本發(fā)明涉及半導(dǎo)體，特別是涉及一種氧化鎵肖特基二極管、其制備方法及電子設(shè)備。

背景技術(shù)：

1、肖特基二極管(schottky?barrier?diodes，簡(jiǎn)稱(chēng)：sbd)是電路中的常用元器件。肖特基二極管通常也可以稱(chēng)為肖特基勢(shì)壘二極管，肖特基二極管中通常包括金屬與半導(dǎo)體，金屬與半導(dǎo)體之間的界面能夠形成勢(shì)壘，因而肖特基二極管具有整流作用。肖特基二極管在放大器、邏輯門(mén)、光探測(cè)和太陽(yáng)電池等領(lǐng)域都具有廣泛的應(yīng)用。高性能的肖特基二極管還可以用于大陣列電阻式隨機(jī)存取存儲(chǔ)器和相變存儲(chǔ)器以降低寄生電流。

2、氧化鎵(ga2o3)是一種金屬氧化物半導(dǎo)體，其帶隙較寬，能夠達(dá)到4.5ev～4.9ev，并且其擊穿強(qiáng)度也較高，能夠達(dá)到6mv/cm～8mv/cm。目前的氧化鎵肖特基二極管器件的制備成本有待于進(jìn)一步降低，性能也有待于進(jìn)一步提升。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、有鑒于此，本發(fā)明的首要目的在于，提供一種氧化鎵肖特基二極管，該氧化鎵肖特基二極管在采用非單晶氧化鎵材料的情況下即具有明顯較高的開(kāi)關(guān)比。

2、根據(jù)本公開(kāi)的一些實(shí)施例，提供了一種氧化鎵肖特基二極管，其包括：半導(dǎo)體層、肖特基電極和歐姆電極，所述半導(dǎo)體層包括氧化鎵薄膜，所述氧化鎵薄膜中的氧化鎵材料為非晶氧化鎵和/或多晶氧化鎵，所述肖特基電極與所述氧化鎵薄膜之間形成肖特基接觸，所述歐姆電極與所述氧化鎵薄膜之間形成歐姆接觸，所述氧化鎵肖特基二極管的開(kāi)關(guān)比在108以上。

3、在本公開(kāi)的一些實(shí)施例中，所述半導(dǎo)體層的厚度為40nm～200nm。

4、在本公開(kāi)的一些實(shí)施例中，所述歐姆電極包括吸氧導(dǎo)電材料，所述吸氧導(dǎo)電材料直接接觸于所述半導(dǎo)體層中的所述氧化鎵，所述吸氧導(dǎo)電材料包括能夠與所述氧化鎵中的氧原子結(jié)合的導(dǎo)電材料。

5、在本公開(kāi)的一些實(shí)施例中，所述吸氧導(dǎo)電材料包括氧化銦錫和鈦中的一種或多種。

6、在本公開(kāi)的一些實(shí)施例中，還包括襯底，所述襯底為柔性襯底，所述半導(dǎo)體層、所述肖特基電極和所述歐姆電極均設(shè)置于所述襯底上。

7、進(jìn)一步地，本公開(kāi)還提供了一種如上述任一實(shí)施例所述的氧化鎵肖特基二極管的制備方法，其包括如下步驟：

8、提供襯底，以及，在所述襯底上制備所述肖特基電極、所述半導(dǎo)體層和所述歐姆電極；

9、其中，制備所述半導(dǎo)體層的步驟包括：通過(guò)濺射的方式沉積所述氧化鎵薄膜，在濺射過(guò)程中濺射腔室內(nèi)的環(huán)境氣體包括氧氣，控制所述氧氣在所述環(huán)境氣體中的體積占比為1/20～1/5，控制所述氧化鎵薄膜的厚度為40nm～200nm。

10、在本公開(kāi)的一些實(shí)施例中，制備所述肖特基電極的步驟在制備所述半導(dǎo)體層的步驟之前進(jìn)行，制備所述肖特基電極的步驟包括：

11、在所述襯底上沉積所述第一電極材料層，

12、在所述第一電極材料層上制備第一圖案層，并基于所述第一圖案層對(duì)所述第一電極材料層進(jìn)行刻蝕，以形成所述肖特基電極。

13、在本公開(kāi)的一些實(shí)施例中，所述氧化鎵薄膜沉積于所述肖特基電極上，制備所述歐姆電極的步驟在制備所述半導(dǎo)體層的步驟之后進(jìn)行，制備所述歐姆電極的步驟包括：

14、在所述半導(dǎo)體層上沉積第二電極材料層，

15、在所述第二電極材料層上制備第二圖案層，并基于所述第二圖案層對(duì)所述第二電極材料層進(jìn)行刻蝕，以形成所述歐姆電極。

16、在本公開(kāi)的一些實(shí)施例中，所述襯底為柔性襯底，在制備所述肖特基電極、所述半導(dǎo)體層和所述歐姆電極的步驟中，控制所述襯底的溫度不超過(guò)200℃。

17、進(jìn)一步地，本公開(kāi)還提供了一種電子設(shè)備，其包括電路結(jié)構(gòu)，所述電路結(jié)構(gòu)中包括如上述任一實(shí)施例所述的氧化鎵肖特基二極管。

18、開(kāi)關(guān)比是衡量肖特基二極管的關(guān)鍵參數(shù)，低的開(kāi)關(guān)比會(huì)導(dǎo)致肖特基二極管在用于整流和能量收集時(shí)具有較低的整流效率，進(jìn)而導(dǎo)致明顯的能量浪費(fèi)和產(chǎn)熱。本公開(kāi)提供的氧化鎵肖特基二極管中包括半導(dǎo)體層，在該半導(dǎo)體層中包括氧化鎵薄膜，氧化鎵薄膜中的氧化鎵材料為非晶氧化鎵和/或多晶氧化鎵，氧化鎵肖特基二極管的開(kāi)關(guān)比在108以上。該氧化鎵肖特基二極管能夠在使用非單晶的氧化鎵材料作為氧化鎵薄膜，這使得明顯簡(jiǎn)化該氧化鎵肖特基二極管的制備工藝以及生產(chǎn)成本。并且該氧化鎵肖特基二極管在采用非單晶的氧化鎵材料的同時(shí)還具有超過(guò)108以上的開(kāi)關(guān)比，相較于傳統(tǒng)的采用非單晶的氧化鎵肖特基二極管具有顯著的提升。

技術(shù)特征：

1.一種氧化鎵肖特基二極管，其特征在于，包括：半導(dǎo)體層、肖特基電極和歐姆電極，所述半導(dǎo)體層包括氧化鎵薄膜，所述氧化鎵薄膜中的氧化鎵材料為非晶氧化鎵和/或多晶氧化鎵，所述肖特基電極與所述氧化鎵薄膜之間形成肖特基接觸，所述歐姆電極與所述氧化鎵薄膜之間形成歐姆接觸，所述氧化鎵肖特基二極管的開(kāi)關(guān)比在108以上。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氧化鎵肖特基二極管，其特征在于，所述氧化鎵薄膜的厚度為40nm～200nm。

3.根據(jù)權(quán)利要求1～2任一項(xiàng)所述的氧化鎵肖特基二極管，其特征在于，所述歐姆電極包括吸氧導(dǎo)電材料，所述吸氧導(dǎo)電材料直接接觸于所述半導(dǎo)體層中的所述氧化鎵，所述吸氧導(dǎo)電材料包括能夠與所述氧化鎵中的氧原子結(jié)合的導(dǎo)電材料。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的氧化鎵肖特基二極管，其特征在于，所述吸氧導(dǎo)電材料包括氧化銦錫和鈦中的一種或多種。

5.根據(jù)權(quán)利要求1～2及4任一項(xiàng)所述的氧化鎵肖特基二極管，其特征在于，還包括襯底，所述襯底為柔性襯底，所述半導(dǎo)體層、所述肖特基電極和所述歐姆電極均設(shè)置于所述襯底上。

6.一種如權(quán)利要求1～5任一項(xiàng)所述的氧化鎵肖特基二極管的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的氧化鎵肖特基二極管的制備方法，其特征在于，制備所述肖特基電極的步驟包括：

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的氧化鎵肖特基二極管的制備方法，其特征在于，所述肖特基電極、所述半導(dǎo)體層和所述歐姆電極依次制備于所述襯底上，制備所述歐姆電極的步驟包括：

9.根據(jù)權(quán)利要求6～8任一項(xiàng)所述的氧化鎵肖特基二極管的制備方法，其特征在于，所述襯底為柔性襯底，在制備所述肖特基電極、所述半導(dǎo)體層和所述歐姆電極的步驟中，控制所述襯底的溫度不超過(guò)200℃。

10.一種電子設(shè)備，其特征在于，包括電路結(jié)構(gòu)，所述電路結(jié)構(gòu)中包括根據(jù)權(quán)利要求1～5任一項(xiàng)所述的氧化鎵肖特基二極管。

技術(shù)總結(jié)
本公開(kāi)提供了一種氧化鎵肖特基二極管、其制備方法及電子設(shè)備。該氧化鎵肖特基二極管包括：半導(dǎo)體層、肖特基電極和歐姆電極，半導(dǎo)體層包括氧化鎵薄膜，氧化鎵薄膜中的氧化鎵材料為非晶氧化鎵和/或多晶氧化鎵，肖特基電極與氧化鎵薄膜之間形成肖特基接觸，歐姆電極與氧化鎵薄膜之間形成歐姆接觸，氧化鎵肖特基二極管的開(kāi)關(guān)比在10<supgt;8</supgt;以上。

技術(shù)研發(fā)人員：朱銳,梅增霞
受保護(hù)的技術(shù)使用者：松山湖材料實(shí)驗(yàn)室
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/26