肖特基二极管的加工方法和肖特基二极管技术

本发明专利技术提供了一种肖特基二极管的加工方法和肖特基二极管，其中肖特基二极管的加工方法包括：在形成有氮化镓层的基底的正面依次形成氮镓铝层和复合绝缘层，所述复合绝缘层包括层叠的第一绝缘层和第二绝缘层；去除所述氮化镓层的阴极区域上方对应的复合绝缘层，以形成暴露出所述氮化镓层的阴极区域的第一接触孔；去除所述氮化镓层的阳极区域上方对应的复合绝缘层，以形成暴露出所述氮化镓层的阳极区域的第二接触孔，其中，所述第一绝缘层对应的第二接触孔的孔径大于所述第二绝缘层对应的第二接触孔的孔径；在所述第一接触孔和所述第二接触孔形成金属电极，以完成所述肖特基二极管的制作。通过本发明专利技术的技术方案，能够减少反向漏电，优化器件结构。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体加工
，具体而言，涉及一种肖特基二极管的加工方法和一种肖特基二极管。
技术介绍
目前，GaN(氮化镓)基的肖特基二极管具有开关速度快、场强高和热学特性好等优点，在功率整流器市场有很好的发展前景。相关技术中，如图1所示，肖特基二极管的基本结构包括：衬底101、氮化镓层102、氮镓铝层103、绝缘层104和金属层(图中105和106所示)，为了解决肖特基反向漏电严重的问题，CMOS(ComplementaryMetalOxideSemiconductor，补偿金属氧化物半导体)工艺被应用于小线宽、高精度的晶体管的批量生产，例如采用CMOS工艺制备肖特基结终端等，可以在减小肖特基二极管的尺寸的同时，在一定程度上减小反向漏电，但是，采用CMOS工艺等先进工艺技术仍无法实现极低的漏电流，造成肖特基二极管的可靠性差。因此，如何设计一种新的肖特基二极管的加工方法的方案以获取低漏电、低成本的肖特基二极管成为亟待解决的技术问题。
技术实现思路
本专利技术正是基于上述技术问题至少之一，提出了一种肖特基二极管的加工方法和一种肖特基二极管，在保证工艺兼容于CMOS工艺的同时，有效地降低了肖特基二极管的反向漏电，提升了肖特基二极管的器件可靠性。实现上述目的，根据本专利技术的第一方面的实施例，提供了一种肖特基二极管的加工方法，包括：在形成有氮化镓层的基底的正面依次形成氮镓铝层和复合绝缘层，所述复合绝缘层包括层叠的第一绝缘层和第二绝缘层；去除所述氮化镓层的阴极区域上方对应的复合绝缘层，以形成暴露出所述氮化镓层的阴极区域的第一接触孔；去除所述氮化镓层的阳极区域上方对应的复合绝缘层，以形成暴露出所述氮化镓层的阳极区域的第二接触孔，其中，所述第一绝缘层对应的第二接触孔的孔径大于所述第二绝缘层对应的第二接触孔的孔径；在所述第一接触孔和所述第二接触孔形成金属电极，以完成所述肖特基二极管的制作。在该技术方案中，通过形成阴极区域上方的第一接触孔以及阳极区域上方的第二接触孔，且第二接触孔呈倒台阶排布，形成了有金属、复合绝缘层和氮镓铝层构成的阳极电极，尤其是复合绝缘层的改进，在肖特基二极管关断时，复合绝缘层的凸出部分保证了器件的快速关断，同时保证了肖特基二极管的低导通特性，提升了肖特基二极管的可靠性。在上述技术方案中，优选地，在形成有氮化镓层的基底的正面依次形成氮镓铝层和复合绝缘层，包括以下具体步骤：在所述半导体基底的正面依次形成所述氮化镓层和所述氮镓铝层后，采用化学气相淀积工艺在所述氮镓铝层上方形成所述第一绝缘层，其中，所述第一绝缘层为氮化硅层。在该技术方案中，通过形成第一绝缘层，实现了肖特基二极管的阴极区域和阳极区域之间的隔离，从而保证了肖特基二极管的电学可靠性。在上述技术方案中，优选地，还包括：在形成有氮化镓层的基底的正面依次形成氮镓铝层和复合绝缘层，还包括以下具体步骤：在所述第一绝缘层上形成有机氧化层和/或无机氧化层，以所述有机氧化层和/或所述无机氧化层作为所述第二绝缘层，其中，所述无机氧化层包括氧化硅层，所述有机氧化层包括硅酸四乙酯层。在该技术方案中，通过形成第二绝缘层，进一步地保证了阴极区域和阳极区域之间的隔离，也即在第一绝缘层较疏松时，通过增加第二绝缘层，来对第一绝缘层的结构缺陷进行补偿，采用热氧化工艺和/或硅酸四乙酯淀积技术来形成致密的氧化膜。在上述技术方案中，优选地，在所述第一绝缘层上形成有机氧化层和/或无机氧化层，以所述有机氧化层和/或所述无机氧化层作为所述第二绝缘层，包括以下具体步骤：采用热氧化工艺在所述第一绝缘层上形成所述氧化层。在该技术方案中，通过热氧化工艺在第一绝缘层上形成氧化层，提升了绝缘层的可靠性，降低了绝缘层失效造成肖特基二极管的故障的可能性。在上述技术方案中，优选地，在所述第一绝缘层上形成有机氧化层和/或无机氧化层，以所述有机氧化层和/或所述无机氧化层作为所述第二绝缘层，还包括以下具体步骤：采用化学气相淀积工艺在所述第一绝缘层上形成所述氧化层。在该技术方案中，通过化学气相淀积工艺在第一绝缘层上形成氧化层，在保证绝缘层的可靠性的同时，不额外提高工艺成本，更适合肖特基二极管的批量生产。在上述技术方案中，优选地，在所述第一绝缘层上形成有机氧化层和/或无机氧化层，以所述有机氧化层和/或所述无机氧化层作为所述第二绝缘层，还包括以下具体步骤：采用低压四硅酸乙酯淀积工艺在所述第一绝缘层上形成所述四硅酸乙酯层。在该技术方案中，通过低压四硅酸乙酯淀积工艺制备四硅酸乙酯层，保证了绝缘层的致密性，同时，保证了绝缘层的均一性好，应力小。在上述技术方案中，优选地，在所述第一接触孔和所述第二接触孔形成金属电极，以完成所述肖特基二极管的制作，包括以下具体步骤：采用金属溅射工艺、蒸镀工艺和电镀工艺中的一种工艺或多种工艺的任意组合，在所述第一接触孔中形成所述阴极区域的阴极电极。在该技术方案中，通过在第一接触孔和第二接触孔形成金属电极，确保了将肖特基二极管集成于应用级电路的硬件基础。在上述技术方案中，优选地，去除所述氮化镓层的阳极区域上方对应的复合绝缘层，以形成暴露出所述氮化镓层的阳极区域的第二接触孔，还包括以下具体步骤：在形成所述阴极电极后，采用刻蚀工艺对所述第二绝缘层进行图形化处理，以形成第二绝缘层掩膜；在形成所述第二绝缘层掩膜后，对所述第一绝缘层进行光刻处理和刻蚀处理，以形成所述第二接触孔，其中，所述第二绝缘层掩膜的横截面积小于经过刻蚀的第一绝缘层的横截面积，将经过刻蚀的第一绝缘层中且未被所述第二绝缘层掩膜覆盖的区域作为附加电极区域。在该技术方案中，通过形成附加电极区域，提升了肖特基二极管的关断控制能力，提高了肖特基二极管的器件可靠性，同时不额外增加工艺成本，有利于将低反向漏电、低导通电压的肖特基二极管进行推广应用。在上述技术方案中，优选地，在所述第一接触孔和所述第二接触孔形成金属电极，以完成所述肖特基二极管的制作，还包括以下具体步骤：采用金属溅射工艺、蒸镀工艺和电镀工艺中的一种工艺或多种工艺的任意组合，在所述第二接触孔中形成所述阴极区域的阴极区域电极，其中，所述阴极区域电极、所述附加电极区域的电极和所述阴极区域对应的氮镓铝层共同构成了所述肖特基二极管的阳极电极。在该技术方案中，通过形成阴极电极和阳极电极，形成了肖特基二极管的硬件基础，保证了肖特基二极管实现其开关控制功能。根据本专利技术的第二方面，还提出了一种肖特基二极管，采用如上述技术方案中的任一项所述的肖特基二极管的加工方法制作而成。通过以上技术方案，提高了肖特基二极管的器件可靠性，同时不额外增加工艺成本，有利于将低反向漏电、低导通电压的肖特基二极管进行推广应用。附图说明图1示出了相关技术中肖特基二极管的剖面示意图；图2示出了根据本专利技术的实施例的肖特基二极管的加工方法的示意流程图；图3至图7示出了根据本专利技术的实施例的肖特基二极管的加工过程的剖面示意图。具体实施方式为了能够更清楚地理解本专利技术的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种肖特基二极管的加工方法，其特征在于，包括：在形成有氮化镓层的基底的正面依次形成氮镓铝层和复合绝缘层，所述复合绝缘层包括层叠的第一绝缘层和第二绝缘层；去除所述氮化镓层的阴极区域上方对应的复合绝缘层，以形成暴露出所述氮化镓层的阴极区域的第一接触孔；去除所述氮化镓层的阳极区域上方对应的复合绝缘层，以形成暴露出所述氮化镓层的阳极区域的第二接触孔，其中，所述第一绝缘层对应的第二接触孔的孔径大于所述第二绝缘层对应的第二接触孔的孔径；在所述第一接触孔和所述第二接触孔形成金属电极，以完成所述肖特基二极管的制作。

【技术特征摘要】
1.一种肖特基二极管的加工方法，其特征在于，包括：在形成有氮化镓层的基底的正面依次形成氮镓铝层和复合绝缘层，所述复合绝缘层包括层叠的第一绝缘层和第二绝缘层；去除所述氮化镓层的阴极区域上方对应的复合绝缘层，以形成暴露出所述氮化镓层的阴极区域的第一接触孔；去除所述氮化镓层的阳极区域上方对应的复合绝缘层，以形成暴露出所述氮化镓层的阳极区域的第二接触孔，其中，所述第一绝缘层对应的第二接触孔的孔径大于所述第二绝缘层对应的第二接触孔的孔径；在所述第一接触孔和所述第二接触孔形成金属电极，以完成所述肖特基二极管的制作。2.根据权利要求1所述的肖特基二极管的加工方法，其特征在于，在形成有氮化镓层的基底的正面依次形成氮镓铝层和复合绝缘层，包括以下具体步骤：在所述半导体基底的正面依次形成所述氮化镓层和所述氮镓铝层后，采用化学气相淀积工艺在所述氮镓铝层上方形成所述第一绝缘层，其中，所述第一绝缘层为氮化硅层。3.根据权利要求2所述的肖特基二极管的加工方法，其特征在于，在形成有氮化镓层的基底的正面依次形成氮镓铝层和复合绝缘层，还包括以下具体步骤：在所述第一绝缘层上形成有机氧化层和/或无机氧化层，以所述有机氧化层和/或所述无机氧化层作为所述第二绝缘层，其中，所述无机氧化层包括氧化硅层，所述有机氧化层包括硅酸四乙酯层。4.根据权利要求3所述的肖特基二极管的加工方法，其特征在于，在所述第一绝缘层上形成有机氧化层和/或无机氧化层，以所述有机氧化层和/或所述无机氧化层作为所述第二绝缘层，包括以下具体步骤：采用热氧化工艺在所述第一绝缘层上形成所述氧化层。5.根据权利要求3所述的肖特基二极管的加工方法，其特征在于，在所述第一绝缘层上形成有机氧化层和/或无机氧化层，以所述有机氧化层和/或所述无机氧化层作为所述第二绝缘层，还包括以下具体步骤：采用化学气相淀积工艺在所...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘美华，陈建国，林信南，
申请(专利权)人：北京大学，北大方正集团有限公司，深圳方正微电子有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11