一种二极管及其制造方法技术

本发明专利技术涉及半导体技术领域中的一种二极管及其制造方法，包括衬底层、半导体层、阴极层和阳极层，半导体层设置在衬底层上，阳极层设置在半导体层上，阴极层设置在衬底层上或设置在半导体层上，半导体层上还设置有若干组电场扩散层，每组电场扩散层间隔设置，且电场扩散层与半导体层形成肖特基接触，具有耐压性能高的优点，突破了器件电场集聚导致终端区域电场无法有效调制的瓶颈。无法有效调制的瓶颈。无法有效调制的瓶颈。

【技术实现步骤摘要】
一种二极管及其制造方法


[0001]本专利技术涉及半导体
，具体涉及一种二极管及其制造方法。

技术介绍

[0002]传统硅基半导体器件的性能已经逐渐接近材料的物理极限，氧化镓（Gallium Oxide，Ga2O3）作为一种新型超宽禁带半导体，近年受到广泛关注。β
‑
Ga2O3的禁带宽度高达4.8eV~5.0eV，相比于第三代半导体SiC和GaN，具有禁带宽度更大、击穿场强更高、Baliga品质因子更大、吸收截止边更短、生长成本更低的优点，有望成为高压、大功率、低损耗功率器件和深紫外光电子器件的优选材料。
[0003]如图1所示，为具有NiO JTE终端的Ga2O
3 SBD的截面图。在P型氧化物区域104空穴浓度较低时，电场集聚主要发生在场板金属区域106和P型氧化物区域104的交界处，在N型半导体区域103中的电场集聚发生在场板金属区域106边角的正下方。在P型氧化物区域104空穴浓度较高时，电场集聚主要发生在P型氧化物区域104和N型半导体区域103的交界处，在N型半导体区域103中的电场集聚发生在P型氧化物区域104边角的正下方，从而不能有效调制终端区域电场。

技术实现思路

[0004]本专利技术针对现有技术中的缺点，提供了一种二极管及其制造方法，具有耐压性能高的优点，突破了器件电场集聚导致中段区域电场无法有效调制的瓶颈。
[0005]为了解决上述技术问题，本专利技术通过下述技术方案得以解决：一种二极管，包括衬底层、半导体层、阴极层和阳极层，所述半导体层设置在衬底层上，所述阳极层设置在半导体层上，所述阴极层设置在衬底层上或设置在半导体层上，所述半导体层上还设置有若干组电场扩散层，每组所述电场扩散层间隔设置，且所述电场扩散层与半导体层形成肖特基接触。
[0006]可选的，所述电场扩散层与阳极层设置在不同平面上，所述半导体层的侧壁倾斜设置，且所有所述电场扩散层设置在半导体层的侧壁上。
[0007]可选的，所述电场扩散层与阳极层设置在不同平面上，所述半导体层的侧壁呈阶梯状设置，所述半导体层的侧壁的每一层阶梯上均设置有至少一组电场扩散层。
[0008]可选的，所述半导体层的侧壁或所述半导体层的阶梯斜面与阳极层所在平面呈一夹角，且所述夹角为90
°
~180
°
。
[0009]可选的，所述电场扩散层与阳极层设置在同一平面上，且若干组所述电场扩散层间隔设置在阳极层的外围。
[0010]可选的，所述阴极层与阳极层均设置在半导体层上，且所述阴极层与阳极层设置在同一平面，所述阴极层设置在阳极层的外围，若干组间隔设置的电场扩散层位于阴极层与阳极层之间。
[0011]可选的，所述电场扩散层为浮空金属层。
[0012]可选的，所述电场扩散层包括浮空氧化物层、浮空金属层和浮空场板金属层，所述浮空场板金属层设置在浮空氧化物层上，所述浮空金属层与浮空场板金属层接触设置，且所述浮空氧化物层与半导体层的掺杂类型相反。
[0013]可选的，还包括非浮空场板金属层和非浮空氧化物层，所述非浮空氧化物层设置在半导体层上，且所述非浮空氧化物层与半导体层的掺杂类型相反，所述非浮空场板金属层设置在非浮空氧化物层上，且所述非浮空场板金属层与阳极层接触设置。
[0014]可选的，所述浮空氧化物层、浮空场板金属层、非浮空氧化物层和非浮空场板金属层的截面均设置为梯形。
[0015]一种二极管的制造方法，所述方法用于制造如上述任意一项所述的二极管。
[0016]采用本专利技术提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下有益效果：通过在半导体层上设置电场扩散层，从而提高器件的终端区的耗尽区的扩展距离，进而使得集聚在半导体层与阳极层之间的电场进行逐级扩散，从而提高器件的耐压性，同时通过各个电场扩散层之间的间距设置以及电场扩散层的界面宽度设置，克服了因空穴浓度调制困难导致器件终端的工艺窗口很小的困难，使得器件耐压等级不受空穴浓度的制约。
附图说明
[0017]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0018]图1为现有技术，具有NiO JTE终端的Ga2O
3 SBD的截面图；图2为本实施例一提出的一种二极管的截面图；图3为本实施例一提出的一种二极管的俯视图；图4为本实施例一提出的一种二极管的电势分布截面图；图5为本实施例一提出的一种二极管与现有技术以及设置多个电场扩散层情况下的反向特性比较图；图6为本实施例一提出的一种二极管在具有不同数量电场扩散层情况下，电压击穿时水平方向位置的电势分布图；图7为本实施例二提出的一种二极管的截面图；图8为本实施例二提出的一种二极管的电势分布截面图；图9为本实施例三提出的一种二极管的截面图；图10为本实施例四提出的一种二极管的截面图；图11为本实施例四提出的一种二极管的电势分布截面图；图12为本实施例五提出的一种二极管的截面图；图13为本实施例五提出的一种二极管的电势分布截面图；图14为本实施例六提出的一种二极管的截面图；图15为本实施例六提出的一种二极管的俯视图。
[0019]附图标记：101、阴极电极；102、衬底区域；103、N型半导体区域；104、P型氧化物区
域；105、阳极电极；106、场板金属区域；1、衬底层；2、半导体层；3、电场扩散层；4、阴极层；5、阳极层；6、浮空氧化物层；7、浮空金属层；8、浮空场板金属层；9、非浮空场板金属层；10、非浮空氧化物层。
具体实施方式
[0020]下面结合实施例对本专利技术做进一步的详细说明，以下实施例是对本专利技术的解释而本专利技术并不局限于以下实施例。
[0021]实施例一如图2所示，一种二极管，包括衬底层1、半导体层2、若干组电场扩散层3、阴极层4和阳极层5，半导体层2设置在衬底层1上，阳极层5设置在半导体层2上，阴极层4设置在衬底层1远离半导体层2的一端面上，所有电场扩散层3设置在半导体层2上，每组电场扩散层3间隔设置，且电场扩散层3与半导体层2形成肖特基接触，电场扩散层3与阳极层5设置在同一平面上，且若干组电场扩散层3间隔设置在阳极层5的外围。
[0022]具体的，电场扩散层3包括浮空氧化物层6、浮空金属层7和浮空场板金属层8，浮空场板金属层8设置在浮空氧化物层6上，浮空金属层7与浮空场板金属层8接触设置，且浮空氧化物层6与半导体层2的掺杂类型相反，二极管还包括非浮空场板金属层9和非浮空氧化物层10，非浮空氧化物层10设置在半导体层2上，且非浮空氧化物层10与半导体层2的掺杂类型相反，非浮空场板金属层9设置在非浮空氧化物层10上，且非浮空场板金属层9与阳极层5接触设置，其中，阴极层4与衬底层1形成欧姆接触；阳极层5与半导体层2形成肖特基接触；浮空场板金属层8与本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种二极管，其特征在于，包括衬底层、半导体层、阴极层和阳极层，所述半导体层设置在衬底层上，所述阳极层设置在半导体层上，所述阴极层设置在衬底层上或设置在半导体层上，所述半导体层上还设置有若干组电场扩散层，每组所述电场扩散层间隔设置，且所述电场扩散层与半导体层形成肖特基接触。2.根据权利要求1所述的一种二极管，其特征在于，所述电场扩散层与阳极层设置在不同平面上，所述半导体层的侧壁倾斜设置，且所有所述电场扩散层设置在半导体层的侧壁上。3.根据权利要求1所述的一种二极管，其特征在于，所述电场扩散层与阳极层设置在不同平面上，所述半导体层的侧壁呈阶梯状设置，所述半导体层的侧壁的每一层阶梯上均设置有至少一组电场扩散层。4.根据权利要求1所述的一种二极管，其特征在于，所述电场扩散层与阳极层设置在同一平面上，且若干组所述电场扩散层间隔设置在阳极层的外围。5.根据权利要求1所述的一种二极管，其特征在于，所述阴极层与阳极层均设置在半导体层上，且所述阴极层与阳极层设置在同一平面，所述阴极层设置在阳极层的外围，若干组间隔设置的电场扩散层位于阴极层与阳极层之间。6.根据权利要求1
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5任意一项所述的一种二极管，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：盛况，王珩宇，任娜，陈虎，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：