寶石基板作為襯底1，在襯底1上表面生長緩沖層6；

（2）如圖9所示，在緩沖層6上生長GaN層2；所述GaN層的厚度為50~200nm；

（3）如圖10所示，在GaN層2上表面生長AlGaN層3；所述AlGaN層的厚度為20~50nm；所述AlGaN層可采用AlGaN、AlInN、AlInGaN；

（4）如圖11所示，在AlGaN層3上表面涂第一光刻膠7，經(jīng)曝光、顯影得到陰極金屬的刻蝕區(qū)域；

（5）如圖12所示，采用感應(yīng)耦合等離子體刻蝕（ICP），在陰極金屬的刻蝕區(qū)域?qū)lGaN層3進(jìn)行刻蝕得到陰極窗口；

（6）如圖13所示，在陰極窗口濺射陰極金屬4；所述陰極金屬4可以采用一層或多層金屬結(jié)構(gòu)；

（7）如圖14所示，去除多余陰極金屬和第一光刻膠7，并進(jìn)行退火使陰極金屬形成歐姆接觸；

（8）如圖15所示，在器件的上表面涂第二光刻膠8，經(jīng)曝光、顯影后漏出陽極窗口；

（9）如圖16所示，將AlGaN層3的上表面按照需要處理后，在器件的表面濺射陽極金屬5；所述陽極金屬為鎳（Ni）、鉑（Pt）、鈦（Ti）或金（Au）；

（10）如圖17所示，去除多余的陽極金屬5和第二光刻膠8，并進(jìn)行退火使陽極金屬5形成肖特基接觸。

本實(shí)用新型所述GaN基肖特基二極管結(jié)構(gòu)，在襯底基板第一主面設(shè)有AlGaN層，在AlGaN層和襯底基板之間設(shè)有GaN層；在本體左側(cè)設(shè)有歐姆接觸電極（Cathode），歐姆接觸電極同時(shí)與AlGaN和GaN層形成歐姆接觸；在本體右側(cè)設(shè)有肖特基接觸電極（Anode）。如果在肖特基接觸電極（Anode）增加一定的電壓，在AlGaN層和GaN層的接觸表面會(huì)形成電子通道9。

應(yīng)說明的是，以上實(shí)施例僅用以說明本實(shí)用新型的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較佳實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本實(shí)用新型技術(shù)方案的精神和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。